自動化籠養雞智能控制系統設計

嚴森泉

（羅定職業技術學院，廣東云浮527200）

在實際應用過程中，自動化籠養雞智能控制系統將自動化糞便清理、智能化喂食、自動化環境控制等技術進行有效結合，將全自動化養雞設備有效應用其中，設計了傳感器數據采集模塊以及時鐘模塊，有效提升了自動化籠養雞智能控制系統研制水平。

1 自動化籠養雞智能控制系統概述

隨著畜牧業的快速發展，在畜禽養殖生產中，畜禽病毒疾病傳播現象較為嚴重，給人們的健康造成了一定威脅。為了滿足市場需求，畜禽養殖逐漸向自動化以及集約化方向發展，自動化籠養雞智能控制系統一定程度上可以實現家禽糞便自動清理、自動調節環境因素、自動化給料作業、飼料自動化配置等功能，通過設計完善的軟硬件設備，將實時控制、監測雞場內環境因素，確保雞只健康生長。傳統養雞場工作量大，主要以人工方式進行，會增加養雞場的運行成本，而將智能控制系統應用其中可智能控制雞舍，為雞只營造良好的生存環境，提高養殖效率，降低人力成本。自動化籠養雞智能控制系統主要從傳送帶式自動清糞、自動喂料機系統以及通風換氣系統等幾個層面進行工作，通過密切關注場內檢測數據的具體情況，可實現各模塊輸出參數與養殖工藝要求的融合，實現家禽規模化飼養［1］。

2 自動化籠養雞智能控制系統總體設計

在自動化籠養雞智能控制系統總體設計環節，主要以模塊化設計為主，將傳感器數據采集模塊、CPU（Cen?tral Processing Unit，中央處理器）控制模塊以及時鐘模塊等進行有效結合。其中，傳感器數據采集模塊又涉及不同的模塊，包括溫濕度檢測模塊、光照度模塊、通風換氣模塊、自動清糞模塊以及自動喂料模塊等。在設計過程中需對控制核心進行設定，通常情況下會選擇單片機，并密切關注傳感器的運行情況，將獲取的相關溫度以及濕度信息等進行有效結合，對其進行集中分析處理；要充分結合養雞現場實際情況，將控制驅動模塊以及相關的硬件設備進行綜合分析，以此完成自動化操作。其中，定時模塊的重要性較為顯著，主要具有發出信號的功能，與控制器保持聯系，并發出信號；在完成自動清糞的環節，主要是借助驅動模塊來實現，由控制器對其進行控制；工作人員可以根據顯示模塊實時對養雞場相關的各項參數信息進行審查，為后續工作的進行奠定基礎。采取這種自動化控制方式可以降低工作人員工作量，減少人為操作誤差，有效提升養雞場的養殖效率與質量［2］。

3 自動化籠養雞智能控制系統硬件設備設計

3.1 傳感器數據采集模塊設計

3.1.1 濕度檢測模塊設計。從濕度檢測模塊設計角度進行分析，其主要實現的是對雞舍的濕度進行實時監測。在此環節需科學選擇檢測元件，通常選用DHT11數字溫濕度傳感器，該檢測元件的引腳數量一般為3個，數據傳送腳數量一般為1個，其中分布有1個I/O口。對該數字溫濕度傳感器進行測試得到，數字溫濕度傳感器的濕度測量范圍在20%～90%RH，測量精度為±5.0%RH。

3.1.2 溫度檢測模塊設計。從溫度檢測模塊角度進行分析，首先需要掌握雞籠的層數以及間距，層數3層、間距45 cm左右為最佳。在溫度檢測過程中，會受諸多因素影響，因此，為保證數據檢測結果的真實性，在傳感器布置過程中可采用多點立體式的布置方式，并對所測量的雞舍溫度數值進行記錄。另外，在選擇檢測元件的過程中要堅持科學性基本原則，選用DS18B20溫度傳感器，并合理設定傳感器測溫范圍，一般以-55～125℃為最佳。DS18B20溫度傳感器的優勢較為顯著，在具體應用環節中，能向MCU（Micro Control Unit，微控制單元）返回溫度測量值，采用單線接口的方式將地址信號進行返回，以多點立體式布置的方式與MCU保持密切聯系，可有效保證溫度檢測地址的準確性。

