禽舍环境监测系统的设计

分布式禽舍环境检测控制系统合泰杯单片机应用设计竞赛初赛报告书(范本)参赛编号：学校：天津工业大学作品名称：分布式禽舍环境监测控制系统指导老师：荣锋参赛队员：刘晓勇，谢艳娜，采用单片机型号： HT66F70A日期：2015 年12 月20 日一、作品摘要家禽生产受养殖品种、饲料、疫病、生长环境和管理水平等因素的共同影响，其中环境因素所起的作用占20%~30%。

适宜的养殖环境可以充分发挥畜禽的生产潜力，增强动物抵抗力，减少疾病的发生，继而提高畜牧业的生产效益。

目前，国内对畜禽养殖环境的监测主要靠养殖人员的人工观测，其调节有滞后性，生产效率低，占用人力资源多，不能适应规模化、集约化的发展。

本设计提出了一种分布式禽舍环境监测控制系统，并详细说明了系统的软硬件实现方案。

系统综合了嵌入式技术、传感器技术等，对禽舍多种环境参数进行多点同步连续监测，根据设定的逻辑和阈值自动地控制环境调控设备，将禽舍环境参数控制在设定的范围，并具有锂电池充放电功能，给系统提供了双电源供电方案。

分布式禽舍环境监测控制系统主要包括以HT66F70A为主控芯片的人机交互模块和以增强型51单片机为控制芯片的环境参数测量和调控设备控制模块。

人机交互模块主要实现的功能就是设定环境参数，并实时的显示各种环境参数的值，以及环境调控设备的运行状态；环境参数测量和调控设备控制模块主要是对禽舍环境中温度等关键参数进行周期性地采集，然后根据采集到的数据，按照一定的基准进行加热、风机组等的控制，并且实现高温、低温、过流和停电报警功能。

用户在认为有必要的情况下，可以人为强制性开关控制系统，从而达到对禽舍环境的有效控制。

本设计方案已经和相关公司签订合同协议，并依据公司要求设计出样机，已经在部分禽舍试用，下一步将对生产出的样机进行功能的改进和完善。

关键字：禽舍；环境监控；充放电管理；HT66F70A二、作品介绍随着我国经济的快速发展和人民生活水平的逐步提高，特别是国际市场对肉食品需求多元化的发展趋势，促进了我国畜禽养殖业的快速发展。

