鸡舍环境智能监控系统设计
鸡舍环境智能监控系统设计

鸡舍环境智能监控系统设计鸡舍环境智能监控系统设计在现代养殖业中,对动物生长环境的监控和管理至关重要。
特别是在鸡舍管理中,环境条件的优化对鸡的生长发育和生产性能具有重大影响。
因此,设计一种智能监控系统来实时监测和控制鸡舍环境,对于提高养殖效率和质量具有重大意义。
一、系统设计目标鸡舍环境智能监控系统的设计目标是通过集成的传感器网络和控制机制,实现对鸡舍环境的实时监测和精准控制。
具体目标包括:1、实时监测鸡舍内的温度、湿度、空气质量等环境参数;2、自动调节环境参数,以适应鸡的生长需求;3、异常情况的及时报警,确保第一时间采取应对措施;4、系统的节能和环保设计,降低运行成本。
二、系统架构鸡舍环境智能监控系统采用分层架构,包括数据采集层、数据处理层和应用层。
1、数据采集层:通过部署在鸡舍内的传感器节点,实时采集环境参数,如温度、湿度、二氧化碳浓度、氨气浓度等。
2、数据处理层:对采集到的数据进行处理和分析,根据预设的阈值或算法对环境状态进行评估。
同时,根据评估结果生成控制指令,通过执行机构对环境进行调节。
3、应用层:为用户提供可视化界面,展示环境参数、报警信息和控制策略。
用户可以通过界面进行参数设置、报警阈值设定等操作。
三、关键技术1、传感器技术:选择高性能、高稳定性的传感器,实现对环境参数的准确测量。
2、通信技术:采用无线通信技术,实现传感器节点和主控节点之间的数据传输。
3、嵌入式技术:在处理层和控制层,采用嵌入式系统,实现系统的实时性和稳定性。
4、人工智能技术:通过机器学习算法,对环境参数和鸡的生长性能进行关联分析,优化控制策略。
四、系统功能1、环境参数监测:系统能够实时监测鸡舍内的环境参数,包括温度、湿度、空气质量等。
2、自动控制:系统能够根据环境参数自动调节环境,如启动通风设备、调节加热器等。
3、报警功能:系统能够设定报警阈值,当环境参数超出正常范围时,系统会发出警报,通知用户。
4、数据存储和分析:系统能够存储和分析历史数据,为优化管理提供参考。
养鸡场智能控制系统设计

目录1 引言 (1)1.1智能鸡场发展背景 (1)1.2设计的目的及意义 (1)1.3发展现状及未来发展前景 (2)1.3.1发展变化 (2)1.3.2 发展现状 (2)1.3.3 未来发展前景 (3)2 方案设计 (4)2.1 方案论证 (4)2.1.1 CPU主控芯片的设计 (4)2.1.2 电源的选择 (4)2. 1. 3 自动喂水方案选择 (5)2. 1. 4 喂食装置选择 (6)2.1.5报警电路的选择 (6)2.1.6温湿度检测原件的选择 (7)2.1.7 显示模块 (7)3 硬件电路设计 (8)3.1 系统整体说明 (8)3.2 STM32控制电路 (9)3.2.1 STM32硬件电路 (9)3.3 电源电路 (10)3.3.1 直流稳压电源的基本组成 (10)3.3.2 5v直流稳压电源 (10)3.3.3 电源总体电路图 (11)3.4 温湿度测量 (11)3.4.1 引脚说明 (11)3.4.3单总线接口 (12)3.5 压力传感器 (12)3.5.1 应变效应讲解 (12)3.5.2 20kg传感器和HX711电压采集讲解 (13)3.6继电器电路 (14)3.7光电耦合器选择 (14)3.8驱动三极管的选择 (15)4 软件设计 (16)4.1 养鸡场控制系统主流程图 (16)4.2 STM32底层驱动 (16)4.3 按键程序 (17)4.3 报警电路软件设计 (18)5 调试过程 (20)5.1硬件调试 (20)5.2软件调试 (20)5.3温湿度、光照调试 (20)总结 (22)参考文献 (23)附录一 (24)附录二 (25)致谢 (34)摘要随着社会的不断进步,科学技术的不断提高,智能化已经逐渐占领市场,比如智能家居、智能温室大棚、智能机器人等,自动化、机械化、智能化的设备已逐渐代替了传统的体力劳作成为新型的劳动力,这种劳动力使人们的生活更加便利,也在一定程度上减少了人们的工作量,节约了大量时间。
基于无线传感器网络鸡舍环境自动控制硬件设计

首先要感谢我的毕业设计指导丁卫红老师,自从开始选课题时就给了我很大的帮助,给予我关于课题的思路。特别是在硬件选型上给予了帮助。此外,定老师在百忙之中还不忘给我们做课题指导,并且每次见面时都给予尽心的指导。在此,向丁老师表示由衷得感谢和敬意!
