中小规模肉猪猪舍环境监控系统设计(修订稿)

1、本科生毕毕业设计计中小规模模肉猪猪猪舍环境境监控系系统设计计Smalll aand meddiumm-siizedd piigs pigggerry eenviironnmenntall moonittoriing andd coontrrol sysstemm deesiggn学生姓名名*所在专业业电气工程程及其自自动化所在班级级电气10091申请学位位工学学士士指导教师师职称副指导教教师职称答辩时间间20133年 6月 1日目 录录TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc26815 设计总说说明 PAGEREF _Toc26815 I HYPERLINK l _Toc1

2、0458 INTRRODUUCTIIOINN PAGEREF _Toc10458 II HYPERLINK l _Toc23262 第一章 绪论 PAGEREF _Toc23262 11 HYPERLINK l _Toc6471 1.1引引 言言 PAGEREF _Toc6471 1 HYPERLINK l _Toc7775 1.2 研究中中小型规规模养猪猪 PAGEREF _Toc7775 2 HYPERLINK l _Toc21769 1.2.1 发发展现状状 PAGEREF _Toc21769 2 HYPERLINK l _Toc2665 1.2.2 影影响猪成成长的猪猪舍“三度” PA

3、GEREF _Toc2665 3 HYPERLINK l _Toc7330 1.2.3 猪猪舍环境境控制技技术 PAGEREF _Toc7330 4 HYPERLINK l _Toc21402 1.3本本文的结结构 PAGEREF _Toc21402 5 HYPERLINK l _Toc12480 第二章 硬件设设计 PAGEREF _Toc12480 6 HYPERLINK l _Toc21302 2.1 方案选选择论述述 PAGEREF _Toc21302 6 HYPERLINK l _Toc22962 2.2系系统框架架图 PAGEREF _Toc22962 7 HYPERLINK l

4、_Toc5137 2.3单单片机最最小系统统 PAGEREF _Toc5137 8 HYPERLINK l _Toc29998 2.4 AT889S52原原理及简简介 PAGEREF _Toc29998 9 HYPERLINK l _Toc3333 2.5 传感器器采集模模块(DDHT111) PAGEREF _Toc3333 112 HYPERLINK l _Toc27964 2.6显显示电路路 PAGEREF _Toc27964 15 HYPERLINK l _Toc11599 2.7键键盘电路路 PAGEREF _Toc11599 19 HYPERLINK l _Toc27039 2.8

5、 继电器器模块 PAGEREF _Toc27039 220 HYPERLINK l _Toc8966 2.9 蜂鸣器器模块 PAGEREF _Toc8966 221 HYPERLINK l _Toc16380 2.100系统电电源模块块 PAGEREF _Toc16380 21 HYPERLINK l _Toc4363 2.111 程序序烧录模模块 PAGEREF _Toc4363 222 HYPERLINK l _Toc23480 第三章 软件系系统 PAGEREF _Toc23480 244 HYPERLINK l _Toc24849 3.1 原理流流程图 PAGEREF _Toc2484

6、9 224 HYPERLINK l _Toc1050 3.2 按键电电路流程程图 PAGEREF _Toc1050 255 HYPERLINK l _Toc6198 3.3 显示电电路流程程图 PAGEREF _Toc6198 266 HYPERLINK l _Toc24812 3.4 DHTT11数数据采集集流程图图 PAGEREF _Toc24812 26 HYPERLINK l _Toc16796 3.5 主程序序流程图图 PAGEREF _Toc16796 27 HYPERLINK l _Toc20803 第四章 改进措措施和总总结 PAGEREF _Toc20803 288 HYPE

7、RLINK l _Toc9881 鸣 谢谢 PAGEREF _Toc9881 32 HYPERLINK l _Toc3434 参考文献献 PAGEREF _Toc3434 33 HYPERLINK l _Toc2408 附录1：设计实实物图 PAGEREF _Toc2408 334 HYPERLINK l _Toc5447 附录2：系统源源程序 PAGEREF _Toc5447 335 HYPERLINK l _Toc32403 附录3：元器件件清单 PAGEREF _Toc32403 448 HYPERLINK l _Toc13994 附录4：合理构构造猪舍舍环境 PAGEREF _Toc1

8、3994 449设计总说说明 养猪业业是我国国的传统统行业，是是我国畜畜牧业的的主体。在20009年年，从我我国肉类类的消费费结构来来看，猪猪肉消费费占622.5%，而且且我国的的猪肉产产量占到到世界的的65%，我国国的猪肉肉消费量量则占666%。在猪肉肉的进出出口中，我我国每年年的进口口都大于于出口。可见养养猪业在在我国的的地位是是何等重重要。然然而散养养户所生生产的商商品猪占占70%以上，是是我国猪猪肉的保保证。由由此看出出我国是是以中小小规模的的劳动密密集型养养猪模式式为主，一一直是影影响我国国猪价波波动的主主推力量量。在现现今饲料料成本不不断攀高高，猪病病越来越越复杂，猪猪舍环境境优化

