蛋鸡育雏舍环境监测与舍内环境状况评估系统研究

摘要

鸡只的生产性能和健康同鸡舍内的环境有很大关系，影响鸡舍环境的因素主要有温湿度、二氧化碳浓度、氨气的浓度和粉尘颗粒物含量。鸡舍环境评价、预警在畜禽舍生产管理中占有很重要的地位，通过环境评价、预警能提高鸡舍饲养管理水平，减轻饲养员压力。因此，研究一种具有智能检测功能的禽舍环境报警系统，以及对禽舍环境评价具有重要的理论意义和应用价值。
　　本文综合运用了现代传感器、无线传输技术设计了基于GPRS的鸡舍环境智能报警系统，建立了基于BP神经网络和主成分分析的环境质量评价模型，实现了鸡舍中的温湿度、二氧化碳浓度、氨气浓度、PM2.5和PM10的监测及报警，并通过建立的鸡舍环境质量评价体系对鸡舍进行环境评估。主要研究成果和内容如下:
　　(1)设计了鸡舍环境预警系统，以单片机STM32为核心，采集鸡舍内温湿度、二氧化碳浓度、氨气浓度和粉尘颗粒物浓度，采用射频模块nRF24L01进行从模块与主模块的无线传输，主模块利用GPRS技术，将环境参数数据发送给中心服务器。温湿度超过阈值实现电话短信报警。
　　(2)开发了鸡舍环境监测系统软件，系统采用MVC的框架模式和基于Modbus无线传输协议，采用统一传输格式，降低了传输的丢包率，提高了参数采集的可靠性。
　　(3)评价模型选用6个环境因子作为评价指标，建立了基于BP神经网络和主成分分析法的鸡舍环境质量评估模型，并对模型进行了实证检验。
　　系统性能测试结果表明:鸡舍传输距离在11m左右，丢包率为0.2％，温湿度超过阈值、鸡舍断电以及风机故障系统能及时短信电话报警，用户可以实时监测和历史查询舍内6项环境指标。对半封闭式育雏舍0-21日龄的育雏鸡舍环境进行评价，结果表明:利用神经网络评价法和主成分分析法分析，得出的结果基本一致，前三周中的环境评价结果为第9天、19天和20天的环境评估为优，第一周的环境质量相对比较好，基本在良和一般之间。

目录

声明

摘要

英文摘要．

1．1研究背景与意义

1．2鸡舍环境监测预警系统国内外研究现状

1．3环境评价模型的国内外研究现状

1．4主要研究内容

2．1监测对象的确定

2．2需求分析

2．3设计原则

2．4系统总体结构设计

2．4．1 MCU模块的选型及设计

2．4．2系统的主控模块设计

2．4．3系统的从控模块设计

3预警系统的软件程序设计

3．1预警系统的软件设计

3．1．1报警系统主程序流程图

3．1．2温湿度采集子程序设计

3．1．3气体传感器的子程序设置

3．1．4液晶显示子程序设置

3．2远程监控系统的软件设计

3．2．1登录界面程序设计

3．2．2监控界面程序设计

3．3无线传输协议设计

3．3．1数据帧的设计

3．3．2环境参数信息数据帧长度选择

3．4网络通信设计

3．5系统的性能测试

3．5．1不同传输速率下的通讯距离

3．5．2不同通讯距离下的丢包率

3．5．3系统报警测试结果

4鸡舍环境质量评价

4．1试验材料与方法

4．2人工神经网络评价法

4．2．1人工神经网络原理

4．2．2 BP神经网络原理

4．2．3 BP神经网络的设计方法

4．2．4 BP神经网络评价方法

4．3主成分分析评价法

4．3．1主成分分析法原理

4．3．2主成分分析的一般步骤

4．3．3使用的软件

4．3．4主成分分析的评价方法

4．3．5试验结果及分析

4．4鸡舍的环境评价

4．5总结

5结论与展望

5．3展望

参考文献

在读期间发表的论文

作者简介

致谢