01
最后,衷心的感谢我的学校和学院,给我提供了良好的学习和设计环境。对在我读书期间所有关心、支持我的亲人、老师、同学、朋友致以衷心的感谢和深深的祝福。 。
ZigBee技术特点: (1)较灵活的工作频段 Zigbee联盟定义了2.4GHz频段和868/915MHz。2.4GHz频段在全世界范围内是通用的,而868/915MHz频段分别适应欧洲和北美。共有27个信道。免注册的频段和较多的信道使ZigBee的使用更加灵活、方便,特别是选用2.4GHz频段的设备,可以在全世界的任何地方使用。
LCD液晶显示电路
传感器节点实物图
软件
硬件Biblioteka 硬件与软件测试总结
本次设计主要涉及到硬件设计和ZigBee协议两方面的内容 。ZigBee无线传感器网络是基于ZigBee协议的无线传感器网络,是ZigBee协议与传感技术的结合,是应用性非常强的技术,它具有耗资小、安装方便、维护和更新费用低等优势,非常适合于对布线困难的区域和一些大场合的状况进行远程监控,如大型建筑的健康状态监控、空间探索、灾害预测等,它在当前我国环境监测系统中有着巨大的应用潜力的。
ZigBee协议由物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、网络层(NWK)和应用层(APL)组成。网络层及以上协议由ZigBee联盟制定,PHY和MAC层使用的是标准。
无线网络设备类型
完整的ZigBee网络中有三种设备类型:协调器、路由器以及传感器节点。他们以一下三种网络联系到整个系统中,最终由协调器将信息发送管理中心(PC)中,本文设计的系统只在家居使用网络规模较小,故使用星状结构。
智能鸡舍环境控制系统设计

科学技术创新2021.04图1温湿度检测与声光报警模块智能鸡舍环境控制系统设计D esi gn of envi ronm ent cont rol syst em f or i nt el l i gentchi cken hous e沈华刚李娅赵旭蒋世权靳德锦(郑州科技学院机械工程学院郑州,河南郑州450064)目前禽流感、鸡球虫病、鸡瘟等多种疾病泛滥,如何有效的监测鸡舍内的环境温度,降低这些疾病的发生和传播对养殖户有重要的意义。
本系统以A T89S52单片机为控制核心、用LED与蜂鸣器实现声光报警、用SH T10湿度传感器检测湿度、D S18B20检测温度、用BH 1750检测光照、用LCD 1602液晶屏实现显示[1]。
实践证明,该系统价格低廉、检测灵敏度较高,便于养殖户的推广与应用。
系统分为控制器模块、声光报警模块、温度传感器模块、湿度传感器模块、光照模块、液晶显示屏模块。
实现的原理是用湿度传感器、温度传感器、光照传感器检测相应的参数,然后传递到单片机控制器,如果这些参数合格,LED 与蜂鸣器就不会报警,如果不合格就会报警,同时,把检测的结果显示在LCD 1602液晶屏上[2]。
1控制器模块系统的控制器使用的是A T89S52单片机,它与工业上常用的A T89c51单片机引脚上完全兼容,简单易学,功能强大,同时,它是一种消耗功率很低的,性能很高的单片机系统,拥有8K f l as h 容量用来编程。
A T89S52单片机拥有32个输入输出引脚,有看门狗定时电路防止强磁场时数据丢失,保证单片机的正常工作,有3个定时器和计数器,可以实现定时,有1个中断结构,片内拥有晶振和时钟电路。
系统中A T89S52单片机控制器的作用就是将检测到的传感器信号与鸡舍内允许的温度、湿度、光照的标准进行对比,然后,控制外部的声光报警和LCD 液晶屏显示[3]。
2温度检测模块系统的温度检测模块使用的传感器是D S18B20传感器,鸡舍内适宜的温度为18~23℃,不适宜的温度会导致雏鸡生长缓慢,死亡率增加。
农业智能化养殖环境监控系统设计