9、将将是中小小型养猪猪户节省省成本的的必选环环节。在广东中中小型养养猪户主主要是存存在农村村或偏农农村的区区域。那那么他们们存在哪哪些问题题呢？11、猪舍舍基础设设施落后后，设计计不科学学；2、猪农资资金稀缺缺，抵御御风险的的能力低低 ；33、猪农农的文化化水平低低，科学学意识淡淡薄，过过多的依依赖传统统经验；4、猪猪舍环境境、饲料料、猪生生长等方方面管理理不健全全。在这这些问题题面前下，将将导致我我国中小小型养猪猪户成本本高效益益低的局局面，抗抗风险能能力弱。从上面面的分析析情况，引引出我的的本系统统设计思思想就是是优化猪猪舍环境境，提高高抗风险险能力。面对猪猪农的文文化水平平低，难难以操作作

10、高技术术的设备备，因此此本系统更加加讲究实实用和易易操作性性。本设计是是基于551单片片机的中中小规模模肉猪猪猪舍环境境监控系系统，主主要针对对猪舍环环境里温温度和湿湿度两个个重要量量进行检检测，通通过单片片机进行行数据分分析处理理，控制制猪舍里里的风机机、喷雾雾装置、热冷水水的循环环系统来来控制猪猪舍环境境。它具具备对猪猪舍温湿湿度实现现实时的的采集、显示、温湿度度上下限限设置、越限报报警、和和越限启启动设备备等功能能。通过过对温湿湿度采集集，处理理采集的的数据，控控制调节节温湿度度设备来来实现对对猪舍的的自动化化控制，而而大大优优化猪舍舍环境和和节省人人力物力力和生产产成本。讲究实实用和易

11、易操作性性大前提提下，实实现本系系统的自自动化控控制。本系统有与与上位机机PC机机通信的的接口，可以实现与PC机通信，但本系统在现实使用中将削弱这个功能。本系统由由单片机机和它的的各个功功能模块块构成。系统有有DHTT11数数字温湿湿度传感感器构成成数据采采集模块块，单片片机ATT89SS52的的中央处处理模块块，LCCD16602构构成的显显示模块块和四路路光电耦耦合的继继电器模模块等。硬件设计计中，温温湿度数数据采集集中采用用了DHHT111数字温温湿度传传感器。数字传传感器的的使用，使使数据采采集变得得简单。显示模模块采用用LCDD16002显示示器，由由单片机机系统供供电驱动动，分别别

12、显示温温湿度数数据。蜂鸣器器模块采采用有源源蜂鸣器器，实现现越限报报警；继继电器模模块将采采用光电电隔离技技术，使使得系统统不受猪猪舍内的的大型设设备影响响。软件设计计过程中中，单片片机根据据数字传传感器编编写温湿湿度采集集子程序序；通过过LCDD16002显示示器静态态显示88位温湿湿度数据据，其中中温湿度度都是显显示两位位数据；通过IIO低电电平驱动动继电器器和蜂鸣鸣器；通通过四个个按键实实现对上上下限的的设定。关键词：MCUU；自动控控制；猪猪舍环境境优化；肉猪生生长intrroduuctiionPig inddusttry is a ttradditiionaal iinduustrr

13、y, is thee suubjeect of ourr liivesstocck iinduustrry. In 20009, Chiinas mmeatt coonsuumpttionn frrom a sstruuctuurall poointt off viiew, poork connsummptiion acccounntedd foor 662.55%, andd thhe ccounntryys porrk pprodducttionn acccouuntss foor 665% of thee woorldd, CChinnass poork connsummptiion a

14、cccounntedd foor 666%. Onn poork impportts aand expportts, Chiinas aannuual impportts aare greeateer tthann exxporrts. Shhowss thhe sstattus of thee piig iinduustrry iin oour couuntrry hhow impporttantt itt iss. HHoweeverr, bbackkyarrd ffarmmerss prroduucedd moore thaan 770% of commmerrciaal ppigss,

15、 pporkk iss ouur gguarranttee. Thhis shoows thaat oour couuntrry iis bbaseed oon ssmalll-sscalle, labbor-inttenssivee piig mmodeel-bbaseed, hass beeen thee immpacct oof pporkk prricee fllucttuattionns mmainn puush forrce. Inn toodayys feeed ccostts aare connstaantlly rrisiing, moore andd moore commp

16、leex sswinne, pigg ennvirronmmentt wiill opttimiize cosst ssaviingss foor ssmalll aand meddiumm piig ffarmmerss wiill chooosee liink.Smalll ppig farrmerrs iin GGuanngdoong maiinlyy exxistts iin rruraal aareaas oor rruraal bbiass. WWhatt prrobllemss doo thhey exiist? 1, piig ppoorr innfraastrructture

17、e, ddesiign unsscieentiificc; 22, ppig farrmerrs mmoneey sscarrce, loow ccapaacitty tto rresiist rissks; 3, thhe llow cullturral levvel of pigg faarmeers, sccienntiffic connsciioussnesss, exccesssivee deepenndennce on traadittionnal expperiiencce; 4, pigggerry eenviironnmennt , feeed, piig ggrowwth

