畜禽舍环境监测系统设计与研究
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境 监 测 系统 设 计 与研 究
・ １ ５ ７ ・
电路 和复 位 电路 。 （ １ ）时钟 电路 ： 单 片机 内 部具 有 一个 高 增 益 反 相 放大器 ， 用 于构成振荡器， 通 常在 引 脚 Ｘ ＴＡＬ １和
中 图分 类 号 ：ＴＰ２ ７ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
动物要生存 就必须有适合 于 自己生存 的环 境 ， 野生 动物可 以 自由地选择适合 的环境 ， 而 畜禽类 动物则 需要 人们 为它们安 排一个 良好 的环境才 能更好 地生 长 、 发育 和繁殖 。畜禽 的大 多数 生 长发 育过 程是 在 畜禽 舍 中完 成， 畜 禽舍可 以为 畜禽 生长 提供 良好 的生 长环 境 ， 避 免 外界 环境变化 对其产生影 响 ， 从而最 大限度地 提 高畜禽 的产量和质 量 。因此 ， 为 更 好地 发 展 家畜 养殖 业 ， 就应 当对畜舍 内的环境要素进行 监测 ， 即调控好 禽舍 内部温 度、 湿 度和空气 等 ， 进而提高家 禽饲养管理质 量［ １ ］ 。 国外对 畜禽 舍 环境 监 控 起 步 较早 ， 且 发展 较 为 迅 速， 最早 的研 究始 于 ２ ０世 纪 ７ ０年代 。 日本东 京 大 学 以微型 计算 机为 核 心 ， 综合 控 制 温 室 内的 各种 环 境 因 素； 以色列 环境 控制 系统 根据 监控对 象 的特点 ， 采 用各 种 类 型 的控 制 芯片 及 外 围设 备 ， 能够 监 控 风 向、 风速、 光照 、 ｃ ０ｚ 浓度、 温度 、 湿度等数据 ， 具 有 较 强 的 实 用 性， 是 典 型 的环 境监 控设 备 。近年来 ， 畜 禽舍 环境 监控 技术 引入 我 国 ， 目前 已成 为 国 内农 业 机 械 专 家研 究 的 重 点 。２ ０ ０ ６年北 京 市 农 业 机 械 研 究 所 以 可 编 程 控 制 器 Ｐ Ｌ Ｃ为核心 ， 研制 出京 鹏 环保配 型畜 禽舍 计 算机 控 制系统 ， 取 得 了相 当不错 的 效果 ； ２ ０ １ ２年 ， 高 中霞等 采 用 无线 传 感 器 网 络 （ ＷＳ Ｎ） 构 建 了 禽 舍 环 境 监 测 系 统， 其 利用 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术 ， 通 过分 布在 禽 舍 的无 线 传 感 器 网络 ， 实时监 控禽 舍 内的各 种环境 因素 ， 系统组 网简 单， 准 确有 效地 监测 了禽 舍 内的环境 温 湿度数 据 ， 满足 了精细 养殖 的要 求 Ｊ 。 本 文 以单 片机 ＡＴ８ ９ Ｃ ５ ２为 核 心 ， 集 成 光 照 传 感 模 块 和温 湿度传 感 模块 等 器 件 ， 有 效 地 监 测 畜禽 舍 环 境 变化 ， 为畜禽 舍环 境监 控提 供 了一 个新 的尝 试 。 １ 畜禽 合环境 监 测 系统 硬 件设计 本 设 计 以 ＡＴ８ ９ Ｃ ５ ２单 片 机 为 核 心 ， 通 过 温 湿 度
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — １ １ — １ ３ ；修 回 日期 ：２ ０ １ ３ ～ １ ２ — ２ ８
传 感器 和光 敏 电阻感 知 温 室 里 的温 度 、 相 对 湿 度 和 光 照 强度 信号 ， 将信 号处 理后 送入 单片 机进 行分析 处 理 ， 结 果用 Ｌ Ｃ Ｄ显示 模 块 显 示 出来 。监 测 系统 框 图如 图
第 ３ 期（ 总第 １ ８ ４期 ） ２ ０ １ ４年 Ｏ ６月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ． ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
Ｎｏ． ３