农业智能化养殖环境监控系统设计一、引言随着科技的不断进步,农业养殖业也迎来了智能化发展的时代。
为了提高养殖效率、保障动物福利、节约资源并减少环境压力,设计一套农业智能化养殖环境监控系统具有重要意义。
本文将从硬件设备、传感器选择、数据采集与处理、远程监控与预警等方面展开设计思路,旨在为农业智能化养殖环境监控系统的实际应用提供参考。
二、硬件设备1. 主控制器:采用高性能的嵌入式主控制器,如ARM架构的芯片,具有较强的计算和控制能力。
2. 传感器节点:包括温湿度传感器、氨气传感器、光照传感器、CO2浓度传感器等,用于实时监测养殖环境的关键参数。
3. 执行机构:根据监测结果,通过执行机构对养殖环境进行调控,如通风设备、加热设备、喷淋设备等。
三、传感器选择1. 温湿度传感器:选择精度高、响应快的温湿度传感器,能够准确监测养殖场内的温度和湿度变化。
2. 氨气传感器:选用灵敏度高、稳定性好的氨气传感器,及时监测氨气浓度,防止动物中毒。
3. 光照传感器:用于监测光照强度,帮助合理规划光照时间,保障动物生长需要。
4. CO2浓度传感器:监测室内CO2浓度,避免二氧化碳浓度过高影响动物健康。
四、数据采集与处理1. 传感器数据采集:通过主控制器对各类传感器进行数据采集,获取环境参数的实时数据。
2. 数据处理与分析:对采集到的数据进行处理和分析,可以采用数据挖掘和机器学习算法,建立环境参数与动物生长表现之间的关联模型。
3. 数据存储:将处理后的数据进行存储,建立数据库,便于后期的查询和分析。
五、远程监控与预警1. 远程监控平台:搭建一个远程监控平台,通过互联网实现对养殖环境的实时监测。
2. 数据传输与展示:将采集到的数据通过网络传输至监控中心,并在监控中心的界面上实时展示各项环境参数。
3. 预警系统:设置预警阈值,当环境参数超出安全范围时,系统能够自动发出警报,并及时通知相关人员进行处理。
六、安全性与可靠性1. 数据安全:采用加密技术保障传感器数据传输的安全性,防止数据泄露和篡改。
农业智能化畜禽养殖环境监控系统设计

农业智能化畜禽养殖环境监控系统设计随着社会经济的发展和人们对食品安全的关注日益增加,畜禽养殖行业也面临着新的挑战和机遇。
为了提高畜禽养殖的效率和质量,保障畜禽健康成长,设计一套智能化的畜禽养殖环境监控系统势在必行。
本文将围绕农业智能化畜禽养殖环境监控系统的设计展开论述,包括系统架构、核心功能模块、技术应用等方面,力求为畜禽养殖业的智能化发展提供有益的思路和方向。
一、系统架构设计1. 数据采集层数据采集层是整个系统的基础,主要包括温湿度传感器、氨气浓度传感器、光照强度传感器、音频传感器等,用于实时采集畜禽舍内的环境参数和动物行为数据。
2. 数据传输层数据传输层通过有线或无线网络技术,将采集到的数据传输至数据处理中心,同时可以实现远程监控和控制,确保数据的及时性和准确性。
3. 数据处理与分析层数据处理与分析层是系统的核心部分,利用大数据分析、人工智能等技术手段对采集到的数据进行处理和分析,提取有用信息,预测环境变化趋势,识别动物行为异常等。
4. 应用服务层应用服务层将数据处理结果反馈给养殖场管理人员,实现实时监控、报警提示、远程控制等功能,同时可以提供数据查询、统计分析、决策支持等服务。
二、核心功能模块设计1. 环境参数监测系统可以实时监测畜禽舍内的温度、湿度、氨气浓度、光照强度等环境参数,并根据设定的标准值进行实时预警和报警。
2. 动物行为识别系统通过视频监控和音频传感器等设备,实现对畜禽行为的识别和分析,如进食情况、活动状态、产蛋情况等,及时发现异常情况。
3. 智能喂养与饮水系统可以根据动物的生长状态和饲养需求,实现智能化的喂养和饮水管理,提高饲料利用率,减少投入成本。