畜禽养殖综合监测监控系统设计解决方案简介：畜禽养殖业是农业中的重要组成部分，然而，由于养殖环境的特殊性以及动物数量众多等因素，使得该行业管理难度加大。

为了提高养殖效益和安全管理水平，设计一个畜禽养殖综合监测监控系统至关重要。

本文将介绍该系统的设计原理、功能模块以及实施步骤。

一、设计原理1.1 数据采集模块设计一个数据采集模块，使用传感器和监测设备对养殖舍内的温度、湿度、氨气、二氧化碳浓度等关键指标进行实时监测。

采集到的数据可以通过无线传输技术传输到主控中心。

1.2 数据传输模块通过网络技术，将采集到的数据传输到主控中心。

可以采用有线或无线网络，确保数据传输的稳定性和实时性。

1.3 数据存储模块在主控中心建立数据库用于存储采集到的数据，并进行实时更新。

同时，为了保证数据的安全性，可以建立数据备份机制。

1.4 数据处理模块对采集到的数据进行处理和分析，利用数据挖掘算法和统计模型进行大数据分析，从而得到畜禽养殖过程中的规律和趋势，并提供预警和决策支持。

1.5 系统监控模块设置系统监控模块，通过监控软件对各个养殖舍内参数的实时监测，实现对畜禽养殖过程的全面掌控。

二、功能模块2.1 实时监测功能该系统可以实时监测养殖舍内温度、湿度、氨气、二氧化碳等关键参数，并以图形化的形式展示在监控界面上，便于饲养员进行观察和分析。

2.2 预警功能系统可以根据预设的阈值，对采集到的数据进行实时监测和分析。

一旦某一参数超过设定的阈值，系统将自动发出警报，提醒饲养员及时采取措施。

2.3 数据分析功能该系统可以对历史数据进行汇总和分析，并生成图表、报表等形式，为决策提供依据。

例如，根据历史数据分析，预测合理的饲料投放量，提高饲养效益。

2.4 远程监控功能通过网络技术，饲养员可以通过移动设备远程监控养殖舍内的参数，随时随地掌握养殖情况。

三、实施步骤3.1 硬件设施建设搭建数据采集系统，包括传感器的安装和监测设备的布设。

确保数据准确、稳定地采集到主控中心。

畜牧场环境监测与控制系统设计随着人们对食品安全和动物福利的要求越来越高，畜牧业已经成为农业发展中的重要组成部分。

为了提高畜牧业的生产效率和质量，畜牧场环境监测与控制系统设计变得尤为重要。

本文将介绍畜牧场环境监测与控制系统的设计原理、功能及其应用前景。

1. 系统设计原理畜牧场环境监测与控制系统的设计原理基于监测和调节畜牧环境的需求。

该系统通过传感器来监测关键环境参数，如温度、湿度、气体浓度等，并通过控制装置来自动调节畜牧环境，以确保畜禽的健康和生产效率。

2. 功能畜牧场环境监测与控制系统具有以下主要功能：2.1 环境监测：通过安装传感器来实时监测畜禽栖息区的温度、湿度、气体浓度等参数，帮助畜牧场管理人员及时了解环境状态，并提前发现潜在问题。

2.2 警报与报警：一旦监测到畜禽栖息区的环境超出预设范围，系统会自动发出警报，以便管理人员采取必要的措施，保护畜禽的健康与安全。

2.3 自动控制：系统可以根据监测到的环境参数自动调节畜禽栖息区的温度、湿度等环境条件。

例如，在寒冷的冬季，系统可以自动启动加热设备，提供适宜的温暖环境；在炎热的夏季，系统可以自动启动通风设备，保持合适的空气流通。

2.4 数据分析与报告：系统能够记录并存储各种环境参数的历史数据，通过数据分析提供畜禽栖息环境的变化趋势和统计信息。

这些报告可以帮助畜牧场管理人员了解和优化环境管理策略。

3. 应用前景畜牧场环境监测与控制系统的应用前景非常广泛。

它可以应用于各类养殖场，包括禽类、畜类和水产类养殖场。

以下是畜牧场环境监测与控制系统的应用前景：3.1 生产效率提高：通过实时监测和自动控制，畜牧场环境监测与控制系统能够优化畜禽养殖环境，提高生产效率。

例如，在冬季，系统可以自动调节温度，为畜禽提供适宜的生长环境，促进生长和繁殖。

3.2 动物健康管理：畜牧场环境监测与控制系统可以监测并控制畜禽养殖环境中的有害气体浓度，防止疾病传播。

此外，系统还可以通过监测环境参数来检测并提前预防畜禽群体中的疾病暴发。

鸡舍环境智能监控系统设计鸡舍环境智能监控系统设计在现代养殖业中，对动物生长环境的监控和管理至关重要。

特别是在鸡舍管理中，环境条件的优化对鸡的生长发育和生产性能具有重大影响。

因此，设计一种智能监控系统来实时监测和控制鸡舍环境，对于提高养殖效率和质量具有重大意义。

一、系统设计目标鸡舍环境智能监控系统的设计目标是通过集成的传感器网络和控制机制，实现对鸡舍环境的实时监测和精准控制。

具体目标包括：1、实时监测鸡舍内的温度、湿度、空气质量等环境参数；2、自动调节环境参数，以适应鸡的生长需求；3、异常情况的及时报警，确保第一时间采取应对措施；4、系统的节能和环保设计，降低运行成本。

