基于模糊控制的畜禽舍环境监控系统的研究

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基于虚拟仪器和模糊控制技术的畜禽舍环境监控系统的研究

基于虚拟仪器和模糊控制技术的畜禽舍环境监控系统的研究
中 圉 分 类 号:8 8 ¥ 1. 9
文 献 标 识 码: A
和含氨量的实时监测, 进行采集信号的数字滤波, 再根
据 温度 偏差 和湿度 偏差, 对 风机和 水帘泵 的控制 。 通过 使 畜禽 舍 的环境达 到最优 。
温度传感器 l湿度传感器 l气敏传感器 l l
文章编号: 0 - 2520 )2 0 7 - 3 1 6 7 0 (0 6 -0 3 0 0 0
O 引 言
改革开放 以来, 国的畜 牧业得 到 了快 速 的发 展 。 我 但 与发达 国家相 比, 国的 畜禽业 生 产水平 还 比较 落 我
后, 禽舍 环境 问题 是导 致这 一现 状 的重要 因素 。为 畜
为便 于设 计 和维 护, 系统使 用 了模 块 化 的设 计 本
方法。 系统 主要 包括 实时 监测 模块 、 模糊控 制模 块 、 系
时使用 了 V sa C + 程语 言 。 i l +编 u
Ke wo d :ro o h e ssa d brs e s r uz o t l y r s o m fte b at n id ;sn o;fzy c nr o
tc n lg ; a W id wsC e h oo y L b n o / VI
乏 必要 的联 系, 多数 控制 系统 必须 由饲 养 管 理人 员 且
统参 数设 定模 块 、 制参 数 设定 模 块 、 据 处理 模块 控 数
和文件管理模块。 程序的主要功能为读入传感器的测
T e S u y o vr n e t lM o io ig S se a d Te h t d n En io m na nt rn ytm n m- p r tr u z n r lo a t & Bid o e a u e F z y Co to ft Be ss he r s Ro ms/ I /L Ma C - u GAO F n n , UIHe ri , e g

畜禽舍环境监测系统设计与研究

畜禽舍环境监测系统设计与研究
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

畜禽养殖环境监测与控制系统设计方案研究

畜禽养殖环境监测与控制系统设计方案研究

综述与专论 | Summarize and reviews272019.04·0 引言随着我国科学技术和国民经济的发展进步和稳步提高,我国每年畜禽制品消耗已连续多年占据世界第一,畜禽养殖产业化已经成为当前畜牧行业发展的必然需求,特别是近些年畜禽的饲养方式已经向现代化、规范化方向发展,畜禽舍环境问题已经成为影响畜禽生长和畜禽产品安全质量的主要原因。

如果畜禽舍的环境可以不断进行改善和控制,将会从根本提升畜禽的生长能力,使畜禽生长的更加健康,减少畜禽疾病的发生几率。

随着物联网技术的不断成熟完善,使畜禽舍环境的远程实时监测和智能控制具备了技术条件。

1 总体设计系统的总体设计好坏直接影响项目的可行性,只有系统设计规范、科学,才能保证项目的顺利实施,即使在运行中出现变动,也不会影响设计的稳定性。

相反,如果系统设计不规范,即使出现微小改动,也会影响整体的运行[1]。

1.1 系统设计要求硬件设备需要在畜禽舍环境中长时间稳定运行,需具备一定三防(防霉菌、防潮湿、防盐雾)能力。

使用传感器需满足精度高、响应时间短、低功耗和优秀的长期稳定性的要求,设计需考虑不同传感器接口和数据总线的扩展,同时还要具备数据的加密认证、权限限制和可靠的传输方式,确保信息安全,能同时支持1 000多个用户的并发访问,并建立相对比较完善的系统数据库,方便信息的检索和查询[2]。

1.2 系统设计原则1.2.1 简约实用性为满足畜禽养殖科学发展需求,在对系统设计开发时必须充分考虑实用性和针对性,尽可能根据畜禽养殖发展需要,采用科学、规范的软件。