4. 疾病预警与健康管理系统可以通过动物行为和生理指标数据,实现对动物健康状况的监测和评估,及时预警可能的疾病风险,提高养殖效益。
5. 远程控制与管理系统支持远程监控和控制功能,养殖场管理人员可以通过手机App或Web界面实时查看畜禽舍内情况,并进行远程控制,如调节温湿度、开启通风设备等。
智慧养鸡系统策划书3篇

智慧养鸡系统策划书3篇篇一《智慧养鸡系统策划书》一、项目背景随着科技的不断发展,传统养鸡模式面临着效率低下、管理困难等问题。
为了提高养鸡场的生产效率和经济效益,打造一个智能化、自动化的养鸡系统具有重要意义。
二、项目目标1. 实现对鸡舍环境的实时监测和精准控制,包括温度、湿度、空气质量等。
2. 提供智能化的饲养管理,包括自动喂食、饮水、疾病监测等。
3. 优化资源利用,降低成本,提高养鸡场的整体竞争力。
三、系统功能设计1. 环境监测模块安装温度、湿度、气体传感器等设备,实时采集鸡舍内环境数据,并通过系统进行分析和预警。
2. 自动喂食饮水系统根据鸡的生长阶段和数量,自动控制饲料和水的投放量,确保鸡的营养需求。
3. 疾病监测与预警利用智能监测设备和数据分析,及时发现鸡的异常症状,提前预警疾病风险。
4. 数据分析与决策支持对采集到的数据进行深入分析,为养鸡场的管理决策提供科学依据。
5. 远程监控与管理通过手机或电脑等终端,实现对养鸡场的远程监控和管理,方便快捷。
四、硬件设备选型2. 控制器:具备强大的数据处理和控制能力。
3. 执行机构:如自动喂食机、饮水机等。
4. 网络设备:确保数据传输的稳定和可靠。
五、软件系统架构1. 数据采集层:负责收集各类传感器数据。
2. 数据处理层:对采集的数据进行分析和处理。
3. 应用层:包括环境监测、饲养管理、疾病预警等功能模块。
4. 用户界面层:提供简洁、易用的操作界面。
六、项目实施计划1. 需求调研与方案设计:深入了解养鸡场需求,制定详细的系统方案。
2. 硬件设备采购与安装:根据方案采购所需硬件设备,并进行安装调试。
3. 软件系统开发与测试:开发相应的软件系统,并进行严格测试。
4. 系统集成与联调:将硬件和软件系统进行集成和联调,确保正常运行。
5. 培训与上线:对养鸡场工作人员进行培训,系统正式上线运行。
七、项目预算1. 硬件设备采购费用。
2. 软件系统开发费用。
3. 安装调试费用。
鸡舍环境智能监控系统设计

鸡舍环境智能监控系统设计专业: 农业电气化与自动化学号:XXX 姓名: XXX指导老师:XXX摘要:针对目前中国雏鸡饲养自动化水平低、管理技术落后的现状,本文设计了一套基于传感器网络的雏鸡鸡舍环境智能监控系统,该系统由参数采集模块、数据处理、控制模块3个部分组成,不仅能实现了对雏鸡鸡舍内温湿度、有害气体浓度的实时监控,还能根据检测的有害气体浓度自行启动清粪装置。
经模型测试结果表明,本系统温度控制的最大误差为2℃,湿度控制的最大误差为4%,有害气体浓度能控制在允许的范围内。
本文研究结果可为育雏养殖户提供操作简便、控制效果较好的智能养殖模式。
关键词:传感器网络;鸡舍;单片机;自动控制;清粪装置1 绪论中国是农业生产大国,鸡禽养殖业是中国农业中的重要产业之一。
中国鸡禽养殖业经历了稳定快速发展,总产量大幅提高[1]。
育雏是鸡禽生产中非常关键的养殖环节,鸡舍环境控制直接影响着雏鸡的生长发育,因此,创造良好的生长环境才能保证育成鸡的生长发育、免疫力和成活率等,最终获得较好的经济效益[2-6]。
中国现行育雏方式主要有两大类,即:立体笼养育雏和平面育雏[7-12]。
中国鸡禽养殖业的育雏管理整体体现如下特点:养殖基础设施落后,机械化程度低,人力劳动成本高;自动、智能化程度低,环境控制波动大,养殖安全隐患高[13-14]。
中国的“立体笼养”育雏设施已较为普及,生产实际中以其高密度饲养、提高鸡舍空间利用率而被养殖户广泛采用,但多数设施只有加热、增湿和通风设备等基本设施,且对环境的污染也严重[15-18]。