二、系统架构鸡舍环境智能监控系统采用分层架构，包括数据采集层、数据处理层和应用层。

1、数据采集层：通过部署在鸡舍内的传感器节点，实时采集环境参数，如温度、湿度、二氧化碳浓度、氨气浓度等。

2、数据处理层：对采集到的数据进行处理和分析，根据预设的阈值或算法对环境状态进行评估。

同时，根据评估结果生成控制指令，通过执行机构对环境进行调节。

3、应用层：为用户提供可视化界面，展示环境参数、报警信息和控制策略。

用户可以通过界面进行参数设置、报警阈值设定等操作。

三、关键技术1、传感器技术：选择高性能、高稳定性的传感器，实现对环境参数的准确测量。

2、通信技术：采用无线通信技术，实现传感器节点和主控节点之间的数据传输。

3、嵌入式技术：在处理层和控制层，采用嵌入式系统，实现系统的实时性和稳定性。

4、人工智能技术：通过机器学习算法，对环境参数和鸡的生长性能进行关联分析，优化控制策略。

四、系统功能1、环境参数监测：系统能够实时监测鸡舍内的环境参数，包括温度、湿度、空气质量等。

2、自动控制：系统能够根据环境参数自动调节环境，如启动通风设备、调节加热器等。

3、报警功能：系统能够设定报警阈值，当环境参数超出正常范围时，系统会发出警报，通知用户。

4、数据存储和分析：系统能够存储和分析历史数据，为优化管理提供参考。

养鸭场监控系统方案
背景
由于近年来市场对鸭肉需求的增加，养殖鸭场也越来越多。

同时，鸭肉安全问题也成为人们关注的重点。

为了保障养殖场区环境
卫生和规范化管理，监控系统势在必行。

系统设计
本系统主要分为以下部分：
摄像头
系统将安装多路高清摄像头，以监测鸭群在鸭舍内的生活环境、是否受到过度人为干预等情况。

温湿度传感器
场区将配备温湿度传感器，实时检测场区的温湿度各种指标。

温度过高过低均会影响鸭群正常生长，湿度过大则容易滋生疾病。

化学检测装置
检测池塘水质中的各种化学物质指标，如pH值、硫化物等，确保鸭群的生活环境健康无害。

电子栏板
由于现在市场对鸭肉的健康和安全要求越来越高，养殖农民不能再使用传统的记录本来管理鸭舍养殖工作。

本监控系统设计的电子栏板将给予农民一个良好的养殖记录系统，以此来管理鸭舍饲养工作。

云平台
本系统采用云平台进行数据存储和数据查询分析，一方面可以实现数据的长期存储，更容易进行数据的统计分析；另一方面，通过云平台进行数据传输，方便数据共享。

系统优势
该系统具有以下特点：
- 实时监控现场数据，方便管理人员对场区实时情况进行了解
- 多种感知设备的整合，实现对场区各种环境的全面监测
- 智能化系统设计，通过智能判断和分析，在鸭舍安全状况出
现危险的情况下，能够及时预警
- 通过云平台的应用，为养殖场提供更高效安全的数据分析和
存储
结论
本监控系统从设备、数据、平台等方面都进行了极详细的设计，从而在鸭群的生长生活过程中，保障了鸭群的生命安全和健康成长。

同时，本系统进一步提高了养殖场的管理水平和效率。

农业智能化畜禽养殖环境监控系统设计随着社会经济的发展和人们对食品安全的关注日益增加，畜禽养殖行业也面临着新的挑战和机遇。

为了提高畜禽养殖的效率和质量，保障畜禽健康成长，设计一套智能化的畜禽养殖环境监控系统势在必行。

本文将围绕农业智能化畜禽养殖环境监控系统的设计展开论述，包括系统架构、核心功能模块、技术应用等方面，力求为畜禽养殖业的智能化发展提供有益的思路和方向。

一、系统架构设计1. 数据采集层数据采集层是整个系统的基础，主要包括温湿度传感器、氨气浓度传感器、光照强度传感器、音频传感器等，用于实时采集畜禽舍内的环境参数和动物行为数据。

2. 数据传输层数据传输层通过有线或无线网络技术，将采集到的数据传输至数据处理中心，同时可以实现远程监控和控制，确保数据的及时性和准确性。

3. 数据处理与分析层数据处理与分析层是系统的核心部分，利用大数据分析、人工智能等技术手段对采集到的数据进行处理和分析，提取有用信息，预测环境变化趋势，识别动物行为异常等。

