鸡舍环境温湿度监测系统的研发与应用

摘要

自20世纪70年代末期改革开放以来，我国的蛋鸡产业开始飞速发展，蛋鸡的产业结构持续得到了优化与调整。自80年代中期开始，我国的鸡蛋产量一直居于全球第一位。但是，与之不相称的是，相较于世界先进国家来我国的蛋鸡产业发展水平还存在着较大的差距，我国蛋鸡产业的产业模式仍然以小规模大群体式为主导地位，设备技术水平以及管理落后，致使蛋鸡整体育种水平较低。由于饲养者的素质较低，观念陈旧而且没有足够的技术支持和资金保障，再加之我国对蛋鸡产业的科技投入不够，实用性成果不多，导致对鸡舍的环境控制达不到标准，鸡舍内温度湿度以及舍内空气质量不够理想，引起鸡只患病以及产蛋量下降等等的不良后果。及时准确的监测到舍内环境（特别是温度与湿度）的变化并及时采取适当的措施，对鸡只的健康以及产蛋率会有非常大的帮助。所以，需要准确快捷的确定舍内的环境参数，通过采取适当的措施保证鸡舍内温度和湿度维持在一个适宜的水平，防止鸡舍内环境的进一步恶化。
　　 我国蛋鸡鸡舍的环境因素包括温度值，湿度值，光照强度，有害气体的含量，粉尘含量等，其中最基本的也最重要的构成要素就是鸡舍的温度值与湿度值。传统的测量温度与湿度的方法多为人工采样，或者持手动测量装置反复测量。这种传统的测量方法只能得到某一时间点的舍内环境的数据，而且频繁的移动测量会产生较大的误差，使之测量结果不够精准。基于此问题，本文研制出一种基于ATmega16单片机的鸡舍温湿度监测系统:监测系统以舍内温度，湿度作为检测量，通过以SHT21传感器为核心的下位机硬件测量电路以及用C#编译的上位机操作软件实现了自动检测和数据管理的功能。该系统操作简单易懂，能够有效的减少工作量，降低成本，并且较之传统的温湿度测量具有较高的精度，上位机人机界面简洁友好，可以通过上位机实时监测温湿度数据以及实时的保存监测数据。
　　 本文通过对温湿度监测系统测出的舍内温度值与湿度值进行了数据分析和预处理，之后应用MATLAB软件对鸡舍温度与湿度进行了整合处理，提出了利用最小二乘法算法进行数据拟合的思路，并对结果进行了分析预测，以此得出鸡舍的温度模拟公式和湿度模拟公式。结果验证表明，该方案设计合理，误差较小，研究成果具有较强的指示性和可操作性，便于实际应用。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 我国蛋鸡产业发展概况

1．2 课题的意义

1．3 国内外研究现状

1．4 论文的主要工作

2 温湿度对蛋鸡产蛋性能的影响

2．1 舍内的环境参数

2．2 鸡舍温度对蛋鸡养殖的影响

2．2．1 蛋鸡的热机能调节

2．2．2 鸡舍的适宜温度

2．3 鸡舍湿度对蛋鸡养殖的影响

2．4 鸡舍通风对蛋鸡的影响

3 鸡舍温湿度监测系统总体设计

3．1 监测系统总体设计

3．2 传感器的选择

3．2．1 SHT21的参数性能

3．2．2 SHT21的内部结构与工作原理

3．2．3 SHT21的时序

3．2．4 SHT21的工作流程

3．2．5 SHT21主机／非主机流程

3．3 单片机的选择

3．4 液晶屏的选择

3．5 通信的实现

3．5．1 串行通信方式的选择

3．5．2 RS-485与RS-232的转换

3．6 编程语言的选择

4 鸡舍温湿度监测系统程序设计

4．1 温湿度监控系统的下位机设计

4．1．1 下位机主程序的设计

4．1．2 SHT21测量程序的设计

4．1．3 LCD屏程序设计

4．1．4 串口通信程序设计

4．2 温湿度监测系统的上位机设计

4．2．1 上位机开发语言

4．2．2 温湿度监控系统上位机流程图

4．2．3 温湿度监控系统上位机操作界面

4．3 试验鸡舍环境

5 鸡舍环境温湿度的分析与预测

5．1 数据处理

5．2 数据处理软件的选择

5．2．1 SPSS

5．2．2 MATLAB

5．3 数据处理原理分析

5．4 试验鸡舍测试点的布置

5．5 试验鸡舍温度数据分析与预测

5．5．1 鸡舍内温度数据分析

5．5．2 鸡舍内温度数据预测

5．6 试验鸡舍湿度数据分析与预测

5．6．1 鸡舍内湿度数据分析

5．6．2 鸡舍内湿度数据预测

6 结论

参考文献

在读期间发表的学术论文

作者简历

致谢