Ｊ Ｌ ｌ ｎ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ － ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ １ ５ ６ — ０ ２
对 畜禽 舍 内 的 温度 、 湿度 和 光 照数 据 进 行采 集 ， 并 由单 片机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２对 数 据 进 行 分 析 处 理 ， 实 现 了 畜 禽 舍
内环 境 因 素 的 实 时监 控 ，保 证 了 畜禽 在 最适 宜 的 环境 中 生 长和 繁 殖 。 关 键 词 ： 畜禽 舍 环 境 因 素 ；监 测 ；单 片机 ；传 感 器
单片 机会输 出一信 号 ， 通 过 三极 管 放 大 后 驱 动蜂 鸣器 发 出报警信 号 。报警 电路 如 图 ４所示 ， 显 示 电路 模 块
如 图 ５所 示 。
图 ６为单 片机 控制 最小 系统 电路 。主要 包 括时 钟
作 者 简 介 ： 闫磊 （ １ ９ ７ ３ 一 ） ，男 ，河 北 保定 人 ，技 师 ， 主要 从 事 农 业 机 械 的开 发 。
１ 所示。
图 １ 监 测 系统 框 图
光 照传感 模块 利用 光 敏 电阻 的感 光特 性进 行光 照 采集 ， 对采集 到 的光信 号通 过放 大器 进行 放大 比较 ， 送 往 单 片机 ， 通 过单 片机 进 行 分 析处 理 。光 照模 块 结 构 如 图 ２所示 。
图 ２ 光 照 模 块 结 构 图
通过 ＡＴ８ ９ Ｃ ５ ２单 片机 与 Ｓ ＨＴ１ １ 连接， 经 ２条 Ｉ ／ ｏ 口 线 分 别 作 为 数 据 线 ＤＡＴＡ 和 时 钟 线 Ｓ Ｃ Ｋ， 在 Ｄ ＡＴ Ａ 端 接入 一个 上 拉 电阻 ， 构 建 温 湿 度 传 感 电路 ， 如 图 ３所 示 。 当采 集到 的环 境 因素 数 值 超 过 所 设 置 的范 围时 ，
畜禽 舍 环 境 监 测 系统 设 计 与研 究
闫 磊
（ 河 北 省 农 林 科 学 院 植 物保 护研 究所 ， 河北 保 定 ０ ７ １ ０ ０ １ ）
摘 要 ：为 了保 证 畜牧 的健 康 发 展 ，应 采 用 合 理 的设 备 对 畜禽 舍 环 境 进 行 监控 。通 过 温 湿度 传 感 器 和 光敏 电 阻
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电路 和复 位 电路 。 （ １ ）时钟 电路 ： 单 片机 内 部具 有 一个 高 增 益 反 相 放大器 ， 用 于构成振荡器， 通 常在 引 脚 Ｘ ＴＡＬ １和
中 图分 类 号 ：ＴＰ２ ７ ３ 文 献 标 识 码 ：Ａ
０ 引 言
动物要生存 就必须有适合 于 自己生存 的环 境 ， 野生 动物可 以 自由地选择适合 的环境 ， 而 畜禽类 动物则 需要 人们 为它们安 排一个 良好 的环境才 能更好 地生 长 、 发育 和繁殖 。畜禽 的大 多数 生 长发 育过 程是 在 畜禽 舍 中完 成， 畜 禽舍可 以为 畜禽 生长 提供 良好 的生 长环 境 ， 避 免 外界 环境变化 对其产生影 响 ， 从而最 大限度地 提 高畜禽 的产量和质 量 。因此 ， 为 更 好地 发 展 家畜 养殖 业 ， 就应 当对畜舍 内的环境要素进行 监测 ， 即调控好 禽舍 内部温 度、 湿 度和空气 等 ， 进而提高家 禽饲养管理质 量［ １ ］ 。 国外对 畜禽 舍 环境 监 控 起 步 较早 ， 且 发展 较 为 迅 速， 最早 的研 究始 于 ２ ０世 纪 ７ ０年代 。 日本东 京 大 学 以微型 计算 机为 核 心 ， 综合 控 制 温 室 内的 各种 环 境 因 素； 以色列 环境 控制 系统 根据 监控对 象 的特点 ， 采 用各 种 类 型 的控 制 芯片 及 外 围设 备 ， 能够 监 控 风 向、 风速、 光照 、 ｃ ０ｚ 浓度、 温度 、 湿度等数据 ， 具 有 较 强 的 实 用 性， 是 典 型 的环 境监 控设 备 。近年来 ， 畜 禽舍 环境 监控 技术 引入 我 国 ， 目前 已成 为 国 内农 业 机 械 专 家研 究 的 重 点 。