与平面育雏相比,笼养育雏管理技术水平的要求更高些。
目前,中国部分大、中型鸡禽养殖企业开始引入自动监控技术[19-24],在一定程度上提升了鸡舍环境的控制质量,对养殖户科学养殖具有重要的意义,但其布线复杂成本较高,智能化程度和科学化管理都有待提高。
对此,本文设计了一套基于单片机控制的鸡舍环境智能监控系统。
与现有的鸡舍环境监控系统相比,本系统对温湿度和有害气体浓度均实施了智能监控,设计了清粪装置以便根据有害气体的浓度及时清除舍内鸡粪[25]。
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鸡舍环境智能监控系统设计内部编号:(YUUT-TBBY-MMUT-URRUY-UOOY-DBUYI-0128)鸡舍环境智能监控系统设计专业: 农业电气化与自动化学号:XXX 姓名: XXX指导老师:XXX摘要:针对目前中国雏鸡饲养自动化水平低、管理技术落后的现状,本文设计了一套基于传感器网络的雏鸡鸡舍环境智能监控系统,该系统由参数采集模块、数据处理、控制模块3个部分组成,不仅能实现了对雏鸡鸡舍内温湿度、有害气体浓度的实时监控,还能根据检测的有害气体浓度自行启动清粪装置。
经模型测试结果表明,本系统温度控制的最大误差为2℃,湿度控制的最大误差为4%,有害气体浓度能控制在允许的范围内。
本文研究结果可为育雏养殖户提供操作简便、控制效果较好的智能养殖模式。
关键词:传感器网络;鸡舍;单片机;自动控制;清粪装置1 绪论中国是农业生产大国,鸡禽养殖业是中国农业中的重要产业之一。
中国鸡禽养殖业经历了稳定快速发展,总产量大幅提高[1]。
育雏是鸡禽生产中非常关键的养殖环节,鸡舍环境控制直接影响着雏鸡的生长发育,因此,创造良好的生长环境才能保证育成鸡的生长发育、免疫力和成活率等,最终获得较好的经济效益[2-6]。
中国现行育雏方式主要有两大类,即:立体笼养育雏和平面育雏[7-12]。
中国鸡禽养殖业的育雏管理整体体现如下特点:养殖基础设施落后,机械化程度低,人力劳动成本高;自动、智能化程度低,环境控制波动大,养殖安全隐患高[13-14]。
中国的“立体笼养”育雏设施已较为普及,生产实际中以其高密度饲养、提高鸡舍空间利用率而被养殖户广泛采用,但多数设施只有加热、增湿和通风设备等基本设施,且对环境的污染也严重[15-18]。
与平面育雏相比,笼养育雏管理技术水平的要求更高些。
目前,中国部分大、中型鸡禽养殖企业开始引入自动监控技术[19-24],在一定程度上提升了鸡舍环境的控制质量,对养殖户科学养殖具有重要的意义,但其布线复杂成本较高,智能化程度和科学化管理都有待提高。
对此,本文设计了一套基于单片机控制的鸡舍环境智能监控系统。
与现有的鸡舍环境监控系统相比,本系统对温湿度和有害气体浓度均实施了智能监控,设计了清粪装置以便根据有害气体的浓度及时清除舍内鸡粪[25]。
本系统采用有线传感器网络技术,数据传输稳定,速度快,检修方便。
本系统主要适合于大中型雏鸡育雏养殖规模的养殖户。
选题来源养鸡业是国民经济的主要组成部分之一,根据国际家禽协会发表的数据显示,随着近几年国内市场对鸡肉的需求量增加,中国的养鸡业在市场需求的牵引下正在以很快的速度发展。
同时,由于欧洲国家日益增长的对禽肉类的需求与环境保护问题之间的矛盾,使得国内的鸡肉市场走向了国际市场。
所以,中国的养鸡业有先天条件:丰富的原材料、广阔的土地、庞大的消费市场等等。
但是,现今中国的养鸡业却面临着两大问题:(1)中国的养殖业大部分还是依靠人工,而在全部生产成本中,人工费也会大幅度上涨,这将成为扩大规模化养殖的最大障碍因素。
(2)在规模化、密集化养殖过程中,最令人担心的是畜禽疫病。
现代畜产业也可以说是对疾病的战争。
