基于AVR单片机的鸡舍有害气体监测系统

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1、万方数据2011年4月农机化研究第4期基于AVR单片机的鸡舍有害气体监测系统赵娟8，李丽华8，贾兰英8，黄仁录6(河北农业大学a．机电工程学院；b．动物科技学院．河北保定071000)摘要：针对我国北方鸡舍蛋鸡养殖密度大、产生的有害气体影响鸡群健康、导致产蛋性能下降的情况，研究没计了鸡舍有害气体监测系统。与传统的化学方法检测不同，系统由数据采集电路、信号调理电路、下位机与上位机通讯电路等硬件部分和相应的软件构成。它呵以完成有害气体浓度的检测，并通过Rs485将数据传送给上位机，以此数据来控制风机等装

2、置的工作，使鸡舍内环境利于蛋鸡的养殖。鸡场实验结果表明：有害气体测量误差在±3％范围内，为研究环境因素对蛋鸡产蛋性能的影响提供技术支持。关键词：鸡舍环境；有害气体监测；传感器；AVR单片机；串行通汛中图分类号：TP277；s126文献标识码：A文章编号：1003一侣8×(2011)04—0085—040引言由于鸡群在鸡舍中的密集饲养，鸡舍内会产生一系列有毒有害的气体，如氨气、硫化氢、一氧化碳和二氧化碳等，这些有害气体对鸡群的健康影响很大。二氧化碳(CO：)是无色、无臭、略带酸味的气体，密度为1．52

3、4。大气中CO，含量为0．03％一0．04％，鸡舍中co：主要来源足鸡群呼吸。当鸡舍空间狭小、饲养密度过大或通风不良时，二氧化碳浓度可达0．5％以上。试验表明：1000只平均体重1．6kg的产蛋母鸡可排出二氧化碳l700L／h。鸡舍内二氧化碳浓度过高，会造成鸡窒息死亡。鸡舍中二氧化碳的浓度不宜超过1500×lO“(0．15％)。氨(NH，)是一种无色而具有强烈刺激性臭味的气体，多由鸡粪产生，越接近地面其含量越高。当舍内温热潮湿、密度较高、通风不良时，极易导致舍内氨浓度增高。氨气在水中的溶解度很高(0

4、℃时1L水可溶解9079)，故常被吸附在鸡的皮肤粘膜和眼结膜上，从而产生刺激和引起炎症。鸡比人对氨气更为敏感，即使在很低的浓度(5×10山)也会引起鸡的粘膜发炎、上呼吸道粘膜充血、水肿和整个呼吸道粘液量增多。如果鸡舍空气中氨气含量达0．1mL／L，70d产蛋率可由80％降到60％以下。因此，鸡舍内氨浓度应尽量控制在10×10。以下。收稿日期：2010—06—28基金项目：河北省蕈大技术创新项目(082204082)作者简介：赵娟(1985一)，女．河北张家口人．在读硕士研究生，(E—mail)hbn

5、d42449779@126．com。通讯作者：贾兰英(196I一)．女，石家庄人。教授，硕士生导师，(E一眦il)jial∞yiIlg@heb¨．edu．cn。·85·硫化氢(H：S)是一种无色、易挥发及带有恶臭的气体。鸡舍中的硫化氢是由含硫的有机物分解而来。蛋鸡如果经常吸入低浓度的硫化氢，可导致植物神经功能紊乱，发生多发性神经炎；如果硫化氢浓度较高，会使蛋鸡的中枢神经麻痹，导致窒息死亡。因此，鸡舍中硫化氢的浓度应控制在8×10‘6以下。由此可见，对鸡舍内环境的监测是必要的。通过检测的数据可以及时调

6、整舍内环境，提高鸡的产蛋性能。目前，最普遍的检测方法是纳氏比色法测定氨气，气相色谱或红外光谱法测定二氧化碳，具体操作较为复杂，需专业人员操作。针对这种情况，本文设计出一套基于AVR单片机的监测系统，使用方便简单，不仅可实时读取测量结果，而且依据测量结果对鸡舍内环境迅速做出调整，大大增强了实用性。1监测系统的构成及工作原理整个系统结构如图l所示。系统以ATmegal6单片机为核心，重点监测有害气体的浓度。系统将传感器采集到的信号进行放大处理后输入到单片机中，并由单片机控制后续装置工作，最终由电脑显示数

7、据，并对数据进行分析和管理。2监测系统硬件设计2．1单片机的选择单片机是整个系统的核心部件，它直接影响硬件和软件的设计。本研究选用高性能、低功耗的8位ATmegal6单片机，它具有如下特点：16k字节的系统内可编程nash(具有同时读写的能力)；512字节EE·PROM；lk字节SRAM；32个通用I／O口线；32个通用万方数据2011年4月农机化研究第4期工作寄存器，用于边界扫描的JTAG接口，支持片内调试与编程，3个具有比较模式的灵活的定时器／计数器；可编程串行接口；低功耗空闲和掉电方式等，支持

8、C语言编程。同时内置模数转换，在连接外部电路时可省去外部模数转换电路。≯叫INH，检测放宇+一Rs485I§▲大冢1r——◆滤篮lco：检测波片电脑数据I电——◆路机1r1rIH：s检测l-—●一风机、水帘IlJ图1系统硬件框图Fig．1Hardwa陀circuitdiag阻mofBy8tem2．2传感器的选择传感器的选择关系着数据的准确性和精密性，因此选择合适的传感器是一个关键的步骤。蛋鸡长期饲养在鸡舍内，舍内有害气体混杂，污染严重。根据蛋鸡饲养的环境标准，本文分别