对硬件进行安装时应以容易操作为主要原则,在功能的添加和参数的设置方面,都应考虑畜禽养殖户的切实需要,系统各模块设计清晰简单,系统功能齐全、简单方便[3]。

1.2.2 硬件设备可靠性高,利于维护为满足实时数据的采集,需要选择配置较高、适宜性强、稳定性好的传感器,采集终端应有本地显示功能,方便工作人员随时查看。

基于CFD的猪舍小气候环境模糊控制系统设计

基于CFD的猪舍小气候环境模糊控制系统设计

基于CFD的猪舍小气候环境模糊控制系统设计基于CFD的猪舍小气候环境模糊控制系统设计随着猪舍规模的不断扩大和养猪业的发展,猪舍的小气候环境控制变得越来越重要。

一个良好的小气候环境可以提高猪的生产性能和生长速度,减少疾病的发生率,同时还可以改善猪群的舒适度。

为了实现猪舍小气候环境的精确控制和优化管理,基于计算流体力学(CFD)的模糊控制系统被提出。

该系统的设计目标是根据猪舍内的温度、湿度、风速等因素,通过开启或关闭气流控制设备,实现猪舍内空气质量的调节和气候条件的维持。

模糊控制方法是一种典型的非精确控制方法,它通过建立模糊规则和模糊推理来实现对系统的控制。

结合CFD技术,可以在模糊控制系统中将精确的数值计算和实际应用相结合,实现对猪舍小气候环境的更好控制。

首先,需要对猪舍的小气候环境进行建模和仿真。

通过CFD技术,可以对猪舍内部空气流动和热传递进行精确计算。

建立猪舍的几何模型和物理模型,设置相应的边界条件和初值条件,利用流体动力学方程和热力学方程进行求解,得到猪舍内部温度、湿度和风速等参数的分布情况。

在模型建立和仿真验证的基础上,可以开始设计模糊控制系统。

模糊控制系统由模糊控制器、传感器、执行器和人机界面等组成。

传感器用于实时监测猪舍内的温度、湿度和风速等参数,将监测到的数据传输给模糊控制器;模糊控制器根据事先设计好的模糊规则和模糊推理方法对输入和输出进行模糊化处理和解模糊化处理;执行器根据模糊控制器的输出信号,控制气流调节设备的开启和关闭;人机界面用于操作和监控整个系统。

在设计模糊规则时,需要根据猪舍小气候环境的特点和要求,确定相应的控制策略。

模糊规则包括输入-输出关系和输入的模糊集合。

通过模糊推理方法,将实时监测到的猪舍温度、湿度和风速等参数模糊化处理,并将其与预设的模糊规则进行匹配,得出相应的输出控制信号。

最后,通过解模糊化处理,将模糊控制器的输出信号转化为具体的控制量。

通过CFD模拟和模糊控制系统的设计和实施,可以实现对猪舍小气候环境的模糊优化控制。

基于模糊控制的畜禽舍环境温湿度监控系统

基于模糊控制的畜禽舍环境温湿度监控系统

使 用 智 能 节 点 采 集 传 感 器信 号 ,并 控 制 外 部 设 备 动 作 ,智 能 节 点 通 过 C N总 线 与 畜 禽 舍 场 计 算 机 A 连 接 ,主要 完 成 对 畜 禽 舍 的 现 场温 度 、湿 度 、光 照
度 和 氨 气 浓 度 的 实 时 监 测 ;再 采 用模 糊 控 制 策 略 对
实 现 自动 控 制 执 行 机 构 ,使 畜 禽 舍 有 一 个 适 宜 的温
湿度 ,可 以 提 高 畜 牧 业 生 产 管 理 的 自动化 程 度 。 2 ,
控 制 基 于 以下 3个 概 念 , 即测 量 信 息 的模 糊 化 、模
糊 推 理 和 输 出模 糊 集 的 精 确 化 。本 系 统 的模 糊 控 制
氨气浓 感器 1 系 统 结 构 图
值 , 的模 糊 语 言 变 量 为 E ,窗 户 、热 风 炉 、湿 帘 和 , 风 机的模糊语言变 量分别为 U 、U 、 U 和 U 。 本 系统 选 取 了 5个 模 糊 子 集 ,即 N 、N 、z 、P B s E s和 P 。温 度 和湿 度 偏 差 E 、E 的模 糊 子 集 量 化 表 如 表 B ,
0 引 言
在 畜 牧 业 生 产 中 ,封 闭 式 畜 禽 舍 已经 广 泛 应 用 于 畜 禽 的 工 厂 化 饲 养 管 理 …。 封 闭 式 畜 禽 舍 要 求 有 适 合 畜 禽 生 物 学 特性 的 生 长 发 育 环 境 。在 饲 养 管 理 中 ,舍 内温 度 和 湿 度 是 最 为 重 要 的参 数 ,经 常 需 要 监 测 和 控 制 。能 否 成 功 控 制 温 湿 度 是 畜 禽 舍 环 境 监
模 糊 化 的 测 量 信 息 。 输 入 模 糊 量 包 括 温 度 偏 差 值

