试析基于虚拟仪器的畜禽舍环境监控系统研究

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1、河北农业大学硕士学位论文基于虚拟仪器的畜禽舍环境监控系统研究姓名：刘金华申请学位级别：硕士专业：农业机械化工程指导教师：杨世凤2003.5.1摘要畜禽舍是动物活动的场所，保证舍内适宜的环境状态对于动物充分发挥生产潜力，降低饲料消耗非常重要。与国外发达国家相比，我国的畜禽业生产水平还比较落后，畜禽舍环境问题是导致这一现状的重要因素。为了解决环境多变对畜禽生产造成的负面影响，近年来，我国的畜禽舍在采用密闭方式进行饲养的同时，采用了像纵向通风、夏季湿帘降温等一系列先进环境控制技术，为畜禽舍的环境调控提供了物质保障

2、。但从管理的角度看，在畜禽舍的环境调控中，环境因素之间缺乏必要的联系，且多数控制系统必须由饲养管理人员手动操作或机电式操作，自动化水平低，难以适应现代化管理的要求。本文采用虚拟仪器技术，将传感器技术、仪器技术和计算机技术结合起来，进行了畜禽舍环境监测控制系统的硬件及软件设计。硬件上采用温度传感器、湿度传感器和气体传感器检测各环境参数，实现了环境参数的自动采集；利用智能控制技术控制风机、水泵的启停，实现了畜禽舍环境的智能调节。软件上基于LabWindows／CVl虑拟仪器开发平台，采用模块化设计方法，实现了采

3、集信号的实时显示、数据的正确处理、控制信号的准确输出，同时应用最小二乘法对环境参数进行拟合从而实现了环境参数曲线的自动绘制。本系统采用模糊控制算法。模糊控制不要求被控对象的精确的数学模型，是一种非线性控制，系统的鲁棒性好，对系统的参数变化不敏感。该算法易于实现，实验量小，并可达到良好的控制效果。整个系统具有界面友好、操作方便、功能齐全等优点，试验调试结果表明研制基于虚拟仪器的畜禽舍环境监测控制系统，可增加环境监测控制的稳定性，大大改善畜禽舍中的环境状况，降低了管理人员与饲养人员的劳动强度。可广泛应用于大型现

4、代化畜禽养殖场，具有较高的推广应用价值。关键词：畜禽舍；虚拟仪器；自动采集；模糊控制：LabWindows／CVl独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外。论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得立!亘2逝些2婚其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我～同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：支J金华签字目期：沙哆年‘月／锢学位论文版权使用授权书本

5、学位论文作者完全了解关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权溷§逊盛可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：刘金华签字日期：弘，，年∥月，口日导师签名：搦慢凤签字日期：20哆年f月，D日河北农业大学硕士学位论文基于虚拟仪器的畜禽台环境监控系统研究引言畜牧业历来是国民经济的一个重要组成部分，是人类赖以生存和发展的基础

6、产业，尤其随着人类物质生活的提高和膳食结构的变化，对畜产品的数量质量需求将不断提高，肉、蛋、奶等高蛋白畜禽产品在饮食结构中逐步趋于主导地位。在畜禽业的发展中，环境因素对畜禽生产的重要作用已为国内外大量的科学实验和生产实践所证实。制约畜禽生产主要包括四大要素：品种、饲料、疫病和环境，其中环境因素所起的作用约占20～30％，且随着规模化、集约化程度的提高，环境因素所起的制约作用也会随之增大。对于大型集约化畜禽养殖业，恶劣的环境条件将使畜禽的生产能力下降，发病率和死亡率上升。影响畜禽的环境因素包括温度、湿度、有害

7、气体浓度、光照度，通风方式等。现代化的畜禽舍环境控制技术，是促进畜禽生产实现优质、高产的基本条件和关键手段之一。通过综合应用生物工程技术和计算机技术，为畜禽生产提供适宜的环境条件，以便充分发挥畜禽的生产潜力，提高生产效率。八十年代以来，随着微电子技术的发展，国外发达国家大力开展畜禽舍环境的计算机模拟、控制和管理等方面的技术研究，力求将畜禽舍中配套使用的通风换气、升温、降温等机械设备与智能化的计算机控制技术结合起来，以实现畜禽生产的高效率。我国的畜禽业生产水平和国外发达国家相比还比较落后，其中畜禽环境问题是导

8、致我国畜禽业生产力水平低下的重要限制因子。气象资料表明，我国在同纬度国家中，是最冷的国家，也是最热的国家。为了解决环境多变，对畜禽生产造成的负面影响，近年来，我国的大部分机械化养殖场在陆续采用密闭方式进行规模化饲养的同时，也采用了诸如纵向通风、夏季湿帘降温等一系列先进环境控制技术，从硬件上为畜禽舍的环境调控提供了物质保障手段。但从管理的角度看，在畜禽舍的环境调控中，环境因素之间缺乏有机的联系，且多数系统必须由饲养