对一款多功能智能鸡舍控制系统的研究与设计

翟龙涛　张　胜　刘志远

（德州学院　机电工程学院，山东　德州　253023）



对一款多功能智能鸡舍控制系统的研究与设计

翟龙涛张胜刘志远

（德州学院机电工程学院，山东德州253023）

摘要：本文设计了一款集多种功能于一体的智能鸡舍控制系统。该系统可以对进出鸡舍的管理员衣服上所携带的细菌进行自动检测，自动消毒杀菌，防止病菌进入鸡舍感染鸡群。而且本套系统还具有烟雾检测报警功能，当鸡舍发生火灾时，可通过声光报警和电话报警发出报警声，使户主及时处理。与此同时，本系统还具有自动调温控温功能，可以适时调控鸡舍温度。

关键词：智能鸡舍控制系统；消毒杀菌；火灾报警；调温控温

1　研制背景及意义

目前，鸡舍多采用以人为主的管理方式，人员频繁进出鸡舍，极易携带细菌，感染鸡群。而且现代化的管理方式决定了鸡群的活动范围，一旦鸡舍发生火灾，笼子里的鸡无法逃离火灾区。同时，鸡舍的温湿度难以满足鸡群所需要的条件，当温湿度不达标时，会导致鸡群球虫病的发生和鸡群产蛋率的降低，而一旦发生这种事情，会使得原本就风险大收益小的个体户养殖遭受巨大的财产损失。结合现阶段的养殖模式及存在的问题，本文提出并设计了这款集多种功能于一体的智能鸡舍控制系统，以适应现阶段养殖模式所存在的种种弊端。本系统具有自动消毒杀菌功能，以解决人员携带细菌进入鸡舍感染鸡群的情况；系统的火灾报警功能，防止了鸡舍火势肆意蔓延的事件的发生；自动调温控温功能，可使鸡舍保持一个适宜的温度，提高鸡群的产蛋率，提高户主的养殖收入［1］。

2　系统的主要组成模块

2.1热释电红外传感器

用于对鸡舍管理员进出鸡舍进行检测，以配合紫外线灭菌灯对人员身上所携带的细菌进行消毒杀菌。将热释电红外传感器安装在鸡舍的门口，传感器距离地面约1.5m处，采用单片机对其控制。热释电红外传感器所探测的波长在0.2～20μm范围内，而且几乎是稳定不变的，而人体所辐射的红外线波长的范围为9～10μm，恰好符合热释电红外传感器的探测范围。所以，选用热释电红外传感器作为对人员进出鸡舍的检测元器件。而为了使其灵敏度更加准确，在热释电红外传感器上加一个菲涅尔透镜，利用透镜的特殊光学原理，使热释电所检测的结果更加准确。

2.2紫外线灭菌灯

采用国际顶级高品质紫外C灯管，其具有寿命长、杀毒率高的特点，可对人体所携带的病菌进行消毒杀菌。紫外线灭菌灯的安装位置与人体的高度相适应，在实际生活中，将其安装在鸡舍门口且距离地面约2m处，可最大程度地对人体进行扫描杀毒。

2.3MQ-2烟雾传感器

用于对鸡舍的火灾信息进行检测，当火灾发生时可检测到火灾的信息。MQ-2烟雾传感器是通过检测空气中烟雾的浓度来实现鸡舍火灾监测的，该传感器采用常开常闭的输出模式，将输出的电平信号传给单片机控制中心，进而在单片机的控制下，通过声光报警器发出报警信号。

2.4声光报警器

在MQ-2烟雾传感器检测到异常信号后，经单片机处理后，通过声音和各种紧急光的形式发出警示信号，引起周围人的注意，使管理员对鸡舍的火灾信息及时处理。另外，通过与GSM短信模块的配合使用，可以最大程度地发挥报警功能。

2.5GSM短信模块

该模块具有体积小、性能稳定的特点，而且采用TVS和磁珠保护器件来保护电路。与此同时，该模块可由5V电源供电，而我们所采用的单片机也是5V电压的单片机，可直接对GSM短信模块进行控制，模块的TXD接单片机处理器的RXD和模块的RXD接单片机处理器的TXD来实现GSM模块与单片机的通讯，使用标准的AT命令来实现该模块拨打电话功能，以使管理人员可以及时获取鸡舍火灾信息。

