用于畜禽養殖舍的環境控制器及其控制系統

倪潤滋

摘要：在畜禽養殖過程中會產生大量的廢棄物，廢棄物對養殖生產來說較為嚴重。在保護環境的同時，能夠提升畜禽業的養殖效率。基于此，本文對于畜禽養殖舍的環境控制器及其控制系統進行探討，以供相關從業人員參考。

關鍵詞：畜禽養殖舍；環境控制器；控制系統

0 引言

國家農業農村各地區應該總結畜禽養殖穩產保供工作經驗，強化監測預警，持續優化環境管理服務，深入推進畜禽養殖規模養殖項目環評“放管服”改革，以此持續提高生產性能水平。但是，在部分農村地區，畜禽養殖環境測控技術發展仍然存在瓶頸，基于此，文章對養殖環境測控技術進行闡述，并分析其發展趨勢，旨在改善畜禽養殖環境，實現科學化飼養。

1 畜禽養殖舍環境控制的必要性

隨著社會生產水平和人們生活質量的不斷提升，促使著當前市場對肉制品和蛋類制品的需求量也在持續提高，這也間接性地推動了畜禽養殖業的全面發展。隨著社會建設的不斷發展，也對畜禽養殖產業提出了全新的優化方向和改革要求，盡可能地拋開傳統養殖模式，向綠色生態養殖方向發展。作為一種養殖新思路，綠色生態養殖融合了多種學術原理，并與系統化養殖工程進行結合，從養殖場規劃設計，到科學管理養殖，再到合理化生產等，多個模式相互協調，在保障養殖品質的同時推動自身向著綠色生態養殖的方向發展。

2 畜牧養殖環境污染現狀分析

2.1 養殖畜禽舍建設不合理

畜牧小區從本質上講屬于分散養殖到規模化養殖的過渡形式，更加適合當前我國大部分農村地區生產實際。如今多地已經形成較好的區域化布局，但是局部地區仍然存在養殖小區建設不合理的現象，嚴重制約畜牧小區發展。（1）選址隨意，為了方便畜禽屠宰、運輸以及肉制品加工，部分養殖場戶將圈舍選擇在交通便利的干線周邊，或者與城中心距離過近的地區，外來車輛多，人員流動性大，未留下充足的綠化空間，在養殖過程中畜禽糞便垃圾隨處堆放，給畜禽傳染病控制提供可乘之機，加快疫病傳播速率。

（2）配套服務落后，畜舍內外環境沒有進行定期消毒，造成水源污染和空氣污染。因此，加裝環境控制設備，減少人工工作量，同時能減少畜禽舍里面的環境生長情況

2.2 排污設備陳舊落后

目前，大部分的飼養人員都存在手頭資金有限和經濟基礎薄弱的問題，使其難以充分購買基礎設備與配套設備。尤其是在修建畜禽欄舍、整理養殖用地以及修建道路等工作開展之后，就會導致養殖人員出現上述問題，難以滿足飼養和排污以及防疫等方面的設備與設施需求，進而導致難以實現畜禽糞便無害化處理和防疫消毒不到位以及環境污染等諸多問題的出現，與國家綠色可持續發展的概念相悖，不利于養殖業的進一步發展。目前，集團規模化養殖主要是采用立體養殖裝備，立體養殖裝備大致可分為立體籠具、環控設備和飼喂設備。立體籠具主要為雞只提供生長空間，同時提供了喂料、飲水、出糞等生活設施。重點考慮雞在生長、免疫、抓捕過程中保持良好狀態，減少應激、傷害，但籠具的結構設計也影響到雞只的通風條件。環控設備一般包括環境控制器及控制柜，以及它們的執行機構。控制器一般具有檢測、分析、處置功能，基本配備有溫度、濕度、負壓、風速、二氧化碳濃度等檢測儀器，來采集禽舍內外環境因子數據，根據禽舍環境狀況，結合飼養雞只數量、養殖天數等信息，做出綜合判斷，發出指令，利用控制執行機構進行環境控制。執行機構包括風機、小窗、進風口、濕簾、噴霧、加熱器、光照等。

