雏鸡鸡舍模糊温湿度控制器的设计毕业论文

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1、雏鸡鸡舍模糊温湿度控制器的设计毕业论文1绪论1.1课题研究的背景及意义1.1.1课题研究的背景中国是农业生产大国，鸡禽养殖业是中国农业中的重要产业之一。中国鸡禽养殖业经历了稳定快速发展，总产量大幅提高。育雏是鸡禽生产中非常关键的养殖环节，鸡舍环境控制直接影响着雏鸡的生长发育，因此，创造良好的生长环境，培育出发育良好、健壮的雏鸡，才能保障最终获得较好的经济效益[1-2]。目前，针对鸡舍温湿度控制系统的研究有很多，可谓正向两个方向发展。一是不断的融入高新科技技术。例如，无线传感器网络技术[3]可以实现大范围的数据采集，也避免了繁琐的布线工作；智能

2、控制技术[4]可以实现对复杂环境的有效控制；通过网络通信技术[5-6]，养殖户通过互联网对鸡舍进行远程监控。这些技术特征虽为养殖户带来了方便，但是增加了养殖成本。二是设计廉价且高效的控制器。这类控制器通常采用高性能的主控芯片，能实现对数据的综合分析功能，并提供便捷的人机交互界面，其着重解决环境监控中的主要矛盾，优化了系统结构，很大程度地降低成本，因而更容易得到养殖户的青睐。科学研究的市场价值是检验研究成果的重要标准之一，能够推广于市场，服务于社会，才能充分发挥研究的价值。目前，针对鸡舍环境控制领域，永星电子仪表有限公司已经推出的鸡舍智能控制器

3、，该仪器结合上位机实现对鸡舍环境的控制，功能全面且提供良好的人机交互界面，该产品由于使用上位机控制，成本较高，主要适合大规模饲养的养殖户。1.1.2课题研究的意义本设计是以高性能的单片机为主控芯片，提供便捷的人机交互界面，方便养殖户的操作，启动后便开始逐点采集数据，并采用模糊控制技术实现了智能监控，这是一套价格低廉、方便实用的温湿度控制器。本设计具有以下几项重要意义。51（1）探究调控温湿度能够改善鸡舍空气质量。本设计主要通过控制加热、增湿和通风装置实现对温湿度的自动调控，而温度与湿度之间存在相互反向制约的关系，导致温湿度最终处于动态平衡。若

4、采集的温度或湿度偏高，控制器便启动通风装置，即可起到净化鸡舍空气质量的作用。（2）设计采集控制电路节省单片机I/O资源。本设计采用AM2302数字温湿度传感器，该传感器支持单总线通信协议。据其资料介绍，传感器的数据线SDA需单独接至单片机I/O口完成通信，便导致一个传感器占用一个管脚。（3）探究51单片机实现模糊控制算法的设计。本设计的模糊控制算法所涉及的变量较多，又限于单片机内部资源较少，则需对模糊控制模型进行等效简化。又因单片机的浮点运算会占用过多的资源，故将模糊变量均定义为整型。1.2论文研究的内容和目标1.2.1论文研究的内容（1）按

5、键模块的设计按键模块作为养殖户设置目标温湿度的输入接口，其硬件电路的设计应遵循结构简单，和减少占用单片机I/O口的原则；其软件功能的设计应满足可设置任意温湿度，简单高效以避免养殖户频繁的操作。另外，由于随着育雏日龄的增长，所需求的温湿度会有所变化，本设计的按键模块应可供养殖户任何时刻的操作。（2）显示模块的设计显示模块是本设计中重要的部分，其任务是实现人机的实时交互。由于显示器件的种类繁多，价格悬殊。本设计应选择一种价格低廉、高性能的显示器。另外，显示器可以实时反映出系统运行状态和环境参数。例如，在温湿度设置阶段，显示器能实时显示出养殖户当前

6、设定的各参数值；在采集控制阶段，其能显示当前温湿度，以及各个AM2302温湿度传感器的输入和各个执行装置的输出状态。（3）采集模块的研究温湿度传感器是整个系统误差的主要来源，故对其精度要求较高。由于，本设计采用模糊算法实现高精度的控制，相较于普通控制，增加了对参数值变化率的分析，因此，传感器还应具有较强的稳定性和飘移抑制能力。采集控制电路的目的是节约单片机I/O资源，同时满足远距离数据的传输。本设计采用七个AM2302传感器采集环境参数，且该传感器支持单总线通信协议，故需研究如何实现单片机一个I/O口与各传感器通信，这也是本设计的重点。（4）

7、模糊控制算法的设计51模糊控制算法是对参数分析处理的核心部分，其运算过程较为复杂，往往是通过上位机进行处理。而本设计中是通过单片机实现模糊运算[7]，而且要达到理想的控制效果，可见在软件设计上具有相当的难度。1.2.2论文研究的目标本设计工作流程为：养殖户根据雏鸡饲养实际需求，通过按键设置温湿度目标值并启动；单片机通过参数采集模块对鸡舍内外温湿度进行定时轮流采集，由LCD1602模块显示舍内温湿度，并调用模糊控制算法对舍内温湿度进行模糊分析；单片机根据模糊分析结果，同时结合舍外环境参数，得到最终控制信息，并通过驱动电路直接控制加热装置、增湿装

8、置、通风装置；另外，若温度或湿度超出允许范围，控制器进行报警并继续进行调控。基于实现上述功能，本设计研究的具有四大目标。一是，参数采集的出错率接近于零；二是，操作简