4. 应用服务层应用服务层将数据处理结果反馈给养殖场管理人员，实现实时监控、报警提示、远程控制等功能，同时可以提供数据查询、统计分析、决策支持等服务。

二、核心功能模块设计1. 环境参数监测系统可以实时监测畜禽舍内的温度、湿度、氨气浓度、光照强度等环境参数，并根据设定的标准值进行实时预警和报警。

2. 动物行为识别系统通过视频监控和音频传感器等设备，实现对畜禽行为的识别和分析，如进食情况、活动状态、产蛋情况等，及时发现异常情况。

3. 智能喂养与饮水系统可以根据动物的生长状态和饲养需求，实现智能化的喂养和饮水管理，提高饲料利用率，减少投入成本。

4. 疾病预警与健康管理系统可以通过动物行为和生理指标数据，实现对动物健康状况的监测和评估，及时预警可能的疾病风险，提高养殖效益。

5. 远程控制与管理系统支持远程监控和控制功能，养殖场管理人员可以通过手机App或Web界面实时查看畜禽舍内情况，并进行远程控制，如调节温湿度、开启通风设备等。

智能化养殖环境监控系统设计方案…………………………………………………………………追求至善凭技术开拓市场/凭服务树立形象圣启科技●河北--------------目录第一部分概述 (3)1、畜禽养殖业发展状况： (3)2、智能养殖系统的应用背景： (4)3、智能化养殖环境监控系统概述 (4)4、系统优势 (5)第二部分：系统组成结构 (5)1、畜禽舍环境信息智能采集系统 (6)2、通讯系统： (6)3、智能养殖管理平台 (6)第三部分：环境采集控制系统功能特点 (7)1、温湿度调节 (7)2、通风换气 (7)3、光照度调节 (8)4、养殖舍内压力的监测 (8)5、视频监控 (8)第四部分：智能监测软件功能 (8)第一部分概述1、畜禽养殖业发展状况：随着人口的增长和社会经济的发展，城市人口不断增多，人们收入不断提高，对畜禽产品的需求也急剧增加。

目前全球畜牧行业正在迅速发展，尤其在发展中国家发展迅猛，我国随着农村产业结构调整，规模化畜禽养殖发展迅速。

养殖规模越来越大，畜牧生产发生了质的变化，逐步发展成为一个独立产业。

改革开放二十年来，我国肉类产量以每年10%以上的速度递增；奶类和禽蛋也以突飞猛进的速度增长，年递增率均在10%以上。

1986年,我国的禽蛋产量首次超过美国，1991年，我国的肉类总产量首次超过美国，从1991年开始，我国肉类产量和禽蛋总产量连续几年保持世界第一。

畜牧业在发展农村经济中的作用越来越为各级政府所重视，在许多地方被列为支柱产业，成为农民收入的重要来源。

畜禽业养殖方式和养殖规模发生了重大变化。

过去的畜禽业多为分散经营，在农村中仅作为副业生产。

近十多年来，规模化畜禽养殖业迅猛发展，已经成为一个独立行业。

2、智能养殖系统的应用背景：养殖业的迅猛发展，满足了人们对肉蛋奶的需求，并对发展我国的经济，提高城乡居民生活水平做出了较大贡献，但养殖业的发展同时已经造成我国新的环境污染问题。

畜禽杨业业产生的污染物主要有粪便，污水，和恶臭三个方面，畜禽粪便中与大量的病原微生物、致病菌、寄生虫卵并可滋生蚊蝇，恶臭气体中含有大量硫化氢。

基于单片机禽舍环境控制系统设计禽舍环境监测和监控设备的自动化与智能化程度随着电子技术的发展越来越高。

本设计是基于单片机的禽舍环境监测控制系统。

采用模块化、层次化设计，用新型的智能温湿度传感器DHT11、电化学式气敏传感器和MH-490W红外双气体传感器，实现对温湿度、氨气和二氧化碳的检测。

将温湿度和相应的气体信号通过传感器进行信号的采集、转换，用单片机STC89C52进行数据的分析和处理，提供显示信号和控制信号。

本系统电路简单、集成度高、工作稳定、调试方便、检测精度高，可以实现多种信号的精确监测，具有一定的实用价值。

标签：1 引言畜禽养殖产业化作为我国畜牧业发展的一个方向和趋势，对养殖环境特别是封闭式禽舍环境提出了更高的要求。

科技畜牧业是我国畜牧业现代化发展的方向，因为科技设施能够自动调节温度、湿度和空气质量等环境条件，受外界和季节的影响较小，能达到全年均衡供应市场畜产品的目的。

目前在国内，一些规模化畜禽养殖企业大都采用密闭式禽舍，很多使用了自动化水平较高的禽舍环境调控设备，通过对温度、湿度、有害气体和光照等的全面调控，为畜禽创造一个良好的生长和生产环境。