18、andd ottherr asspeccts of mannageemennt iis nnot perrfecct. In thee faace of theese proobleems, thhe ccausses of thee hiigh cosst oof ssmalll ppig farrmerrs iin llow effficiienccy ssituuatiion, weeak antti-rriskk abbiliity. Frrom thee abbovee annalyysiss off thhe ssituuatiion, leeadss too myy iddea

19、is to opttimiize thee syysteem ddesiign piggstyy ennvirronmmentt, iimprrovee thhe aabillityy too reesisst rriskks. Pigg faarmeers facce tthe cullturral levvel is loww, ddiffficuult to opeeratte hhighh-teech equuipmmentt, sso tthe sysstemm iss moore verry ppraccticcal andd eaasy manneuvveraabillityy.

20、The dessignn iss baasedd MCCU 551 ssmalll aand meddiumm sccalee hoog bbarnns eenviironnmenntall moonittoriing sysstemms, maiinlyy foor tthe barrn eenviironnmennt ttempperaaturre aand hummidiity aree twwo iimpoortaant cappaciity to dettectt, tthrooughh thhe MMCU forr daata anaalyssis andd prroceessii

21、ng, coontrrol piggstyy faan, sprray devvicee, hhot watter cirrcullatiion sysstemm too coontrrol pigg hoousee. IIt hhas reaal-ttimee teempeeratturee annd hhumiiditty oon tthe pigg accquiisittionn, ddispplayy, ttempperaaturre aand hummidiity sett uppperr annd lloweer llimiits, liimitt allarmm, aand th

22、ee moore limmiteed tthe booot ddeviice funnctiionss. TTempperaaturre aand hummidiity thrrouggh tthe colllecctioon, proocesssinng tthe colllecctedd daata, reegullatee teempeeratturee annd hhumiiditty cconttroll eqquippmennt tto aachiievee auutommatiic cconttroll piig, pigg grreattly opttimiize thee e

23、nnvirronmmentt annd ssavee maanpoowerr annd rresoourcces andd prroduuctiion cossts. Veery praactiicall annd eeasyy too opperaate undder thee prremiise, too acchieeve auttomaaticc coontrrol of thee syysteem. Thiis ssysttem hass thhe PPC ccommmuniicattionn wiith thee hoost commputter intterffacee, yyo

24、u cann coommuuniccatee wiith thee PCC, bbut in reaalitty, thiis ssysttem willl bbe wweakkeneed uusinng tthiss feeatuure.The sysstemm coonsiistss off miicrooconntroolleer aand itss vaarioous funnctiionaal mmoduuless. SSysttem hass DHHT111 diigittal temmperratuure andd huumiddityy seensoor ccompposiit

25、ioon ddataa accquiisittionn moodulle, sinnglee-chhip AT889S552 tthe cenntraal pproccesssingg moodulle, LCDD16002 ddispplayy coonsiistiing of fouur mmoduuless annd ooptoo-cooupller rellay moddulee.Harddwarre ddesiign, teempeeratturee annd hhumiiditty ddataa accquiisittionn ussingg a DHTT11 diggitaal

26、ttempperaaturre aand hummidiity sennsorrs. Diggitaal ssenssorss ussed to makke ddataa coolleectiion eassierr. DDispplayy moodulle uusinng LLCD116022 diispllay, poowerred by a ssinggle-chiip ssysttem driive, whhichh shhow thee teempeeratturee annd hhumiiditty ddataa. BBuzzzer moddulee usses acttivee

27、buuzzeer, to achhievve mmoree allarmm; rrelaay mmoduule witth ooptiicall issolaatioon ttechhnollogyy, mmakiing thee syysteem ffromm wiithiin tthe larrge equuipmmentt baarn imppactt.Softtwarre ddesiign proocesss, miccrocconttrolllerr baasedd diigittal temmperratuure andd huumiddityy seensoor ppreppar

28、eed aacquuisiitioon ssubrrouttinee; tthrooughh thhe LLCD116022 diispllay staaticc diispllay 8 ttempperaaturre aand hummidiity datta, wheere temmperratuure andd huumiddityy arre ddispplayyed twoo daata; thhrouugh IO loww drrivee reelayy annd bbuzzzer; thhrouugh fouur bbutttonss too acchieeve thee upp

29、perr annd lloweer llimiits sett.KEYWWORDDS:MMCU; auutommatiic cconttroll; ppigggeryy ennvirronmmenttal opttimiizattionn;piigs groow中小规模模肉猪猪猪舍环境境监控系系统设计计电气工程程及其自自动化，2200991166311114，黄黄小军指导教师师：赵桂桂艳第一章 绪论1.1 引引 言言养殖环境境的自动动控制是是利用现现今一系系列的先先进设备备使用，为为牲畜提提供一个个适合生生长、繁繁育的生生活环境境。它是是我们养养殖业走走向现代代化、规规模化、集约化化的重要要一

