养鸡场智能控制系统设计.doc
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1、天津职业技术师范大学Tianjin University of Technology and Education毕 业 设 计专 业: 应用电子技术教育 班级学号: 应电0914 31 学生姓名: 曹烨玲 指导教师: 高凤友 副教授 二一四年六月天津职业技术师范大学本科生毕业论文养鸡场智能控制系统设计Design of Farms Intelligent Control System专业班级:应用电子技术教育学生姓名:曹烨玲指导教师:高凤友 副教授学 院:电子工程学院2014 年 6 月摘 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
2、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。所以养鸡场的智能控制就体现了智能化的优势,它通过控制、监测鸡场内环境的温湿度、明亮程度、以及水和料的有无,来帮助我们更好的管理鸡场,提高了生产效率,均衡了市场禽类的销售。本设计以ARM芯片STM32作为系统的主控芯片,外围电路有包块温室度检测模块、AD采光模块、红外检测模块、报警模块、料袋检测模块、换气模块。主要功能是通过检测场内的温湿度,看看是不是适合鸡成长,温度以及湿度过高时可以开通风口(打开换气风扇)对其进行降温排湿;养鸡场喂食和添
3、水是一个量很大的工作,所以针对这种情况添加了半自动喂食饮水功能,水盆的水没有满时会自动加满,当料袋子没有料时报警提示,让主人换料袋(这种喂料方式不是适合所有形式的鸡场);当然,小鸡作为一个活的动物,难以避免会飞出或者跳出所呆区域,当出现这种情况时,红外报警防护就开启了,提醒主人有鸡飞出,及时抓取放回原处。关键词:STM32;采光温湿度;红外检测;报警系统ABSTRACTWith the continuous progress of society, science and technology, continuous improvement and intelligent has gradua
4、lly dominate the market, such as smart home , smart greenhouse, intelligent robots , automation, mechanization , intelligent devices has gradually replaced the traditional manual labor to become the new labor , this labor force to make peoples lives more convenient , but also reduces the workload of
5、 the people to some extent , saving a lot of time . So intelligent control chicken farm embodies an intelligent advantage by controlling , monitoring the temperature and humidity within the farm environment , bright degree , as well as the presence or absence of water and materials , to help us bett
6、er manage farms to improve production efficiency , balancing the sales market poultry .The STM32 ARM chip design as the system master chip peripheral circuits have mass greenhouse detection module , AD lighting module , infrared detector module , alarm module , bag detection module , ventilation mod
7、ule. The main function is to detect the temperature and humidity inside , see if it is suitable for chicken growth , the vents can be opened when the temperature and the humidity is too high ( open ventilation fan ) its cool humidity ; farm feeding and Tim is an amount of water a lot of work , so fo
8、r this situation adds semiautomatic feeding water feature will automatically fill the basin when water is not full , the bag when the material is no material alarm, so that the owner change bag ( this is not the way feeding suitable for all forms of farms ) ; course , chicken as a live animal , woul
9、d inevitably fly or stay out of the area , when this happens , it opens the protective infrared alarm , to remind the owner a chicken flying , crawl back in place in a timely manner .Keywords: STM32; lighting; temperature and humidity; infrared detection; alarm system目录1 引言11.1智能鸡场发展背景11.2设计的目的及意义11
10、.3发展现状及未来发展前景21.3.1发展变化21.3.2 发展现状21.3.3 未来发展前景32 方案设计42.1 方案论证42.1.1 CPU主控芯片的设计42.1.2 电源的选择42. 1. 3 自动喂水方案选择52. 1. 4 喂食装置选择62.1.5报警电路的选择62.1.6温湿度检测原件的选择62.1.7 显示模块73 硬件电路设计83.1 系统整体说明83.2 STM32控制电路93.2.1 STM32硬件电路93.3 电源电路103.3.1 直流稳压电源的基本组成103.3.2 5v直流稳压电源103.3.3 电源总体电路图113.4 温湿度测量113.4.1 引脚说明113.