2 系统设计2.1 需求分析温度对畜禽生产性能影响最大，在育雏期，对温度的要求较高一般为33℃～35℃，而在育成期，一般为18℃～25℃。

湿度在畜禽生长生产中也非常重要，不同的畜禽适宜在不同的湿度中生长。

畜禽适宜的温度在50%～70%之间。

禽舍空气内的有害气体主要有NH3、CO2、H2S及空气中粉尘，其中对畜禽危害最显著的是NH3和CO2。

畜舍中氨气的最高容许浓度为26ppm，像鸡对氨特别敏感，鸡舍中NH3最高容许浓度为20ppm。

CO2对畜禽的危害也是比较明显，当禽舍中CO2的浓度超过0.15%时，就会造成禽舍内缺氧，致使畜禽精神不振，食欲减退，影响增重等。

以猪为例当猪舍中CO2的浓度到4%时，猪呼吸变深加快，到10%引起严重气喘，甚至出现昏迷；在20%浓度中，体重68kg 左右的猪超过lh就有死亡的危险。

摘要随着社会的发展，人们对生活质量要求的提高，社会对日常所需的禽畜生产有了更高的要求。

禽畜的生存环境对禽畜的生长指标是具有重要影响的，因此，对禽畜舍的环境监控是具有重要意义的。

为了解决规模化禽畜舍自动化管理中存在的监测参数众多的问题，提出一种以PLC为核心处理器的多参数智能化监控系统。

传感器将采集到的环境参数值传送到PLC，经过PLC处理后传送到上位机，上位机对数据进行分析、存储和显示，并发送相应指令到PLC来控制设备开启或关闭。

结果表明，该系统检测灵敏，控制设备反应迅速，可使禽畜舍环境参数控制在适宜范围内。

关键词：PLC；上位机；禽畜舍AbstractWith the development of society, people's requirements for the quality of life are increasing, and society has higher requirements for the daily needs of livestock production. The living environment of poultry and livestock has an important influence on the growth index of poultry and livestock. Therefore, the environmental monitoring of poultry and livestock houses is of great significance.In order to solve the problems of numerous monitoring parameters in the automated management of large-scale poultry houses, a multi-parameter intelligent monitoring system with PLC as the core processor is proposed. The sensor transmits the collected environmental parameter values to the PLC, and after PLC processing, transmits to the upper computer, the upper computer analyzes, stores and displays the data, and sends corresponding instructions to the PLC to control the device to turn on or off. The results show that the system is sensitive in detection and the control equipment responds quickly, which can control the environmental parameters of the poultry house within the appropriate range.Keywords: PLC; host computer; poultry house目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (5)1.1研究背景 (5)1.2 国内外研究现状 (5)1.3 主要研究内容 (6)第二章系统控制方案设计 (7)2.1系统控制要求 (7)2.2 系统控制结构设计 (7)第三章系统硬件设计 (9)3.1 PLC的定义和特点 (9)3.1.1 PLC的定义 (9)3.1.2 PLC的特点 (9)3.2 PLC的基本结构和基本原理 (9)3.2.1 PLC的基本结构 (9)3.2.2 PLC的工作原理 (10)3.3 PLC的型号选择 (11)3.4 温度传感器 (12)3.5 湿度传感器 (13)3.6 系统IO表 (14)3.7 系统主电路 (15)3.8 PLC接线图 (15)第四章系统软件设计 (17)4.1系统流程图 (17)4.2梯形图设计 (17)4.3 组态界面设计 (19)4.4 系统仿真 (20)结论 (22)参考文献 (23)致谢 (24)附录 (25)第一章绪论1.1研究背景我国是世界的禽类生产大国和消费大国，特别是近年来随着我国经济的快速发展，人们生活水平不断提高，对禽类的需求量更是日益递增。