基于物联网和MCGS软件的畜禽舍环境监控系统

基于物联网和MCGS软件的畜禽舍环境监控系统

基于物联网和MCGS软件的畜禽舍环境监控系统*任 玲1,翟旭军1,宗灶童2,金 濯1(1.江苏农牧科技职业学院,江苏 泰州 225300;2.江苏聚怡智能科技有限公司,江苏 苏州 215000)摘 要:针对规模化畜禽养殖对畜禽舍环境监控的网络化要求,本文设计了基于物联网技术和MCGS软件的集传感器、PLC、执行器于一体的畜禽舍环境自动监控系统。

此系统实现了数据的集中管理、自动控制和故障检测功能,实验结果证明,该系统能为畜禽舍环境的安全稳定运行提供保证。

关键词:物联网;MCGS软件;畜禽舍环境;数据采集;自动控制中图分类号:TP274+.2 文献标识码:A 文章编号:1003-7241(2018)08-0050-03Environment Monitoring System of Livestock and Poultry House Based on Internet of Things and MCGS SoftwareREN Ling1, ZHAI Xu-jun1, ZONG Zao-tong2, JIN Zhuo1( 1. Jiangsu Agri-Animal Husbandry V ocational College, Taizhou 225300 China;2. Jiangsu Poly Intelligent Technology Company, Suzhou 215000 China )Abstract: According to the requirement of network scale livestock and poultry environmental monitoring of livestock and poultry, this paper designs a set of sensors, networking technology and MCGS software. The PLC actuator in one of the livestock farming environment automatic monitoring system is based on. The system realizes the centralized management, automatic control and fault detection of the data. The experimental results show that the system can provide a guarantee for the safe and stable operation of the livestock and poultry house environment.Key words: internet of things; MCGS software; livestock farming environment; data acquisition; auto-control1 引言在畜禽大规模养殖的过程中,影响舍内环境的主要因素有光照的强弱、温湿度的高低、N H3、H2S和C O2的浓度大小等,这些因素的控制水平将直接影响到禽类的健康状况。

基于畜禽舍的养殖环境控制自动化系统研究与实现

基于畜禽舍的养殖环境控制自动化系统研究与实现

基于畜禽舍的养殖环境控制自动化系统研究与实现作者:王坤刘雪兰王永宏来源:《电脑知识与技术·学术交流》2008年第09期摘要:提出了基于畜禽舍的养殖环境控制自动化系统的初步实现方案与思路,详细阐述了养殖环境信息采集模块、插座式控制代理和中间控制器的嵌入式结构设计,对涉及的环控自动化设施原理进行了分析,最后还提出了基于模式控制下“一组引擎、两项管理、三大中心” 的软件系统体系结构。