11、4.3单总线接口123.5 压力传感器123.5.1 应变效应讲解123.5.2 20kg传感器和HX711电压采集讲解133.6继电器电路143.7 光电耦合器选择143.8 驱动三极管的选择154 软件设计164.1 养鸡场控制系统主流程图164.2 STM32底层驱动164.3 按键程序174.3 报警电路软件设计185 调试过程205.1硬件调试205.2软件调试205.3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34II天津职业技术师范大学2014 届本科毕业设计1 引言1.1智能鸡场发展背景现在人们的生活水平稳步提高,肉类产品成为人们生活中不可缺少的食品,并
12、且也是大部分人最喜欢吃的传统肉食品。导致现在肉食品的市场需求大,并且对肉食类的产品的质量要求高,致使我国生肉食鸡发展快速,而传统的养鸡方法落后,效率低,所以大批大型的养殖户引进新设备,智能管理鸡场。随着科学技术的不断发展,越来越多的领域已经迈向全自动化。早在多年前的鸡场就已经趋向自动化,科技进步。传统的养鸡场,全靠人工喂食、饮水,工作量极大,并且生产效率不高,质量相对来说比较低,并且容易引发疾病。现在的鸡舍引进新设备,大量的减少了工人们的工作量,通过智能控制鸡舍的温湿度,做好排风换气的工作,让鸡生长在一个适合的生活环境,晚间或者是太暗的时候开启照明灯,以便鸡们更好的进食等。自动喂食、饮水,为用
13、户减少工作时间,并且减少劳动力,提高了工作和生产效率。智能鸡场帮助人们更好的管理鸡场,使产量和质量更上一层楼,跟的上时代的需求,解决市场的供不应求。1.2设计的目的及意义我国经济发展迅猛,人们生活质量提高,对肉食类产品的安全性提出了强烈要求,所以对禽类的环境的改善和疾病的抑制已经成为社会所关注的热点。过去养殖者花费大量的人力物力对鸡进行喂食、饮水,以及怎样使用疫苗和用药控制群鸡发病上,虽然没有什么爆发性的疾病,但是鸡的生产质量提不上去,生产效率也不是很高,经济效益低下,在现在的市场竞争中难以生存。这种情况的主要原因是鸡长期生长在不良的环境中,鸡的抵抗力下降,导致鸡群发病率高,死亡率也相对增加,
14、增重也相对下降。通过智能控制鸡舍的环境,既能改善鸡生存环境,又提高了对疾病的抵抗力,还节省了不必要的药物费用,提高了生产效率。所以越来越多的饲养场采用先进的智能控制装置,在工作实践中对传统鸡舍进行了环境控制方面的改造和翻新,具体舍内温度、湿度、光照等内环境,以及环境的控制系统。这样通过智能检测,可以跟好的帮助饲养员一起管理鸡场,提高生产效率,降低成本,提高回扣,同时也促进了科技的发展。1.3发展现状及未来发展前景1.3.1发展变化过去的养殖都是人工养殖,像有些大型的养鸡场,他们雇大批人对鸡进行喂食、饮水。鸡舍的一个重要环节是要保持鸡舍的温度适中,通风效果良好,当时设备不先进,用温度计来查看鸡舍
15、的温度,根据温度计显示来调节室内的温度,方法比较笨,养殖效率不高,鸡的质量也提不上去,同时耗费了大量的人力物力,降低了生产成本。随着科技的发展,智能设备逐渐登上舞台,鸡舍室内的温湿度通过传感器检测测的,直接读取数值。甚至有的通过设置合理的温湿度,当室内温度过高或者是过低时(也就是温度超过设置的温度值时)会报警提示,及时通知工作人员,对温度进行调整。当然现在的通风口设置也不再是在墙壁上凿个窟窿进行通风,而是安装智能通风风扇,温湿度过高时,风扇自行的进行排风,这样可以更好的对鸡舍进行降温和交换新鲜空气,这样工作人员可以把大量的精力投入到别的地方去。鸡舍环境很正要,但是最大量的工作是对鸡进行喂食,和
16、饮水,人工喂食工作量很大,并且耗费时间。现在有大批智能设备涌入市场,可以方便轻松的喂食、饮水,节省了大量的劳动力,提高了生产效率。另外,规模养殖生产成本高,社会投资大,一般这种大型的养鸡场才会安装喂食饮水设备和温湿度智能检测。而中小型鸡场可能由于资金问题还是处于自己人工养殖状态,为了改变现状,我设计的智能养鸡场相对来说价格便宜,但是稳定性有可能不能与大型设备相比。1.3.2 发展现状现在大型养鸡场一般采用机械化设备进行自主喂食饮水(但是在喂食的过程中需要有人在旁边把料规整好,且需要手动开始)。并且某些小型的养鸡场由于资金不足,只安装了自动饮水装置,节省了部分时间和劳动力。普遍的养鸡场都有安装温
17、湿度检测,但是并不智能,需要通过人去读取才知道是不是要对室内温度进行调整,而且几乎所有的鸡场夜间都想需要打开灯,方便鸡夜间进食,但是并不智能,需要工作人员去操作。鸡舍有通风口是必须的,良好的生长环境利于鸡的成才,降低了鸡的疾病,但是大部分通风口都是在鸡舍的上方或者在墙壁上凿开一个窟窿,严冬天时还需要封死,直至鸡舍的味道实在是不利于鸡生长时才开启一点,但是温度也会相应的下降。鸡到成年时比较活泼,经常乱飞,有时飞离活动区域,或者是走出鸡舍,造成不必要的麻烦,更糟糕的是如果工作人员没有看到,可能会造成不必要的损失。1.3.3 未来发展前景现在和过去的国家情况对比可见,人们对肉蛋质的需求逐渐增加,同时
18、对鸡肉的品质提出了更高的要求。尤其近几年,我国的养鸡业发展比较快,养鸡的竞争将更加激烈。过去的鸡舍都是通过人工进行查看温湿度,以及光照情况,而现在的智能鸡舍基本趋于自动化,可以自动检测以及自行处理温湿度度过高或过低的情况,提高了鸡肉的产量和质量。添加了自动饮水及喂食装置,方面了鸡农的养殖,节省了时间及体力,可以更好的培养鸡群,提高养鸡业的产量和质量。有鸡跑出活动区域,报警提示,及时抓取,避免造成经济损失和不必要的麻烦。在未来的养殖业中,智能化将逐步取代人工,走上时代的舞台。2 方案设计本系统基于温室度检测模块、AD采光模块、红外检测模块、报警模块、料袋检测模块、换气模块,在中央处理器的协调下,
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