由于管理者和饲养人员的频繁出入(人很可能是最大的疾病传染体),即使防疫再好,也会有批纰漏,预防疾病的发生将成为养鸡业中主要的课题。
所以, 在鸡禽生产中必须要人为地为其创造良性的生态环境, 满足生长发育的需要。
应用及存在的问题养鸡业在大势发展过程中,由于各种条件的限制,使得对鸡的生长环境造成改变,从而影响了鸡的正常生长,造成总体收益不佳有如下原因:(1)人工对鸡舍的环境调节不精确,不能及时的对鸡舍环境进行改善,易造成鸡群生活在不利于生长的环境中;(2)在整个饲养,人工依据经验对环境改善的过程中,容易带入疾病传染体。
意义及影响本设计通过控制鸡舍各项装置,对鸡舍的环境如温度、湿度、有害气体、除粪等进行调节。
首先通过传感器的实时监测,然后采取相应的措施进行自动控制、管理和优化操作,设置各个环节最佳操作时机的装置。
这样,不但能解决存在的问题,而且可以提高鸡舍环境质量,减轻操作人员的劳动强度,提高劳动效率和经济效益。
本设计研究的内容及设计指标本设计主要是设计出一套可使用的鸡舍环境智能监控系统,对鸡舍环境进行实时检测和控制,主要做如下4个方面的工作:(1)确定系统的总体功能设计方案;(2)进行传感器的硬件电路和软件系统的设计;(3)单片机及与其相连的各个模块硬件电路及软件系统设计;(4)进行补偿装置驱动电路的设计。
2 硬件系统设计方案系统功能设计本系统主要实现以下几个功能:温度监控、湿度监控、清粪功能。
温度监控:对温室温度进行测量,并通过升温或降温达到鸡群生长的最适温度;湿度监控:对温室湿度进行测量,并通过喷雾或去湿达到鸡群生长最佳湿度;清粪装置:对鸡舍里的粪便及时清除,避免造成空气中有害气体浓度过高;控制处理:当温度、湿度越限时报警,并根据报警信号提示采取一定手段控制;显示:LCD 就地显示输入值和相应的温湿度,液晶显示屏摆放在生产现场用于显示当前的温湿度。
系统总体设计本设计是通过温湿度传感器、气体传感器采集鸡舍环境参数,再将采集的参数传至单片机进行分析处理,然后在传出指令控制驱动装置调节环境。
可以通过按键区设置需要控制的温度、湿度的范围。
图1 系统框图控制模块STC89C52是美国ATMEL公司生产的低功耗、高性能CMOS 的8位单片机,片内含4K的可编程的Flash只读程序存储器,器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准8051指令系统及引脚,它集Flash程序存储器既可在线编程(ISP),也可用传统方法进行编程及通用8位微处理器于单片机芯片中,ATMEL公司的功能强大,低价位STC89C52单片机可为您提供许多高性价比的应用场合,可灵活应用于各种控制的领域。
STC89C52提供以下的功能标准:4K 字节闪烁存储器,128字节随机存取数据存储器,2个16位定时/计数器,32个I/O口, 1个串行通信口,1个5向量两级中断结构,另外,AT89C51还可以进行0HZ的静态逻辑操作,并支持两种软件的节电模式,闲散方式停止中央处理器的工作,可允许随机保存随机存取数据存储器中的内容,但震荡器停止工作并禁止其它所有部件的工作直到下一个复位。
它的工作频率可达33MHz。
STC89C52 单片机管脚如图2所示。
图2 STC89C52单片机管脚图采集模块温度采集模块本系统对温度参数采集采用DS18B20传感器,DS18B20 的温度检测与数字数据输出全集成于一个芯片之上,从而抗干扰力更强。
其一个工作周期可分为两个部分,即温度检测和数据处理。
DS18B20 共有三种形态的存储器资源,它们分别是:ROM 只读存储器,用于存放 DS18B20ID 编码,其前 8 位是单线系列编码(DS18B20 的编码是19H),后面 48 位是芯片唯一的序列号,最后 8 位是以上56 的位的 CRC 码(冗余校验)。