30、环。 随着着我国养养殖业规规模化、集约化化发展，我我国养猪猪业的环环境问题题也是越越来越受受到重视视。世界界各国的的养猪业业生产实实践和科科学研究究表明：猪的生生长、繁繁殖受到到猪舍空空气环境境影响。而现代代化养猪猪业的发发展方向向是自动动设备化化，它以以科学技技术进步步为依托托，以提提高劳动动效率和和畜禽生生产力水水平为方方向，以以在有效效保持生生态环境境的前提提下追求求最大经经济效益益为目标标。因为为猪舍在在设备自自动控制制实现自自动调节节温度、光照、气流等等环境条条件，受受外界和和季节的的影响较较小，因因此一年年四季都都不断地地有计划划地连续续生产，能能达到顺顺利出产产。养猪猪业生产产环

31、境因因索包括括以下内内容：物理因因素：主主要指空空气温度度、湿度度、气流流速度、气压、光照、噪音等等。化学因因素：主主要指空空气各种种气体成成分，如如、及畜禽禽舍内的的有害气气体如、等。由由此可见见，猪舍舍的环境境控制主主要是控控制以下下内容：通风换换气，保保持温度度，调节节湿度和和控制光光照等等等。在大量事事实数据据的基础础上，确确定肉猪猪猪舍的的环境要要求，对对肉猪猪猪舍温湿湿度环境境自动控控制系统统设计是是非常必必要的。进而确确定肉猪猪猪舍温温湿度环环境自动动控制系系统的硬硬件组成成，采用用DHTT11温温湿度传传感器进进行温度度和湿度度的检测测、ATT89SS52单单片机进进行控制制、

32、LCCD16602进进行温湿湿度显示示、带光电耦耦合的继电器器对设备备控制等等。将完完成温湿湿度检测测、温湿湿度上下下限设置置和按键键显示装装置的硬硬件制作作。软件件开发过过程中使使用单片片机仿真真器进行行软件仿仿真，软软件程序序全部采采用C语言模块块化进行行编程。本控制系系统根据据肉猪适适宜的环环境参数数与实时时环境检检测值做做对比，进进而对调调节系统统发出相相应的指指令，启启动相应应的调节节设备如如抽风机机、喷雾雾装置、热冷水水的循环环系统等等。从而而实现猪猪舍环境境的恒定定化，减减少不利利的环境境因素对对猪生长长的影响，促促进肉猪猪的茁壮壮成才，按按时出栏栏。让中中小型规模的的肉猪猪猪舍

33、也能能实现高高效节能能的工厂厂化生产产。1.2 研研究中小小型规模模养猪1.2.1 发发展现状状 我国是是世界第第一养猪猪大国。借鉴发发达国家家养猪业业的经验验，我国大大规模的的工厂化化养殖在在经历220余年年的发展展，取得得了很大大成绩。工厂化化养殖无无论从产产业发展展规模，技技术进步步等方面面，对实现现养畜产产业化起起到十分分积极的的作用，成成为引导导我国养养猪产业业技术进进步，提提升产业业水平和和满足人人们肉食食品需求求的龙头头和基础础。但我我国农村村面积大大，农业业人口众众多，农农民历来来有养猪猪的习惯惯。在我我国养猪猪生产格格局中，无无论饲养养户数，年年度出栏栏猪头数数，中小小规模养

34、养殖都占占有重要要地位。20006年广广东省的的统计资资料也说说明了这这一点：20006年广广东省全全省生猪猪出栏量量为36662万万头其其中3 0000头以下下中小规规模养殖殖占355。万万头以上上猪场仅仅占122。随着农农村经济济结构以以及产业业化发展展格局的的调整，农村散散户数量量肯定会会逐渐减减少。这也是是世界生生产格局局变化的的一个显显著特点点。即大中中型猪场场不断增增加，小型猪猪场不断断减少。但我国国在相当当长的时时间内，中中小规模模养殖这这样的生生产方式式仍将延延续，这这是我国国养猪生生产的基基本特点点。也是是养猪产产业化发发展必须须关注的的一个方方面。 我国农农村人口口众多，广

35、广大农民民就业能能力相对对较低，养养猪在农农村发展展中具有有独特的的地位与与作用。农村养养猪深长长的发展展和产业业化步伐伐有很好好的前景景，在经经济发展展总的形形势下，农农村养猪猪生产也也将得到到进一步步发展。但随着着我国中中小规模模化猪场场数量的的激增，给给我国养养猪行业业带来新新的活力力。但是是中小规规模的养养猪生产产的风险险性、艰艰难性、不稳定定性、盲盲目性非非常突出出。当前前很多中中小规模模猪场因因地理条条件、资资金限制制、部分分从业者者缺乏责责任意识识等因素素，致使使其在生生产过程程中普遍遍存在猪猪场规划划设计不不合理、防疫消消毒措施施不规范范、专业业技术不不足、生生产不规规范、滥滥

