养鸡场温度自动调节系统设计及仿真

1、养鸡场温度自动调节系统设计及仿真高奇跃,童敏明作者简介:高奇跃(1988,男,在读研究生,主要研究方向:检测技术与自动化装置通信联系人:童敏明(1956,男,教授,主要研究方向:传感器及检测技术. E-mail: tmcumt(中国矿业大学信息与电气工程学院,江苏 徐州 221116 摘要:鸡舍的温度不适应会造成养鸡成本的大幅增加,针对此现象设计了一种可以自动调节5 鸡舍温度并且温度过高时会提示报警的控制系统。该系统由温度传感器、报警喇叭、单片机控制器、发光二极管、1602液晶显示器、继电器以及加热电阻等组成。用PROTEUS 进行了仿真实验,结果表明:当鸡舍温度超过25时,系统能自动切断加热

2、电阻且提示灯亮红灯。当鸡舍温度低于13时,系统能自动接通加热电阻且提示灯亮红灯。当鸡舍温度在1325时,该系统不对加热电阻进行操作提示灯亮绿灯。10关键词:自动检测;温度传感器;单片机控制器;PROTEUS 仿真中图分类号:TP29Chicken farm's temperature automatic adjustment system design and simulation15 GAO Qiyue 1, TONG Minming 2(1. Information and electrical engineering institute, China University of

3、Mining andTechnology,XUzhou 221116;2. Information and electrical work institute,China University of Mining and Technology,Xuzhou22111620 Abstract: The discomfortable temperature of the henhouse easily cause chicken costs increasing. According to this phenomenon we design a kind of control system whi

4、ch can automatically adjust the temperature and alarm when temperature is exorbitant. This system consists of temperature sensors, alarm horn, a single chip microcomputer controller, light-emitting diodes, 1602 LCD monitor, relays and heat resistance etc. A simulation experiment was carried out usin

5、g PROTEUS. 25 Results show that: When temperature more than 25 the system can automatically cut heating resistance and tip light red light. When the henhouse s temperature below 13 , the system can automatically when heating resistance and tip light red light. When the chicken coop's temperature

6、 between 13 25 , the system dose not operate heating resistance but tip green light.Keywords:Automatic detection;Temperature sensor;Microcomputer controller;PROTEUS simulation 300 引言在养鸡生产中,饲养成本约占总支出的70%左右。那么,如何在其它成本不变的情况下,提高生产性能,降低饲养成本呢?温度是影响养鸡成本的重要因素之一,它对鸡的生理有多方面的影响。保持鸡舍温度适宜是保持产蛋率平稳和节省饲料的必要条件。多年的养殖

7、35 经验表明,成年鸡比较适宜的温度为1325,在此温度范围鸡产蛋率和饲料效率最高。冬季如果鸡舍温低于8,每天每100只鸡要多吃饲料1.5公斤,而且产蛋率下降。夏季气候炎热,鸡食入的饲料较少,但产蛋率也下降1。而过高的环境温度又会对鸡的生长发育、生命健康和生产力产生十分不利的影响。所以调节好鸡舍内的温度,对降低饲养成本很重要。 1 系统设计原理40 控制系统主要由温度传感器、报警喇叭、单片机控制器、发光二极管、1602液晶显示器、继电器以及加热电阻等组成2。此系统工作原理:通过温度传感器检测周围环境温度,然后,传感器输出的数字信号输入到单片机中,经过单片机的逻辑判断和处理,根据测得值与设定的报

8、警值比较来控制继电器的动作,进而控制温度的自动调节。整个系统通过对鸡舍温度的自动检测及报警处理来实现温度的实时调节以达到鸡舍温度的恒定。452硬件系统设计该温度自动报警系统的硬件主要由温度传感器、89C51单片机控制器、语言报警、LCD 显示及独立键盘等构成,如图1所示: 50Fig 1 hardware system design diagram 2.1温度传感器DS18B20温度传感器采用可组网数字温度传感器芯片封装而成,具有耐磨耐碰,体积小,使用方便,封装形式多样,适用于各种狭小空间设备数字测温和控制领域3。该温度传感器55独特的单线接口方式,DS18B20在与微处理器连接时仅需要一条口