2.6DS18B20温度传感器

由于DS18B20温度传感器采用单总线的通讯方式，检测的范围（-55～125℃）满足鸡舍应保持的温度。并且在使用过程中，不需要任何外围器件就可以进行工作，其工作电压适合单片机对其进行控制。所以，选用DS18B20温度传感器对鸡舍的温度进行检测，将采集的信息经控制中心处理后显示在LCD1602液晶显示屏上，通过与预设的温度进行比较，以确定排气扇的开启与否。

2.7排气扇

主要用来降低鸡舍温度，加快空气流通，使得鸡舍保持一个适宜的温度。通过DS18B20所采集到的信息与预设温度进行比较，确定排气扇是否开启。

3　系统的控制原理示意及说明

智能鸡舍控制系统的控制原理示意图见图1。在正常情况下，鸡舍无人员进出时，紫外线灭菌灯是处于关闭状态的；而当有人进出鸡舍时，会进入热释电的感应范围内，从而热释电传感器的电平会由低电平变为高电平，进而控制紫外线灭菌灯的启动，对人体所携带的细菌进行消毒杀菌。

图1 智能鸡舍控制系统的控制原理示意图

MQ-2烟雾传感器处于24h工作模式，全天的工作模式可以保障火灾信息的准确性和及时性。对于由MQ-2烟雾传感器所控制的声光报警器和GSM短信模块是本功能的执行者，可以将MQ-2所采集到的异常电信号转化为可以被人识别的声光信号和电话信号。

通过DS18B20传感器采集到的信息来确定排气扇的开启与否，研究表明：夏季鸡舍的温度不得超过32℃，当超过32℃时会导致鸡群产蛋率降低和球虫病的发生。所以，将预设温度设置为30℃，当鸡舍温度超过预设温度时，排气扇由关闭状态转变为启动状态。

4　系统的创新点

本设计为一种创新、智能、实用的鸡舍控制系统，其打破了传统意义上对鸡舍的消毒杀菌模式，采取热释电与紫外线灭菌灯的结合来对进出鸡舍的人员进行消毒杀菌，智能化杀菌模式很大程度上降低了人力支出，可降低成本。

声光报警与电话报警双重报警机制，可使鸡舍管理员及时获取鸡舍火灾信息，从而避免了鸡舍火势无限蔓延而无人知晓的情况发生。DS18B20与排气扇的完美结合，可使得鸡舍处于一个温度适宜的环境，加快鸡舍的空气流通，使鸡群处于一个良好的生长坏境。

5　项目推广

在实际应用中，本套系统不仅仅可以应用在鸡舍当中，而且还可以推广在其他养殖类型中，甚至在医疗卫生、食品安全等方面也具有广阔的市场前景。

6　结语

解决养殖户在养殖过程中遇到的种种不利问题尤为重要。针对这些问题，集多功能于一体的智能鸡舍控制系统由此而研发出来，本系统具有操作简单、价格低廉、实用性强等特点，是一款良好的鸡舍控制系统。

参考文献：

［1］段晓红.鸡舍环境控制的研究及推广［D］.兰州：甘肃农业大学，2005.

中图分类号TP274

文献标识码A

文章编号：1003-5168（2016）02-0046-02

收稿日期：2016-01-29

作者简介：翟龙涛（1993-），男，本科，研究方向：新能源开发与利用。

Research and Design of a Multifunctional Intelligent House Control System

Zhai LongtaoZhang ShengLiu Zhiyuan
（School of Mechanical and Electrical Engineering，Dezhou University，Dezhou Shandong 253023）

Abstract:This paper designed a sets a variety of functions in one of the intelligent sheds control system. This system can import and clothes in the coop administrator to carry the bacteria for automatic detection, automatic sterilization,so that prevent bacteria from entering into the hen house to infect chickens.And this system also has the smoke detection alarm function,when a fire occurs in a hen house,through sound and light alarm and telephone alarm sends out alarm sound,to heads of households in a timely manner. At the same time,this system also has automatic temperature regulating and controlling function,which can timely control the temperature.

Keywords:intelligent house control system；sterilization；fire alarm；temperature control