36、用药物物与激素素现象严严重等突突出问题题，导致致生猪疫疫病防控控困难和和猪肉产产品质量量不安全全。这些些都使得得我们中中小规模模猪场承承受不起起高风险险，往往往在一轮轮猪价低低潮时而而退出市市场或者者在高致致病性的的猪病肆肆虐下破破产。 我国中中小规模模猪场普普遍存在在的问题题：1、猪舍建建设不合合理不科科学。没没法做到到夏天降降温冬天天保温，处处理不好好猪舍环环境，导导致病菌菌交叉感感染；22、养猪猪户养殖殖技术薄薄弱。这这些猪场场没有专专职兽医医，养殖殖户既是是饲养员员又是兽兽医，往往往是经经验主义义。疫病病防治、猪舍消消毒等问问题突出出，由于于不健全全不规范范的防疫疫消毒措措施，导导致中

37、小小规模养养猪场在在疾病爆爆发时，往往往最容容易受到到冲击。3、环环境污染染严重。这些中中小规模模猪场最最突出的的问题是是粪污导导致的环环境污染染。 我们中中小规模模猪场在在面对各各类制约约生产的的因素时时，如何何从高风风险中合合理降低低成本，提提高自身身生产力力？猪舍舍环境的的优化将将是我们们中小规规模猪场场必须重重视的一一个环节节。其实实随着养养猪业的的不断发发展，猪猪舍的环环境问题题越来越越受到人人们的关关注。国国内外对对如何将将工程技技术应用用于猪舍舍建筑、通风、温湿度度控制、空气质质量改善善、粪污污的处理理等做了了大量的的研究。20世世纪 550 年年代以来来，美国国、丹麦麦、德国国

38、等发达达国家工工厂化养养猪模式式发展迅迅速，形形成了一一整套养养猪工艺艺、配套套设施及及饲养管管理技术术。700 年代代以来，中中国的养养猪业也也逐渐由由传统的的小规模模生产向向集约化化、工厂厂化生产产转变，促促进了我我国生猪猪饲养水水平的提提高。所所以在这这个发展展的前提提下，我我们中小小规模猪猪场的猪猪舍环境境控制自自动化和和设备化化是我们们养猪户户生产合合理化的的重要武武器。1.2.2 影影响猪成成长的猪猪舍“三度” 温度：对猪的的生长需需要适宜宜的环境境，过冷冷和过热热的温度度条件，喂喂饲效率率都要下下降。对对于育肥肥后期的的大猪尤尤其如此此。在较较好的饲饲养管理理条件下下，当温温度处

39、于于0330之间时时，猪的的每kgg增重所所需饲料料低于55kg，但但在这个个温度范范围以外外，则每每kg增增重的饲饲料需要要量明显显的增加加。喂饲饲效益最最高(即即料肉比比低)的的理想温温度是55255。图1-11 育肥肥猪每kkg增重重所需饲饲料量受受温度影影响曲线线 从图图上可以以看出，在在0以下的的环境里里，猪的的饲料需需要量随随温度的的降低增增加12倍，也也就是饲饲料的转转换率降降低12倍。 湿度：猪舍湿湿度主要要来源于于猪体表表和呼吸吸道蒸发发的水汽汽，舍内内饲养管管理用水水、粪尿尿蒸发的的水汽，进进入猪舍舍的外界界空气所所含的水水汽等。猪舍湿湿度因生生产工艺艺、饲养养管理方方式、

40、猪猪舍类别别等不同同，差异异很大。无论是是幼猪还还是成年年猪，当当其所处处的环境境温度是是在较佳佳范围之之内时，舍舍内空气气的相对对湿度对对猪的生生产性能能基本无无影响。试验表表明，若若温度适适宜，相相对湿度度从 445%变变到955%，猪猪的增重重无异常常。这时时，常出出于其他他的考虑虑，来限限制相对对湿度。例如，考考虑到相相对湿度度过低时时 HYPERLINK /forum-48-1.html 猪舍内容容易飘浮浮灰尘，过过低的相相对湿度度还对猪猪的黏膜膜和抗病病力不利利;相对对湿度过过高会使使病原体体易于繁繁殖，也也会降低低猪舍建建筑结构构和舍内内设备的的寿命。所以就就算是处处于较佳佳温度

41、范范围内，舍舍内空气气的相对对湿度也也不应过过低或过过高。当舍内环环境温度度较低时时，相对对湿度大大，会使使猪增加加寒冷感感。这是是由于猪猪的毛、皮吸附附了潮湿湿空气中中的水分分后，导导热性增增大，使使猪体散散热量增增大。同同时，随随着通风风换气，使使蕴含于于水汽中中的大量量潜热流流失到舍舍外，降降低了舍舍温。因因此较低低舍温时时，相对对湿度大大，会影影响猪的的生产性性能，这这一点对对幼猪更更为敏感感。当舍舍内环境境温度较较高时，舍舍内相对对湿度大大，同样样也会影影响猪的的生产性性能。猪猪原本适适应湿度度变化的的能力较较强，即即使相对对湿度超超过855%对生生长性能能影响也也不大，但但高温下下