关键词:养殖环境控制;嵌入式设计;环控自动化;模式控制中图分类号:TP302文献标识码:A文章编号:1009-3044(2008)09-11730-03Research and Implementation of Environmental Control Automation System Based on ChushiWANG Kun, LIU Xue-lan, WANG Yong-hong(Information Engineering Department, Jiangsu Animal Husbandry & Veterinary College, Taizhou 225300, China)Abstract: Based on the proposed aquaculture Chushi Environmental Control Automation System and Implementation of the initial ideas, elaborated on the breeding environment information collection modules, socket-control agent and intermediate controller embedded structural design, the environmental control automation facilities principle is analyzed and finally put under the control of a model based on "a group of engines, two management, the three centres" software system architecture.Key words: Aquaculture Environmental Control; embedded design; environmental control automation; mode control1 引言随着信息化技术的高速发展,畜牧业的现代化、信息化发展已成必然。

基于FPGA的畜禽舍环境模糊智能监控系统

基于FPGA的畜禽舍环境模糊智能监控系统

基于FPGA的畜禽舍环境模糊智能监控系统刘艳昌;张志霞;左现刚;赵明富;李国厚【摘要】针对畜禽舍环境的多变量、时变、非线性和滞后特性,难以建立精确的数学模型问题,采用模糊控制算法,并借鉴专家和养殖技术人员的实际操作经验实现畜禽生长环境的精确稳定控制.设计基于King view的上位机,界面设定不同畜禽种类或同一种类不同生长阶段的生长环境参数,下位机以机器人为移动终端,以KX3C10F+控制板、无线传输模块和执行机构为硬件核心,通过传感器实时检测畜禽舍环境参数,根据传感器输出的不同数字信号进行推理与决策,得到执行机构控制量,动态调整模糊控制器量化因子,控制对应执行机构的运行状态,以保证畜禽所需环境参数值为设定值.结果表明,该系统能够为畜禽提供最佳的生长环境,缩短了生长周期,提高了肉、蛋的产量和品质,实现了高效能的企业化生产,具有较好的实用价值和应用前景.%To solve the problem that the animal building environment is multivariable,time-varying,nonlinear,retarding characteristic and difficult to establish accurate mathematical model,on the basis of the practical experience of experts and breeding technicians,this paper proposes a novel control system based on fuzzy control algorithm to realize the high precision control of animal building growth environment.In this system,PC interface based on King view,is used to set the growth environment parameters for different animal species or the same species on different growth stages.The lower computer takes robot as the mobile terminal,and KX3C10F+ control board,wireless transmission module and execution mechanism as the hardware core,multi-sensors are used to detect the real-time environmental parameters of animal building and output thereasoning and decision-making according to digital difference signal of environmental sensors,then control quantity of the actuator is achieved and the quantization factors of fuzzy controller are dynamically adjusted,thus running state of actuator is controlled and environmental parameters value of the animal building are ensured.Experiments show that it can provide the best growth environment for animalbuilding,shorten growth cycles,improve the yield and quality of meat,eggs and realize the high efficiency and energy saving of the enterprise production,so it has good practical value and application prospect.【期刊名称】《家畜生态学报》【年(卷),期】2017(038)010【总页数】7页(P51-57)【关键词】FPGA;畜禽舍;环境智能监控;模糊算法;组态技术【作者】刘艳昌;张志霞;左现刚;赵明富;李国厚【作者单位】河南科技学院信息工程学院,河南新乡453003;河南科技学院信息工程学院,河南新乡453003;河南科技学院信息工程学院,河南新乡453003;河南科技学院信息工程学院,河南新乡453003;河南科技学院信息工程学院,河南新乡453003【正文语种】中文【中图分类】S811.5畜禽舍环境对畜禽健康、生长、繁殖、产品产量和品质的提高有重要影响,随着规模化、集约化、信息化养殖企业的迅猛发展[1-2],对畜禽环境进行智能控制、创造一个最佳的生长环境,是目前养殖企业的发展方向。

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因素之间缺乏必要 的联 系,且多数控制系统必须 由饲养管理 人员手动操作 或机 电式操作 ,自动化水平低 ,难以适应现代 化管理的要求 。 文采 用虚拟仪器技术 ,将传感器技术、 器 本 仪
文 编 o _3 8 0 ) — 2 _ 2 文 标 码l 章 号z o_4 ( 0 2 02 _ 10 22 61 4 0 _ 献 识 A
中 分 号l 8 . 圈 类 ¥19 8
基于模糊控 制 的畜 禽舍环 境监控 系统 的研 究
崔和璃 ,李 曼 。 高 ,


