前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了談智能雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請閱讀。
摘要:目前許多養(yǎng)殖戶還采取“粗放式”的養(yǎng)殖模式,許多養(yǎng)殖戶等到雞生病的時候,才知道雞舍內(nèi)的環(huán)境有問題,除了一些大型的養(yǎng)殖場舍得采用自動化程度比較高的實時監(jiān)控系統(tǒng),許多小的養(yǎng)殖場為了節(jié)約成本,就不采用自動監(jiān)控系統(tǒng)。本文設(shè)計了一款基于AT89S52單片機、可以檢測溫度、濕度、光照等多種指標的廉價的監(jiān)控系統(tǒng),便于養(yǎng)殖戶推廣應(yīng)用。
關(guān)鍵詞:AT89S52單片機;溫度;濕度;光照
目前禽流感、雞球蟲病、雞瘟等多種疾病泛濫,如何有效的監(jiān)測雞舍內(nèi)的環(huán)境溫度,降低這些疾病的發(fā)生和傳播對養(yǎng)殖戶有重要的意義。本系統(tǒng)以AT89S52單片機為控制核心、用LED與蜂鳴器實現(xiàn)聲光報警、用SHT10濕度傳感器檢測濕度、DS18B20檢測溫度、用BH1750檢測光照、用LCD1602液晶屏實現(xiàn)顯示[1]。實踐證明,該系統(tǒng)價格低廉、檢測靈敏度較高,便于養(yǎng)殖戶的推廣與應(yīng)用。系統(tǒng)分為控制器模塊、聲光報警模塊、溫度傳感器模塊、濕度傳感器模塊、光照模塊、液晶顯示屏模塊。實現(xiàn)的原理是用濕度傳感器、溫度傳感器、光照傳感器檢測相應(yīng)的參數(shù),然后傳遞到單片機控制器,如果這些參數(shù)合格,LED與蜂鳴器就不會報警,如果不合格就會報警,同時,把檢測的結(jié)果顯示在LCD1602液晶屏上[2]。
1控制器模塊
系統(tǒng)的控制器使用的是AT89S52單片機,它與工業(yè)上常用的AT89c51單片機引腳上完全兼容,簡單易學(xué),功能強大,同時,它是一種消耗功率很低的,性能很高的單片機系統(tǒng),擁有8Kflash容量用來編程。AT89S52單片機擁有32個輸入輸出引腳,有看門狗定時電路防止強磁場時數(shù)據(jù)丟失,保證單片機的正常工作,有3個定時器和計數(shù)器,可以實現(xiàn)定時,有1個中斷結(jié)構(gòu),片內(nèi)擁有晶振和時鐘電路。系統(tǒng)中AT89S52單片機控制器的作用就是將檢測到的傳感器信號與雞舍內(nèi)允許的溫度、濕度、光照的標準進行對比,然后,控制外部的聲光報警和LCD液晶屏顯示[3]。
2溫度檢測模塊
系統(tǒng)的溫度檢測模塊使用的傳感器是DS18B20傳感器,雞舍內(nèi)適宜的溫度為18~23℃,不適宜的溫度會導(dǎo)致雛雞生長緩慢,死亡率增加。DS18B20溫度傳感器輸出的是數(shù)字信號,其本身具有體積很小,價格便宜,具有一定的抗外界干擾的能力,檢測溫度的分辨率為1℃,檢測的精度較高,應(yīng)用場合比較廣泛,具有一定的耐磨性,體積小,使用方便,可以廣泛使用于各種領(lǐng)域,如鍋爐、機房、畜牧業(yè)、農(nóng)業(yè),檢測的溫度范圍在-50℃~120℃,具有三個引腳,分別用來接地、接5V電源和單片機的一個引腳。DS18B20傳感器初始化的過程是:(1)AT89S52單片機將D0引腳置高電平。(2)單片機進行延時。(3)AT89S52單片機將D0引腳置低電平。(4)單片機進行延時等待,延時的時間在500微秒至1000微秒。(5)AT89S52單片機再次將D0引腳置高電平。(6)單片機再次進行延時等待,如果DS18B20傳感器初始化成功,則在30微秒內(nèi)會產(chǎn)生一個低電平,這個低電平是由傳感器發(fā)出的,單片機就可以確定傳感器的存在。DS18B20傳感器寫操作的過程是:(1)AT89S52單片機將D0引腳置低電平。(2)單片機進行延時25微秒。(3)傳感器的寄存器的數(shù)據(jù)從低位到高位一次一次的按順序發(fā)送數(shù)據(jù),一次只發(fā)送一個數(shù)據(jù)。(4)傳感器進行延時操作,延時時間為45微秒。(5)AT89S52單片機將數(shù)據(jù)線置高電平。(6)反復(fù)循環(huán)1~5,最后完成寫操作后AT89S52單片機再次將數(shù)據(jù)線置高電平。DS18B20傳感器讀操作的過程是:(1)AT89S52單片機將D0引腳置高電平。(2)單片機進行延時,時間5微秒。(3)AT89S52單片機將D0引腳置低電平。(4)單片機進行延時,時間4微秒。(5)AT89S52單片機將D0引腳置高電平。(6)單片機進行延時,時間8微秒。(7)單片機讀取數(shù)據(jù)線的狀態(tài),并進行數(shù)據(jù)運算與處理。(8)反復(fù)循環(huán)1~3,最后完成讀數(shù)據(jù)操作[4]。