42、的高湿湿，会妨妨碍猪的的蒸发散散热，从从而加剧剧了高温温的危害害。如果果温度超超过适宜宜温度，相相对湿度度从400%升高高到700%，便便会减缓缓猪的增增重。这这一点成成年猪更更为敏感感，因为为成年猪猪的适宜宜生长温温度比仔仔猪要低低。综合合考虑，适适宜猪生生活的相相对湿度度为600%880%。在某些些地区或或季节，舍舍内相对对湿度偏偏高而无无法降低低时，应应采取措措施增加加或降低低舍温及及作好卫卫生防疫疫工作，这这样也能能确保猪猪只的正正常生产产。空气的清清洁度：指猪舍舍内空气气中对猪猪有害污污染物的的含量。空气污污染物包包括有害害气体、沉埃与与微生物物。有害气气体主要要指猪呼呼吸、粪粪尿、

43、饲饲垫革腐腐败分解解产生NNH3、H2SS、C002、CO等。猪舍尘尘埃是微微生物的的载体，通通风不良良或经常常不透阳阳光，尘尘埃更能能促进各各种微生生物的繁繁殖。若若不及时时清除污污物，避避免尘埃埃飞扬，保保持合理理通风换换气和定定期消毒毒，势必必引起细细菌性传传染病的的发生。这里特特别强调调的是猪猪舍内空空气里的的氨气。 猪舍舍内的氨氨气来源源主要分分为两种种：一种种胃肠道道内的氨氨，来源源于粪尿尿、肠胃胃消化物物等，尿尿氮主要要是以尿尿素形式式存在，很很容易被被脲酶水水解，催催化生成成氨气和和二氧化化碳。粪粪氮主要要是以有有机物形形式存在在，不容容易分解解，但也也是氨气气形成过过程中氮氮

44、的一个个来源。另一种种是舍内内环境氨氨，是通通过堆积积的粪尿尿、饲料料残渣和和垫草等等有机物物腐败分分解而产产生的。在垫料料潮湿、酸碱度度适宜和和温度高高、粪便便多而有有相当空空气的情情况下，氨氨气产生生更快。畜禽舍舍中氨气气的含量量取决于于舍内温温度、饲饲养密度度、通风风情况、地面结结构、饲饲养管理理水平、粪污清清除等。由于氨氨是高度度溶于水水的，所所以在高高湿空气气中氨的的浓度相相对较高高。 氨气气的危害害：、氨能引引起黏膜膜细胞快快速生长长和代谢谢，这就就会造成成氧和能能量的需需要增高高，同时时氨的解解毒过程程是一个个高度耗耗能的过过程，因因此动物物用于生生长和生生产的能能量就相相应减少

45、少，从而而影响动动物的生生长性能能；、猪舍内内的氨气气通过呼呼吸道吸吸入后，经经肺泡进进入血液液，与血血红蛋白白结合，使使血红素素变为正正铁血红红素，降降低血红红蛋白的的携氧能能力、血血液碱储储和血红红素的氧氧化性能能，从而而出现贫贫血和组组织缺氧氧，降低低机体对对疾病的的抵抗力力。、氨气是是公认的的应激源源，是动动物圈舍舍内最有有害的气气体之一一。氨的的水溶液液呈碱性性，对黏黏膜有刺刺激性，严严重时可可发生碱碱灼伤，故故可引起起眼睛流流泪、灼灼痛，角角膜和结结膜发炎炎，视觉觉障碍。、许多经经滴鼻、点眼和和喷雾等等途径进进行免疫疫接种的的疫苗都都是首先先侵入呼呼吸道上上皮细胞胞，刺激激机体产产

46、生免疫疫应答。当氨气气浓度过过高时能能够损坏坏该类细细胞的作作用。、氨对于于养殖人人员的影影响很大大，对于于一些人人来说，就就算4g/kkg的浓浓度也会会引起眼眼睛受刺刺激，225g/kkg则会会刺激软软组织。1.2.3 猪舍舍环境控控制技术术20世纪纪70年年代，美美国、英英国、日日本等国国把计算算机技术术应用于于畜禽养养殖业，取取得了另另人瞩目目的效果果。现己己发展到到工厂化化养猪、养鸡、养肉羊羊和养奶奶牛等领领域。韩韩国养猪猪场的喂喂料、饮饮水、控控温换气气全部由由电脑自自动控制制。美国国的养猪猪场绝大大部分采采用集约约化管理理，猪舍舍小环境境由电脑脑控制机机械通风风、电热热供暖、自动水

47、水帘降温温等。自动饮饮水系统统不仅保保证猪随随时喝到到清洁饮饮水，而而且在必必要时可可向饮水水内添加加药物。而我国国猪舍环环境自动动控制水水平还比比较低，所所采用的的都是单单因素控控制，如如温度控控制、光光照控制制、通风风换气控控制等。近年来来，随着着技术的的不断发发展，也也初步实实现了畜畜禽舍环环境的智智能化控控制。、通风风换气技技术：通通风换气气是猪舍舍内环境境控制的的一个重重要手段段，其目目的是：在气温温高的情情况下，通通过空气气流动使使猪感到到舒适，以以缓和高高温对猪猪的不良良影响；在猪舍舍密闭情情况下，引引进舍外外新鲜空空气，排排除舍内内污浊空空气，以以改善舍舍内空气气环境质质量。、