２ ０ ０ ６年北 京 市 农 业 机 械 研 究 所 以 可 编 程 控 制 器 Ｐ Ｌ Ｃ为核心 ， 研制 出京 鹏 环保配 型畜 禽舍 计 算机 控 制系统 ， 取 得 了相 当不错 的 效果 ； ２ ０ １ ２年 ， 高 中霞等 采 用 无线 传 感 器 网 络 （ ＷＳ Ｎ） 构 建 了 禽 舍 环 境 监 测 系 统， 其 利用 Ｚ ｉ ｇ Ｂ ｅ ｅ 技术 ， 通 过分 布在 禽 舍 的无 线 传 感 器 网络 ， 实时监 控禽 舍 内的各 种环境 因素 ， 系统组 网简 单， 准 确有 效地 监测 了禽 舍 内的环境 温 湿度数 据 ， 满足 了精细 养殖 的要 求 Ｊ 。 本 文 以单 片机 ＡＴ８ ９ Ｃ ５ ２为 核 心 ， 集 成 光 照 传 感 模 块 和温 湿度传 感 模块 等 器 件 ， 有 效 地 监 测 畜禽 舍 环 境 变化 ， 为畜禽 舍环 境监 控提 供 了一 个新 的尝 试 。 １ 畜禽 合环境 监 测 系统 硬 件设计 本 设 计 以 ＡＴ８ ９ Ｃ ５ ２单 片 机 为 核 心 ， 通 过 温 湿 度
收稿 日期 ：２ ０ １ ３ — １ １ — １ ３ ；修 回 日期 ：２ ０ １ ３ ～ １ ２ — ２ ８
传 感器 和光 敏 电阻感 知 温 室 里 的温 度 、 相 对 湿 度 和 光 照 强度 信号 ， 将信 号处 理后 送入 单片 机进 行分析 处 理 ， 结 果用 Ｌ Ｃ Ｄ显示 模 块 显 示 出来 。监 测 系统 框 图如 图
第 ３ 期（ 总第 １ ８ ４期 ） ２ ０ １ ４年 Ｏ ６月
机 械 工 程 与 自 动 化 Ｍ ＥＣＨＡＮＩ ＣＡＬ ＥＮＧＩ ＮＥＥＲＩ ＮＧ ＆ ． ＡＵＴＯＭ ＡＴＩ ＯＮ
Ｎｏ． ３
Ｊ Ｌ ｌ ｎ ．
文章编号 ： １ ６ ７ ２ － ６ ４ １ ３ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ — ０ １ ５ ６ — ０ ２
对 畜禽 舍 内 的 温度 、 湿度 和 光 照数 据 进 行采 集 ， 并 由单 片机 Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ ２对 数 据 进 行 分 析 处 理 ， 实 现 了 畜 禽 舍
内环 境 因 素 的 实 时监 控 ，保 证 了 畜禽 在 最适 宜 的 环境 中 生 长和 繁 殖 。 关 键 词 ： 畜禽 舍 环 境 因 素 ；监 测 ；单 片机 ；传 感 器
单片 机会输 出一信 号 ， 通 过 三极 管 放 大 后 驱 动蜂 鸣器 发 出报警信 号 。报警 电路 如 图 ４所示 ， 显 示 电路 模 块
如 图 ５所 示 。
图 ６为单 片机 控制 最小 系统 电路 。主要 包 括时 钟
作 者 简 介 ： 闫磊 （ １ ９ ７ ３ 一 ） ，男 ，河 北 保定 人 ，技 师 ， 主要 从 事 农 业 机 械 的开 发 。
１ 所示。
图 １ 监 测 系统 框 图
光 照传感 模块 利用 光 敏 电阻 的感 光特 性进 行光 照 采集 ， 对采集 到 的光信 号通 过放 大器 进行 放大 比较 ， 送 往 单 片机 ， 通 过单 片机 进 行 分 析处 理 。光 照模 块 结 构 如 图 ２所示 。
图 ２ 光 照 模 块 结 构 图
通过 ＡＴ８ ９ Ｃ ５ ２单 片机 与 Ｓ ＨＴ１ １ 连接， 经 ２条 Ｉ ／ ｏ 口 线 分 别 作 为 数 据 线 ＤＡＴＡ 和 时 钟 线 Ｓ Ｃ Ｋ， 在 Ｄ ＡＴ Ａ 端 接入 一个 上 拉 电阻 ， 构 建 温 湿 度 传 感 电路 ， 如 图 ３所 示 。 当采 集到 的环 境 因素 数 值 超 过 所 设 置 的范 围时 ，
畜禽 舍 环 境 监 测 系统 设 计 与研 究
闫 磊
（ 河 北 省 农 林 科 学 院 植 物保 护研 究所 ， 河北 保 定 ０ ７ １ ０ ０ １ ）
摘 要 ：为 了保 证 畜牧 的健 康 发 展 ，应 采 用 合 理 的设 备 对 畜禽 舍 环 境 进 行 监控 。通 过 温 湿度 传 感 器 和 光敏 电 阻