DS18B20 共 64 位 ROM。
RAM 数据暂存器,用于内部计算和数据存取,数据在掉电后丢失,DS18B20 共 9 个字节 RAM,每个字节为 8 位。
第 1、2 个字节是温度转换后的数据值信息,第 3、4 个字节是用户 EEPROM(常用于温度报警值储存)的镜像。
在上电复位时其值将被刷新。
温度传感器实物和温度采集电路分别如图3、图4所示。
图3 DS18B20实物图图4 温度采集电路图湿度采集模块本设计对环境中的湿度参数采集选用HF3223湿度传感器,HF3223是一款频率输出湿敏模块,内部集成了湿敏电容HS1101和信号处理电路,其相对湿度20%RH~85%RH区间,最大测量误差低于±5%RH,其中内置的湿敏电容HS1101的稳定性更达到±2%RH。
输出频率与相对湿度的线性关系为:Fout=9740-18*RH。
HF3223的输出信号可以直接连接微处理器的定时器/计数器,编写定时器/计数器中断程序即可实现高分辨率的频率测量。
真正的湿度值需要经过温度补偿才能得到,温度补偿公式:RH=(X%RH)/()(1)其中,温度T单位取℃;RH表示真实值;X表示测量值。
湿度频率转换原理图和湿度传感器实物图如图5、图6所示。
图5 湿度/频率转换电路图图6 湿度传感器实物图有害气体采集模块有害气体浓度检测采用MQ-135传感器和PCF8591模数转换器。
MQ-135中气敏材料SnO2的电导率随空气中有害气体浓度的增加而增加,该传感器内部电路将电导率的变化转化为电压信号。
MQ135和PCF8591检测有害气体浓度连线如图6所示。
MQ135的模拟电压输出信号管脚AO与PCF8591的模拟信号输入端AIN0相连。
PCF8591的I2C总线的数据线、时钟线SDA、SCL分别与STC89C52芯片的管脚、相连,实现将AIN0通道的模拟电压值转化为数值信号。
图7 MQ135和PCF8591连接电路图显示模块本设计采用LCD1602液晶显示屏用来实时显示环境中的温度、湿度,这样更能一目了然的知道鸡舍中此时的环境。
所使用的LCD1602液晶显示屏引脚图如图8 所示。
1602字符型液晶模块是点阵型液晶,驱动方便,经过编程后显示内容多样化。
图8 LCD1602引脚图LCD液晶显示屏实物图和连接电路图分别如图9、图10所示。
图9 LCD液晶显示屏实物图图10 LCD1602液晶显示连接电路蜂鸣器报警模块蜂鸣器额定电流≤30mA,而对于STC89C52单片机,P3口的灌电流为15mA,由此可见,仅靠单片机的P3口电流是不能驱动蜂鸣器的,必须使用晶体管放大电路,为了使单片机的功率更小,所以使用PNP型晶体管,当外部环境的温度或者湿度超过预设值的时候,基级变为低电平,蜂鸣器导通鸣叫。
蜂鸣器的功能提示环境温度超出设定值提醒注意,电路如图11所示。
图11 报警电路图清粪装置机械结构自行设计的清粪装置由刮粪装置、冲水装置、可逆电机和控制单元组成,清粪装置的结构如图12所示。
图12中,刮粪装置包括减速器、转轴、传动轴、链条、齿轮、育雏笼、刮粪杆和接粪板,冲水装置由水塔、水管、电磁阀和排粪槽组成。
1.控制单元2.可逆电机3.刮粪装置4.冲水装置图12 清粪装置的结构图在图12中,清粪装置通过可逆电机的正反转动带动各层的刮粪板同步地来回运动,将育雏笼各层接粪板上的鸡粪清除到排粪槽内,并开启电磁阀通过冲水将粪便排出鸡舍。
刮粪装置使用齿轮和链条作为主要的传动部件,可有效避免运行过程中的打滑,保障了上下层之间的同步性。
刮粪装置两侧机械结构对称,刮粪板固定在相应层两侧的横向链条上,与育雏笼的长边保持平行,紧贴于接粪板。
各层刮粪板的位置一致,可实现各层同步清除的操作。
刮粪装置将各层鸡粪同时清除到排粪槽内,冲水装置的电磁阀开启通过引出高处水塔的水流将在排粪槽内的鸡粪排出鸡舍。