3濕度檢測模塊
系統(tǒng)的濕度檢測模塊電路圖如圖1所示,系統(tǒng)的濕度檢測模塊使用的傳感器是SHT10傳感器,雞舍內(nèi)適宜的濕度為40%~72%,合適的濕度,會使雞的羽毛富有光澤,生長發(fā)育良好。SHT10濕度傳感器的工作電壓范圍為2.4v~5.5v,一般使用的電壓為3.3v,SHT10濕度傳感器使用的是串行接口,由于在傳感器信號的讀取方面進行了優(yōu)化處理,所以SHT10濕度傳感器消耗能量很少,SHT10濕度傳感器可以利用I2C總線傳輸數(shù)據(jù),本系統(tǒng)的AT89S52單片機與SHT10傳感器的數(shù)據(jù)傳輸就是按照I2C總線傳輸數(shù)據(jù)協(xié)議工作的[5]。
4聲光報警模塊
系統(tǒng)的聲光報警模塊電路圖如圖1所示,系統(tǒng)用LED燈和蜂鳴器來實現(xiàn)聲光報警,LED燈一端連接5V電源通過1kΩ的電阻和LED燈連接,最后連接單片機的P2.2引腳,當檢測的雞舍內(nèi)的溫濕度不合格時,單片機P2.2的引腳輸出低電平,這時LED燈亮,單片機延時0.4S,然后,單片機P2.2端口置高電平,此時LED燈滅,如此循環(huán)反復(fù),通過LED燈的閃爍實現(xiàn)光報警。如果單片機通過溫濕度傳感器檢測到的雞舍內(nèi)的環(huán)境合格,單片機P2.2的端口恒為高電平,那么LED燈會一直熄滅[5]。系統(tǒng)利用2N3904PNP型三極管控制蜂鳴器,當單片機通過溫濕度傳感器檢測的雞舍內(nèi)的環(huán)境不合格時,單片機P0.0的端口置低電平,延時0.6s,單片機置P0.0端口為高電平,反復(fù)循環(huán),實現(xiàn)系統(tǒng)的蜂鳴器報警;當單片機通過溫濕度傳感器檢測到的雞舍內(nèi)的溫濕度合格時,單片機P0.0的端口輸出恒為高電平,此時,系統(tǒng)中的2N3904PNP型三極管截至,蜂鳴器不發(fā)聲[6]。
5光照檢測模塊
系統(tǒng)的光照檢測模塊電路圖如圖2所示,陽光中的紫外線可以加快雞骨骼的生長發(fā)育,增強雞的免疫力。一般來說,適宜的光照時間為16~17小時,如果適當?shù)卦黾与u舍內(nèi)光的照明時間有利于增加雞的生長,但是,如果光照時間太長,小雞提前性成熟,對雞的健康不利,進而縮短小雞的產(chǎn)蛋時間,影響產(chǎn)蛋的數(shù)量。如果光照時間太少,使小雞發(fā)育遲緩。同時,光照的強度太高,小雞之間就會打架,影響小雞的生長發(fā)育,光照強度太低,則小雞之間會有啄毛的現(xiàn)象。系統(tǒng)的光照檢測模塊電路圖如圖2所示,光照檢測模塊使用的傳感器是BH1750FVI光照傳感器,有七個引腳,其中SCL、SDA接單片機的P1.0、P1.1兩個端口,同時接了兩個上拉電阻,使端口電壓穩(wěn)定。BH1750FVI應(yīng)用范圍很廣,對光的依賴性比較弱,可以適用于各種光源,主要應(yīng)用于手機、電腦、數(shù)碼產(chǎn)品、汽車液晶屏。BH1750FVI分辨率很高,測量的精度較高,它可以測量的范圍較大,是一種數(shù)字型的測量光強度的傳感器。
6結(jié)論
實踐證明,該智能雞舍系統(tǒng)檢測精度較高,可以很好的控制雞舍內(nèi)的溫濕度,保證雞的健康生長,提高雞產(chǎn)蛋效能的優(yōu)點,可以使養(yǎng)殖戶的利益得到保證,有利于推廣使用。
參考文獻
[1]金濯,曹元軍.封閉式蛋雞舍環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)化研究,2017(9):143-146.
[2]劉艷昌,左現(xiàn)剛.基于FPGA的雞舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)[J].中國農(nóng)機化學(xué)報,2016(4):91-95.
[3]郭俠.雞舍環(huán)境無線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計及實現(xiàn)[J].中國農(nóng)機化學(xué)報,2013(5):243-247.
[4]馮潮有.肉用雞舍的環(huán)境控制[J].浙江畜牧獸醫(yī),2012(2):30-31.
[5]劉引弟.基于單片機的雞舍環(huán)境智能控制器的設(shè)計[D].呼和浩特:內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué),2013.
[6]姜連祥,汪小燕.基于光強傳感器TSL256x的感測系統(tǒng)設(shè)計方案[J].單片機與嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用,2006(12):43-45.
作者:沈華剛 李婭 趙旭 蔣世權(quán) 靳德錦 單位:鄭州科技學(xué)院機械工程學(xué)院鄭州