48、降温温技术：通风降降温也是是一种有有效的降降温方法法。夏季季自然通通风的气气流速度度较低，往往往要采采用机械械通风来来形成较较强气流流，进行行降温；冷水降降温是利利用远低低于舍内内气温的的冷水，使使之与空空气充分分接触而而进行热热交换，从从而降低低舍内空空气温度度的降温温方法；蒸发是是适用于于猪舍的的一种降降温方式式。水蒸蒸发时要要从周围围空气中中吸收大大量蒸发发潜热，从从而降低低气温；、加温温技术：热水采采暖是以以水为热热媒的采采暖系统统；热风风采暖是是利用热热源将空空气加热热到要求求的温度度，然后后用风机机将热空空气送入入采暖间间；出于于满足同同一猪舍舍内不同同年龄猪猪对环境境温度的的不同

49、要要求，或或节能的的目的，可可应用局局部采暖暖设备。例如加加热地板板、红外外线灯、保育栏栏、沼气气灯等等等。1.3本本文的结结构本文以中中小规模模肉猪猪猪舍环境境监控系系统的制制作作为为应用背背景，对对传感器器、单片片机及其其接口、环境控控制等技技术进行行了分析析。全文文共分为为四章，各各章的主主要内容容如下：第一章 介绍绍了中小小规模肉肉猪猪舍舍的发展展现状、环境控控制与相相关研究究背景；第二章 论证了了系统方方案，包包括对各各方案的的阐述，各各种优缺缺点的比比较，属属于理论论分析部分；通过对对各种芯芯片的介介绍以及及对电路路功能的的分析，对对系统硬硬件进行行了描述，给给出了单单片机的的的控

50、制制方案；第三章 介绍绍了系统统软件流流程；第四章 对整整个设计计做了总总结，归归纳存在在的问题题和进一一步研究究的方向向。第二章 硬件设计计2.1 方案选选择论述述目前，国国内猪舍舍环境智智能控制制系统一一般分为为基于可可编程逻逻辑控制制器（PLCC）的控制制系统、基于工工控机（IPC）的控制系统、基于PC机的控制系统和基于单个单片机的控制系统。基于PLLC的猪猪舍控制制系统由由上位机机、PLLC、数数据采集集单元即即执行机机构所组组成。PPLC主主要用于于动态、实时监监测猪舍舍内外环环境因子子的变化化，根据据生猪生生长的要要求对参参数进行行匹配，同同时完成成与上位位机的通通信。PPLC是是

51、一种通通用的自自动控制制装置，它它将传统统的继电电器控制制技术、计算机机技术和和通信技技术融为为一体，具具有控制制能力强强、操作作灵活方方便、可可靠性高高、适宜宜长期连连续工作作的特点点。但是是使用PPLC控控制作为为控制器器投资较较大，价价格高，不不利于市市场的推推广。基于工业业控制机机（IPPC）的的猪舍控控制系统统是由工工控机、各种传传感器及及执行机机构组成成的多输输入、多多输出的的闭环控控制系统统。工控控机基本本都配备备了各种种接口板板，采集集、控制制和通信信功能都都由其来来完成，所所以此类类系统能能对猪舍舍各参数数和变量量进行有有效控制制。以工工控机为为核心的的系统硬硬件开发发量小，

52、软软件组态态方便，需需要的硬硬件和软软件都能能从市场场上买到到。此外，IIPC具具有标准准通信接接口，为为猪舍的的群控和和网络化化的实现现提供了了方便。其缺点点是IPPC及相相应的组组态软件件都需要要购买，成成本较高高。猪舍舍系统中中的所有有输入、输出功功能都由由IPCC集中控控制，造造成危险险过于集集中，一一旦工控控机发生生故障将将会使整整个系统统瘫痪。同时，布布线复杂杂，维护护也较为为困难。基于PCC机的控控制系统统中猪舍舍控制器器的结构构主要是是以PCC机作为为主控计算算机又作作为下位位机，从从数据采采集到算算法控制制都由PPC机完完成。以以这种方方式开发发的系统统，所有有的性能能都集中

53、中在PCC机上，PPC机系系统一旦旦出现故故障，整整个系统统就会失失控。由由于猪舍舍控制系系统中环环境的噪噪声较大大、环境境较恶劣劣，单一一的PCC机控制制系统已已难以达达到预期期的控制制效果。基于单个个单片机机的控制制系统中中猪舍控控制器的的结构主主要是以以单片机机（MCCU）为为主控板板，一般般以MCCS-51系列列为基础础，采用用8位CPUU从数据据采集到到算法控控制都由由单片机机完成。以这种种方式开开发的系系统所有有的性能能都集中中在单片片机，单单片机系系统一旦旦出现故故障，整整个系统统就会失失控。总总的来说说，此类类控制方方式的优优点是能能够实现现全局管管，操作作简单，价价格低廉廉；

