浅析小型室内养鸡场的温湿度控制
引言 鸡舍的温湿度对雏鸡的成长、成鸡的产蛋率具有重要的影响，因此在小型室内养鸡过程中要严格控制室内的温湿度，并且要根据鸡的成长规律合理的控制小型室内的温湿度。传统的小型室内养鸡场温度控制就是依靠温度表观察室内温度，通过人工手段实现温度的上升与下降，随着现代养殖技术的发展，手工模式已经不能适应现代养殖业的发展。因此本文构建集成电路和虚拟仪器构建的一个温度测控系统，此系统是基于单片机原理，基于单片机的温湿度自动控制系统具有操作简单、价格低廉的特点，非常适用于小型养鸡场。 1 小型室内养鸡场温度要求简述 养鸡场内的温湿度对雏鸡以及成鸡的成长具有重要的影响作用，因此养鸡场内的温湿度要严格控制，一般而言对于母鸡和肉鸡，日龄雏鸡最佳温度为35摄氏度而成鸡则为20摄氏度。当舍外温度较低时，舍内温度也随之降低，当舍内温度低于适宜生长的温度时，需启用供暖设备。同时根据不同各地的温湿度气候，如果鸡舍的温度达到30摄氏度时，鸡舍的湿度要控制在70%以下。 2 温度测控系统实现结构 2.1 系统硬件设计 以集成电路和虚拟仪器构建的温度测控系统，其硬件设计是按照采用温度传感器获取室内养鸡场内的温度信本文由毕业论文网收集整理号，进而再通过信号调理器，把获取的信号传递给单片机进行相关信息的采集、调理和转换，随后再通过电路传递给计算机，计算机再通过相应的程序处理获取的相应数据，并且在计算机屏幕上显示数据结果。在计算机系统计算出温度数据后，通过计算机采样输入信号，利用PID 控制算法，以此算出输出信号的大小，进而将输出信号传输到外部温度控制电路中，以此实现温度控制。该系统的硬件设施主要包括：温度传感器及信号调理电路、单片机、接口电路、计算机、温度控制电路及空调，如图1所示： ■ 2.1.1 温度采集电路。温度采集电路的主要功能就是通过相应的温度传感器（AMC6821型）和K型热电偶将养鸡场内的温度转化为电压信号。本文所用的AMC6821型温度传感器产自山东德州仪器公司，由于其价格低廉，非常适用于小型室内养鸡场的温湿度控制，它的工作原理就是利用风扇将温度从传感器中分离出来，此款温度传感器的测量范围为：—40℃～+125℃，其精密度可以达到0.125℃，因此其有着广泛的应用范畴；K 型热电偶主要用来测量点的温度和壁面的温度，属于动态温度的测量范畴。 2.1.2 温度控制电路。温度控制电路主要是将温度传感输出的电信号经过一系列的放大、滤波等进入计算机程序，温度控制电路的工作电路图（见图2）。其工作原理是温度控制电路采用C8051F410的单片机经过AC220V时发出脉宽调制控制信号，控制信号经过驱动器，实现对光电耦合器达到U1的状态，这样当单片机连通后，U1便开始工作，这样V1的G极就会处于高电平，这样V1就会处在导通状态下，它就会控制RL的工作。之所以我们研究U1的使用原理线路，主要是因为此电路可以避免温度控制系统受到外界的影响，避免温度控制电路系统因为外界的影响而出现温度数值不精确，影响该系统的稳定性。 ■ 2.1.3 通信接口电路。基于集成电路和虚拟仪器构建的温度测控系统的实现最关键的步骤就是实现计算机与单片机通信，而计算机与单片机通信的实现必须要实现他们接口装置之间的转化顺利，本文主要是采用RS—232 与RS—485 转换接口装置，实现它们二者之间的相互信息转化。一般情况下，计算机能够识别RS—232电平，因此需要将RS—485信号转化为232电平，本系统中选择RS485标准，利用平衡发送和差分接收实现通信，因此为了实现信号发送的稳定性，本系统采用RS485收发器。 2.2 系统软件设计 基于集成电路和虚拟仪器构建的温度测控系统的软件设计是利用计算机系统的C语言实现的，因为养鸡场内的温度控制系统是集采集、传输、控制、显示以及反馈功能为一体的系统，本文对该系统进行了编程，图3中详细的介绍了温度控制界面的各个模块，并且给每个模块进行了相应的标号，以此实现计算机程序可以自主的对每个版块进行控制。 2.2.1 数据采集模块。数据采集模块的功能就是实现数字信号的采集，并且把数字信号储存到计算机系统中，因此数据采集是数据采集模块的重要功能，该系统利用数据采集模块将采集的信号以信号波形的形式显示，其工作原理就是在此模块采集到实测信号后，就会得到一组撤离的信号值，它就会通过图形显示在计算机屏幕上，并且实现信号点之间的连线，它就可以实现被检测信号的显示。 2.2.2 数据报警模块。数据报警模块（图4）采取的是用In Range and Coerce.vi来确定采集数据的范围，并且使用Select.vi来对采集的数据进行最后的判断，如果采集到的温度高于设定的温度或者小于设定的温度，该模块的指示灯就会变红，这就标准报警，就需要系统根据实际情况做出变化；当采集到的数据处在设定的范围内，该指示灯就为绿色，标志正常。 2.2.3 PID控制模块。PID控制模块的设计思路是：PID控制器是PID 控制系统设计的关键与核心，PID是当前工业控制中应用最广泛的算法。我们将被控制的系统参数叫做过程变量PV（Process variable），将被控制的过程变量指定的理想值叫做给定点SP（set point），PID控制器确定一个对被控系统的输出量U（outPut），驱动过程变量逼近设定点。由于基于LabVIEW的控制是一种采样控制，它是根据采样时刻的偏差值计算控制量，只能用数值计算的方法逼近。在采样时刻，PID控制器可以通过计算比例、微分、积分三者作用之和来求得PID控制器的输出值。 3 结束语 通过集成电路和虚拟仪器构建的温度测控系统，根据其在实验中的数据表现，表明该温度自动控制系统具有良好的稳定性，而且由于其硬件设备价格低廉，使用方便，同时软件系统稳定，具有很好的操作性和维护性，因此非常适用于小型室内养鸡场内的温度控制。