3.1.3 自動清糞模塊設計。從自動清糞模塊角度進行分析，在該項模塊設計過程中，采用層疊式養殖，密切關注最底層雞糞的狀態，與收集倉保持連接。在實際輸送環節以帶式輸送方式為主，收集最底層雞糞并用帶式輸送方式輸送雞糞到收集倉。這種輸送方式的優勢較為顯著，可及時清理干凈糞便，縮短養殖場內家禽糞便滯留時間，減輕工作人員的工作壓力，減輕糞便臭氣污染，降低蚊蠅密度，可以阻斷病菌傳播源，最終減少面源污染。清糞系統的應用可以提升養雞場的運行效率與質量，以每層錯開的方式，充分結合最底層巷道式輸送帶的運行情況，使糞便集中在最底層的巷道式輸送帶上，主機機架上的電機帶動減速機，在帶動輸送帶時借助減速機實現有效輸送。同時，為了保證清糞的質量，要根據輸送帶末端的實際情況，清理刮糞板，必要可以進行水洗，以完成清理雞舍糞便［3］。

3.1.4 通風換氣模塊設計。從通風換氣模塊設計角度進行分析，在實際設計過程中，需要密切關注室內傳感器具體的運行情況，將PLC（Programmable Logic Controller，可編程邏輯控制器）有效應用其中，通過PLC控制系統采集室內傳感器數據，并對其進行集中處理。這種通風換氣模塊設計的優勢較為顯著，程序較為簡單，主要是控制風機及加濕機。但在實際應用過程中存在一定難度，主要體現在傳感器的布置上。因此，為了保證數據傳輸的穩定性，首先需確保傳感器設置的科學性，要充分結合室內各點數據的實際情況，對其進行測量，對于存在測量不均衡的現象要及時進行處理；其次要注重加強通風換氣模塊的設計工作，關注室內溫濕度等傳感器運行的具體情況，并對其進行實時監測，以保證進入雞舍的空氣能充分混合均勻，對此，需通過PLC控制風機等設備對室內溫度等進行有效控制，以此營造良好的雞舍環境。

3.2 MCU模塊設計

從MCU模塊設計角度進行分析，首先需要選擇最佳的控制器，通常選擇89C51單片機，對該單片機的引腳數量進行時設定，總數為40個，并對89C51單片機的I/O口的數量進行控制，總共32個，且主要以雙向輸入輸出為主。該單片機主要為16位定時器，定時器數量設定為2個，計數器的數量與定時器的數量相同，其中89C51單片機為2級中斷結構，中斷結構數量為5個，工作電壓為5.0 V。

3.3 時鐘模塊設計

從時鐘模塊角度進行分析，要科學選擇時鐘芯片，一般多選用DS1302芯片，該芯片的優勢較為顯著。對該時鐘電路進行分析可以發現，其功耗較低，在實際應用過程中可以體現出節能環保的基本原則，應用效果較為顯著。在時鐘模塊設計中，應將年、月以及日進行全方位展示，并確保可以詳細地精確到時、分以及秒，以此實現對雞舍情況的實時監測。

3.4 繼電器驅動模塊設計

從繼電器驅動模塊角度進行分析，其主要作用是對設備的開閉進行控制，采用單片機對其進行控制，密切關注輸入高電平以及低電平的狀態，從而準確完成設備的開啟以及關閉。在實際設計過程中，涉及單片機控制端輸入高電平以及低電平2種形式，以前者為例，要對三極管的運行情況進行分析，此時需將三極管保持在導通狀態，充分結合光耦內部二極管的運行情況，并對其進行監測。此時若發現有電流流過，則隨即關注光耦右側的變化情況，關注三極管的狀態，主要以導通的形式存在，并借助固態繼電器實現對電器設備工作進行控制。針對后者，此時需監測三極管的狀態，當輸入低電平時將處于斷開狀態，關注光耦內部二極管的運行情況，與第一種情況相關的是未發現有電流流過，隨即掌握光耦右側三極管的狀態，可以發現此時處于斷開狀態，這一環節主要是將電器設備進行斷開處理，仍需借助固態繼電器來完成控制。繼電驅動模塊設計一定程度上會受不同環境驅動的影響，在這種情況下控制風機以及空調的數量也將呈現出差異性［4］。

3.5 自動喂食模塊設計

從自動喂食模塊角度進行分析，在實際應用過程中，為充分發揮自動喂料機技術的優勢，應密切關注分料機構以及行走機構的實際情況，將二者進行有效結合。自動喂食模塊主要由儲料倉以及送料機構構成，其主要是借助電控系統實現自動控制，自動完成送料以及出料，并與自動供水系統進行結合，一定程度上提升了自動化籠養雞智能控制系統的運行水平。自動喂食系統具有一定優勢，其可對喂料量進行控制，對出料口的打開時間進行設定。當存在剩余飼料時，此該設備會通過攪龍末端回收，可以防止出現飼料浪費的問題。

4 結語

自動化籠養雞智能控制系統研制方式較為復雜，在實際設計過程中，應注重實現自動化喂食—糞便清理—養殖通風換氣—自動溫控—自動撿蛋等作業的全程自動化系統，一定程度上減少人力、物力以及財力資源的消耗，縮短養殖場內家禽糞便滯留留時間，減輕污染。