54、缺点点是布线线复杂，可可靠性差差，故障障率高；而且信信号的输输入、输输出一般般都足模模拟量或或开关量量，自动动化程度度较低。通过分析析以上各各类控制制系统，在在结合我我设计面面向的是是中小规规模养猪猪户，他他们的文文化水平平低，科科学意识识淡薄。基于实实事求是是的原则则，我选选择价格格低廉、操作简简单、能能实现全全局控制制的单片片机系统统来做这这个设计计。2.2系系统框架架图键 盘 显 示单 片 机 肉 猪 猪 舍传感器检测模块继电器和执行模块 图2-1 系统统框架图图传感器检检测模块块：主要要由温度度、湿度度、氨气气浓度传传感器构构成；中央处理理系统：主要由由键盘显显示、单单片机AAT899

55、S522构成、上位机机PC机机的通讯讯构成；执行模块块：继电电器、抽抽风机、喷雾装装置、湿湿帘、冷冷热水管管道循环环系统等等构成；中小规模模肉猪猪猪舍环境境监控系系统把传传感器采采集的环环境参数数（温度度、湿度度、氨气气浓度等等）测量量值，直直接通过过连接线线将这些些数字信信号传到到单片机机AT998S552。结结合相应应的上下下限给定定值，依依据控制制方案，输输出控制制信号，驱驱动带光电耦耦合的继电器器，从而而控制执执行装置置（风机机、湿帘帘、喷淋淋装置等等）动作作。此外外，本系统也能够实实现远程程监控。由于考考虑到本本系统使使用者的的文化层层次较低低，设计计时这系系统也将将省略与与上位机机

56、PC机的通讯部部分。从从实事求求是的制制作角度度出发，本本设计的的作品将将省略氨氨气检测测部分。2.3单单片机最最小系统统图2-22 单片机机的最小小系统实实物图本单片机机的最小小系统可可用资源源 (1)、引出所所有400针引脚脚，并引引出电源源VCCC和GNND。 (2)、同时兼兼容ATT，STCC，AVRR系列单单片机。 (3)、板上设设计LCCD16602和和LCDD128864液液晶接口口，并带带背光调调节。 (4)、双串口口引出，普普通串口口及简易易串口均均支持下下载及通通信。 (5)、LCDD16002与NNOKIIA51110接接口复用用。 (6)、USBB及外接接电源双双供电。

57、 (7)、活动晶晶振插槽槽，可按按需求自自行更换换晶振。 (8)、8路彩彩色LEED已上上拉，可可通过跳跳线断开开与IOO口连接接。 (9)、P0口口已经上上拉，可可直接驱驱动外部部电路。 (10)、板载载MAXX2322串口芯芯片，并并可插拔拔。 (11)、引出出ISPP下载线线接口，可可通过多多种方式式下载程程序。 (12)、双复复位电路路设计。本设计采采用了 AT889S552单片片机，即即可利用用RS-2322串口进进行通信信，同时时也可利利用该串串口下载载单片机机程序。2.4 AT889S52原原理及简简介AT899S522单片机机是ATTMELL公司新新近推出出的高档档型ATT89

58、SS系列单单片机中中的增强强型产品品。ATTMELL公司是是美国220世纪纪80年年代中期期成立并并发展起起来的半半导体公公司。该该公司的的技术优优势在于于推出FFlassh存储储器技术术和高质质量、高高可靠性性的生产产技术，它它率先将将独特的的Flaash存存储技术术注入于于单片机机产品中中。其推推出的AAT899系列单单片机，在在世界电电子技术术行业中中引起了了极大的的反响，在在国内也也受到广广大用户户欢迎。AT889S552是一一个低功功耗,高高性能CCMOSS 8位位单片机机，片内内含8kk Byytess ISSP(IIn-ssysttem proograammaablee)的可可反

59、复擦擦写10000次次的Fllashh只读程程序存储储器。器器件采用用ATMMEL公公司的高高密度、非易失失性存储储技术制制造，兼兼容标准准MCSS-511指令系系统及880C551引脚脚结构。芯片内内集成了了通用88位中央央处理器器和ISSP FFlassh存储储单元，功功能强大大的微型型计算机机的ATT89SS52可可为许多多嵌入式式控制应应用系统统提供高高性价比比的解决决方案。AT889S552具有有如下特特点：440个引引脚，88k BBytees FFlassh片内内程序存存储器，2256 byttes的的随机存存取数据据存储器器（RAAM），332个外外部双向向输入/输出（II/O

60、）口口，5个个中断优优先级22层中断断嵌套中中断，33个166位可编编程定时时计数器器，2个个全双工工串行通通信口，看看门狗（WWDT）电电路，片片内时钟钟振荡器器。此外，AAT899S522设计和和配置了了振荡频频率可为为0Hzz，并可可通过软软件设置置省电模模式。空空闲模式式下，CCPU暂暂停工作作，而RRAM定定时计数数器、串串行口、外中断断系统可可继续工工作，掉掉电模式式冻结振振荡器而而保存RRAM的的数据，停停止芯片片其它功功能直至至外中断断激活或或硬件复复位。同同时该芯芯片还具具有PDDIP、TQFFP和PPLCCC等三种种封装形形式，以以适应不不同产品品的需求求。主要功能能特性见