2.3 畜禽養殖機械化發展存在困難

一是糞便污物機械化處理推廣應用難度大。糞污處理的機械設備雖然品種比較多，但設備價格高、處理成本高、資源化利用效益低，養殖戶購置和使用積極性不高。有的養殖戶甚至把畜禽糞污未經無害化處理直接排到周邊果林或速生桉林等。因此，推廣應用機械化處理糞污技術難度較大。二是畜禽養殖機具購置補貼力度不夠。機具列入購置補貼目錄推進工作慢，機具產品通過試驗、質量檢驗和申請進入補貼目錄的時間周期比較長。大型機具補貼額偏低，小型機具更新換代快，價格變動大，養殖戶不愿意申請辦理補貼。畜禽設施養殖的建設如養豬高架床建設等，是列入農機購置補貼范圍還是作為項目建設補助，還需要進一步明確和規范。三是畜禽養殖機械化統計工作滯后。長期以來，傳統的農業機械化發展側重于農作物生產機械化，對畜禽養殖機械化發展研究和重視不夠，養殖裝備、動力和發展水平沒有做好統計工作，沒有明確各環節機械化率和綜合機械化率計算方法，沒有統一的標準規定，影響了養殖機械化發展的考評工作。

2.4 消毒不到位

因產地檢疫的地方性限制導致檢疫資金不到位，影響產地檢疫工作的效率。相關檢疫人員工作態度的不端正導致消毒工具未進行規范性的處理，降低了消毒的效率，不能及時滅殺畜禽存在的潛在病菌。

2.5 設施設備運行不暢

畜禽養殖廢棄物資源化利用整體推進后，養殖場戶實施了雨污分流改造，配套建設了糞污收處設施，有沼氣工程、堆漚肥設施、貯存發酵設施、暫存設施、糞肥施用設施等。目前，仍有一定比例的畜禽糞污集中處理設施閑置、利用率較低，加上種養結合不緊密、欠融合，終端糞肥產品就近就地還田消納不順暢、難全量，集中處理設施可持續運行長效機制不健全、未覆蓋。

3 畜禽養殖舍的環境控制器及其控制系統

3.1 科學選址

集約化規模化養殖場對大氣和土壤及水資源等生態環境的污染嚴重，需做到合理規劃與科學選址，有效控制環境污染，確保養殖場的安全生產。一是在選址方面，養殖場需建造在遠離人口密集和游覽區及工業區與城市的遠郊農業生產區域。養殖場需與主要交通干道和村莊保持一定的距離；避開主要河道與地下生活水源；場址要求坡度和排水及通風等條件良好；距離魚池或農田及果園與菜地等區域較近，便于糞污的及時利用。二是在規劃方面，做好空間布局規劃工作，在養殖場中劃分出生活區與生產區及隔離區等區域，各區域間間隔適當的距離，防止交叉污染。三是在條件保障方面，加強對養殖密度的把控，保持排水通暢，對養殖產生的污染物進行無害化處理與資源化利用。

3.2 養殖場布局

一般根據當地主風向將生活區、管理區、生產區、隔離區位置從上到下布局，坡度逐漸減緩，各區之間應設置緩沖區與隔離帶，特別是生產區四周設置隔離帶，這樣可以避免生產區與外界直接接觸。養殖場入口設立消毒池、值班室、裝卸臺，以及配置噴灑消毒設施供內部工作人員出入消毒，嚴禁閑雜人員等隨意出入養殖場。為預防交叉污染，場區道路應分為凈道與排污道。

3.3 規模化養殖（電動化設備）

國外大型養殖公司（如泰國正大公司）在國內規模化飼養的成功起到了很好的示范作用，這種規模化養殖模式一年四季都可以穩定養雞，國內很多大中型養殖公司也紛紛效仿，大大加快了我國規模化養殖的進程。在規模化養殖過程中，平養、網養占比較多。規模化養殖與傳統養殖的設備存在明顯區別，規模化養殖采用了全套的電動化養殖設備，能夠極大地降低勞動強度、提升養殖效

3.4 配備環境溫濕度監測傳感器

養殖場內（圈舍內）溫濕度和畜禽糞便排放是引發環境污染的主要因素。因此養殖技術人員應該從以上兩種方向入手，做好溫濕度監測數據的采集，比如可利用4G－C5溫濕度記錄儀，通過網絡基站將采集的溫濕度數據上傳至環境監測云平臺，通過智能養殖方式監測溫濕度數據，實現養殖場內的遠程管理。該設備自身帶有大屏液晶，無須現場布線，信號穿透力強，養殖戶可根據不同的養殖品種，設置不同溫度，電池使用時間可長達60～70d，溫濕度記錄儀在工作時，如果溫濕度數值超過安全限制，系統會將異常信息記錄下來，通過電話報警、短信報警的方式，提醒養殖戶及時調控養殖環境中的溫濕度，從而保證養殖環境內有害氣體濃度的降低，進一步減少環境污染。