(. 1 华北电力大学工商管理 学院 ,保定 0 10 ;2 天津大学管理学 院,天津 307 ;3 河北农业大学机 电工程学院 , 定 0 10) 70 3 . 00 2 . 保 70 1
CUIHe u ‘LIM a GAO n  ̄ ri , n, Fe g
(. c o l f uies miit t n N r iaEetcP we ies yB o ig0 10 ; .c o l f n gme tTaj iest 1S h o o B sns Ad nsr i , ot Chn l r o r v ri , a dn 70 3 2 S h o Ma ae n, ini Unvri , ao h ci Un t o n y Taj 0 0 2 3 Colg fMe hnc ln lcr a E gneig Hee r utrl nvri , a dn 7 0 1 ini 3 0 7 ; . l eo c aia adEe tcl n ier , bi i l a U iesy B o ig0 10 ) n et i poet a a e e t n rd c o f nm l u d g sp ri n o t lh n i n e ta o t l yt A s a t n r r o m rv h m n gm n a dp u t no i a b i i , u ev e dcn o t e v o m n nr s m i r d e o i a ln sa r e r , c os e s
d sg e i e i n d, n whih t mp r t r sc to ld b h u z o to og c c e e a u e i on r le y t e f z y c n r l l i Th o to r c so n t b l y a e i r v d, h o t l r o ma c s e c n r lp e ii n a d sa i t r mp o e t e c n r f r n e i i o pe g o . e s c e s u e e r h p o i e o d t c n c ls p r f ri e s v n c l b e b e d n eb a t a d b i s o d Th u c s f l s a c r v d sag o e h i a u po t o n i ea d s a a l r e i g of h e s s n rd . r nt t
[ yw rs o m fh es n i sS no; u z o t le h oo y L b no /VI Ke o d iR o o eb ata dbr ; e srF zyc n o c n lg ; a Wid ws t s d r t C
改革开放以来 ,我 国的畜牧业得到 了快速的发展 。 与 但 发达 国家相 比,我 国的畜禽业生产水平还比较落后 ,畜禽舍 环境 问题是导致这一现状 的重 要因素 。 了解决 环境 多变对 为 畜禽 生产造成 的负面影响 ,近年来,我国的畜禽舍在 采用密 闭方式进行饲 养的 同时 ,采 用了纵 向通风、 季湿 帘降温等 夏 系列先进环境控制技术 ,为畜禽舍的环境调控提供了物质 保 障03 但从 管理 的角度看 , 畜禽 舍的环境 调控 中,环境 11  ̄。 在
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第 3 卷 第2 期 2 1
V L2 o 3
No。 2l





20 年 l 月 06 1
No e b r2 0 v m e 0 6
Co p t rEn i e r n m u e gn e i g
・ 工程应用技术与实现 ・
耍:研究了基于虚拟仪器和模糊控制技术 的畜禽舍环境监控 系统的工作原理 , 出了硬 件系统和软件系统的实现方法 , 给 论述 了模糊控
制策 略。实验证 明该系统能够 可靠有效地工作 , 制效果 良好。它 的研制成功为 畜禽 的集约化、规模化养殖提供 了良好 的技术支持 。 控
关健 词:畜禽合 ;传感器 ; 糊控制 ;Lb no s V 模 aWi w / I d C

2软件系统设计
软件是虚拟仪器 系统 的重要组成部分 ,虚拟仪器的主要 工作就 是把硬件功能模 块软件化 ,充分 利用计 算机 的运算 、 存储 、 显示 、 管理等功能 ,用户可根 据 自己的需求 自行设计仪 器, 通过修改软件 方便地改变 系统 的功能 瘁 系统选择 了美 国 N 公司的虚拟仪器开发平台 L b Wid w / V 作为软件 I a n o s I C 的开发工 具,同时使 用了 Vsa c + i l + 编程语言 。 u
S u y 0 v r n e t l o io i y t m f t d n En io m n a n t rng S s e 0 M
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