9、线即可实现微处理器与DS18B20的双向通讯。测量结果直接输出数字温度信号,以"一线总线"串行传送给CPU,同时可传送CRC校验码,具有极强的抗干扰纠错能力。与89C51的连接电路如图3所示: 图2 温度传感器的接线图60Fig 2 hookup temperature sensor2.2单片机控制器单片机控制器采用89C51单片机,其内部有4KB的Flash ROM程序存储器阵列,可实现低电压编程和高电压编程2种模式4。89C51单片机一种可电擦除的8位单片机,与80C51系列单片机完全兼容,有较强的保密功能,其片内的闪速存储器的编程和擦除完全用电实现, 65编程的速度快

10、,可实现在线编程。2.3语音报警及独立按键模块语言报警选用电磁式有源蜂鸣器,该蜂鸣器主要利用通电导体会产生磁场的特性,用一个固定的永久磁铁与通电导体产生磁力推动固定在线圈上的鼓膜。音色好多用于语音、音乐等设备。而独立键盘本设计采用了3个独立按键K1、K2、K3分别时分秒减调节、时分秒70加调节和时分秒选择按钮,其硬件连接电路如图3所示: 图3语音报警及独立按键模块接线图Fig 3 voice alarm and independent key module hookup2.4LCD显示75LCD显示采用1602液晶显示器,该显示器由点阵字符液晶显示器件和专用的行、列驱动器、控制器及必要的连接件

11、,结构件装配而成的,可以显示数字和西文字符。具有让用户自定义建立专用字符的随机存储器CGRAM,允许用户建立8个5×8点阵的字符。硬件原理图如图4所示: 80图4 LCD硬件接线图Fig 4 LCD hardware hookup3软件系统设计主程序主要包括传感器输入、数据采集、数据处理、语音提示、驱动等子程序。单片机控制器主要功能是首先对系统进行初始化,数据采集模块对接收到的传感器信号进行处理和85逻辑判断,并将温度用LCD显示出来。DS18B20的数字信号和设定值进行比较,若小于13,执行继电器的动作,即驱动继电器启动加热电阻加热,然后,继续对温度传感器进行数据采集;若大于25,

12、不执行继电器动作,继续对信号进行采集,同时,语音报警器提示驾驶员“鸡舍温度过高,请保持温度适宜” 5。如图5所示: 90软件系统设计流程图Fig 5 software system design flow chart4仿真检验温度传感器每一分钟对鸡舍的温度采样一次,当温度在1325范围内时继电器不工作提示灯亮绿色6。如图6所示:95 图6 温度适宜的仿真图Fig 6 simulation diagram of appropriate temperature100当鸡舍温度超过25时,语音模块开始报警提示“鸡舍温度过高,请保持温度适宜”、继电器工作切断加热电阻、提示灯亮红色6。如图7所示: 图7

13、温度超过25的仿真图105Fig 7 simulation diagram of temperature more than 25 当鸡舍温度低于13时,语音模块开始报警提示“鸡舍温度过低,请保持温度适宜”、继电器工作接通加热电阻给鸡舍加温、提示灯亮红色6。如图8所示:中国科技论文在线 110 图 8 温度低于 13时的仿真图 Fig 8 the simulation figure of temperature below 13 5 结论 通过 PROTEUS 的仿真试验得出：本系统在 1325温度范围能完成对养鸡场温度 115 的自动检测和自动调节，当温度超过 25或者低于 13时能够自动提示报警并对继电器做 出恰当的控制。 因此该系统能够实现对养鸡场温度的实时检测已达到自动控制的目的， 让养 鸡场的温度维持在 1325范围内从而大大降低养鸡成本。 参考文献 (References 120 1 2 3 4 5 6 金江. 如何降低养鸡成本J. 养殖与饲料,2003,2:42-43. 陈丽,朱瑞祥,