3.5 建設畜禽養殖物聯網應用技術標準規范

目前，中國畜禽養殖行業對各種信息化技術的應用越來越廣泛，養殖信息化水平不斷提高。基于畜禽養殖物聯網感知技術的廣泛應用，積累了大量數據信息，這些數據信息不僅具有數據多的特點，同時還具有多源、異構特征。目前，在畜禽養殖物聯網關鍵技術應用過程中，對于海量的數據信息缺乏應用標準規范，使得數據資源割裂現象較為嚴重，無法得到有效整體整合。此外，畜禽養殖軟件系統及設備和類別、參數各不相同，這就導致彼此之間往往無法兼容，進而限制了信息技術的廣泛應用，大數據分析預警沒有得到普遍實現，這就導致海量的數據信息沒有得到充分利用，既浪費了數據信息價值，也制約了畜禽養殖行業的信息化發展，使信息化生產管理效率優勢沒有得到充分發揮，經濟效益沒有得到充分凸顯。因此，在此方面需要進行深入研究，針對畜禽養殖物聯網應用技術標準規范加強建設，從而為充分發揮畜禽養殖物聯網關鍵技術價值，推動中國畜牧業實現高效、高質量發展，提供相應的標準規范支撐。

3.6 環境管理

注重養殖場內外環境衛生，嚴格實行定期清掃、消毒制度，妥善處理糞污，每半個月用高壓水槍對養殖舍使用消毒液徹底消毒，包括養殖舍內頂棚、四周墻壁、門窗、欄桿、地面，消毒藥品要2種或3種交替使用。調節養殖舍內溫、濕度，溫度一般在5～21℃為宜；濕度可以有效控制病原微生物的增加，減少疾病發生概率；所以要保持養殖舍適宜的相對濕度，養殖舍適宜的相對濕度為50%～60%，最高不超過75%，濕度過高或過低都會影響畜禽的生長發育。冬季氣候較寒冷，注意防寒保暖，保持圈舍環境清潔、干燥。適量通風換氣，避免出現粉塵飛揚，為畜禽群提供一個舒適的生活環境。通風不良的可在舍內安裝通風換氣裝置加以改善，另外可以利用生物技術（好氧微生物）去除有害氣體。

3.7 畜禽養殖環境測控

為了獲取大范圍、高精度的環境因子數據，在未來工作中，應該基于畜禽規模化養殖場實際需求，不斷優化畜禽舍小氣候環境因子監測裝置設計，比如利用濕度傳感器芯片（默認分辨率為相對濕度12位）、YS8156D型ＲS485氨氣傳感器（測量范圍0～1000mg/L，相應時間＜6min，工作溫度－10℃～65℃，分辨率1mg/L，供電電源DC7～36V）、BBHl750FV光強度傳感器（輸入光范圍為1～65535lx，支持12C總線接口，供電電壓2.4～3.6V，工作溫度－40℃～85℃）。同時應該在以上標準參數測控基礎上實施負壓風機設備控制電路設計。改變傳統人工控制方式，根據畜禽舍適用面積，利用交流接觸器KM輔助常開觸點，結合μC/OS－II、TFT－LCD實現人機交互界面操作。或者利用正反轉控制電氣設備與傳感器設備相結合，實現自動卷簾正反轉電氣設備的自動控制。根據畜禽舍內部條件，依據傳感器參數，拓寬現代化測控技術的應用范圍，使得畜禽舍的監測范圍由一間逐漸拓展到多間，便于養殖戶獲取更多、更準確的信息，避免出現監測不到位問題。

4 結語

在新時期的社會背景下，科學合理地將綠色生態養殖模式落實到畜禽養殖當中，不僅能順應當前社會發展趨勢，同時還極大地提高了自身經濟效益，也為畜禽養殖業可持續發展奠定了良好基礎。在現代化農業發展背景下，養殖戶應該以精細化管理為重點，從生產實際出發，對畜禽養殖舍小氣候環境參數進行實時監測和遠程控制，便于養殖戶獲取更多、更準確信息，避免出現監測不到位問題。同時在今后畜禽養殖過程中，應通過硬件結構和軟件設計，不斷優化畜禽養殖舍環境測控實時性，拓寬環境監測范圍，提高監測質量，從而更好地對畜禽養殖舍環境適宜性進行評價，提高現代測控技術應用率。

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