专利名称：蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及畜禽养殖领域，特别涉及一种蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境 自动监测系统，应用于农林牧渔行业。
背景技术：
随着我国养鸡业的发展，一方面规模化、机械化的程度越来越高，生产率水平不断 上升，传统手工管理已不能满足大、中型鸡场信息处理的需求；另一方面，计算机技术和自 动控制技术与传统家禽养殖业逐步结合，使得对养鸡生产管理的应用进行系统综合成为可 能。于是出现了利用现代传感技术、计算机技术、通讯技术以及因特网技术等搭建起的一个 数字化养殖监控网络和信息汇集交互平台，这在很大程度上使养殖生产中的信息能够及时 获取和流通，进而实现了鸡的生产方式从传统的以物流管理为核心到以信息流管理为核心 的转变。环境控制对家禽生产的影响一直没有得到应有的重视，在基本解决了家禽良种引 进、烈性传染病控制、营养和饲养技术等问题的前提下，鸡舍环境控制在家禽生产中起着非 常重要的作用。良好的家禽生存环境是鸡群健康的前提，是提高生产性能的重要措施，是提 高产品质量的保证。因此，规模化养鸡的环境控制技术要不断跟上现代养鸡生产的需要， 适时调整养鸡环境控制的目标和策略，不断研究开发与应用新型的鸡舍环境控制技术与装 备，为现代养鸡业的健康安全生产做好保驾护航和技术支撑作用。目前在家禽品系育种、饲料、营养等方面，蛋鸡的生产性能参数主要是靠手动测 定，这样做不但耗费了大量的时间和精力，而且人工观察到的数据主观性强，不利于精确、 稳定、连续地记录。因此，对蛋鸡的生产性能参数及鸡舍内环境参数的自动监测及控制就变 得尤为重要。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统。本实用新型的上述目的是通过以下技术方案达到的一种蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，包括智能化鸡笼、环境监 测系统、上位机和下位机四个部分；所述智能化鸡笼和所述环境监测系统分别与所述下位 机相连接；所述上位机与所述下位机之间通过现场总线方式相连接。一种优选技术方案，其特征在于所述上位机包括命令发送系统、数据接收系统、 数据显示系统和数据存储系统；所述下位机包括上位机指令接收系统、数据采集系统以及 数据输出系统。一种优选技术方案，其特征在于所述智能化鸡笼包括鸡笼(含笼架)部分和蛋鸡 生产性能个体记录系统。一种优选技术方案，其特征在于所述蛋鸡生产性能个体记录系统包括体重数据 采集模块、采食量和采食频率数据采集模块、粪重数据采集模块、蛋重数据采集模块以及产蛋时间信息采集模块。一种优选技术方案，其特征在于所述体重数据采集模块包括可以升降移动的笼 底和蛋鸡体重传感装置；所述采食量和采食频率数据采集模块包括独立的饲料盒、采食量 传感装置以及饮水量传感装置；所述粪重数据采集模块包括接粪盘和排泄量传感装置；所 述蛋重数据采集模块包括接蛋盒和蛋重传感装置；所述产蛋时间信息采集模块包括光电传 感装置及传感装置支架。一种优选技术方案，其特征在于所述蛋重数据采集模块中的接蛋盒底部放置有 塑料缓冲垫。一种优选技术方案，其特征在于所述上位机采用多个ATmegaie芯片为从控节点 进行数据采集，采用RS-485方式与中心节点进行信息通讯。一种优选技术方案，其特征在于所述上位机与所述下位机的通信协议采用 Modbus 协议。一种优选技术方案，其特征在于所述环境监测系统包括环境监测箱，所述环境监 测箱内设置有环境温度传感装置、环境湿度传感装置、有害气体(NH3、H2S、C(^)传感装置、 光照传感装置、粉尘传感装置以及风速传感装置。有益效果本实用新型的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统以多个ATmegaie 芯片为从控节点进行数据采集，采用RS-485方式与中心节点进行信息通讯，使数据能实时 传送给中央监控计算机，实现了蛋鸡体重、采食量、饮水量、排泄量、排泄次数、产蛋时间、蛋 重等生产性能与舍内环境参数的实时监测。本系统的研制对家禽品系育种、饲料、营养等问 题中精确、稳定、连续地记录各项参数、减小工作量以及鸡舍内环境自动检测控制具有特殊 的现实意义。下面通过附图和具体实施方式
对本实用新型做进一步说明，但并不意味着对本实 用新型保护范围的限制。
图1是本实用新型的系统结构图。图2是本实用新型所用单片机主程序流程图。图3是本实用新型所用上位机的程序流程图。图4是本实用新型系统中采食和排泄量变化曲线图。图5是本实用新型系统中某天地下鸡舍外温湿度变化曲线图。图6是本实用新型系统中某天地下鸡舍内温湿度变化曲线图。图7是本实用新型系统中某天地下鸡舍氨气浓度变化曲线图。图8是本实用新型系统中地下鸡舍某天二氧化碳浓度变化曲线图。图9是本实用新型系统中地下鸡舍某天照度变化曲线图。图10是本实用新型系统中地下鸡舍某天风速变化曲线图。图11是本实用新型系统中地下鸡舍某天粉尘浓度变化曲线图。
具体实施方式
本实用新型的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统包括智能化鸡笼、环境监测系统、上位机和下位机三个部分；所述智能化鸡笼和所述环境监测系统与所述下 位机相连接；所述上位机与所述下位机之间通过现场总线方式相连接。本实用新型采用 Atmegl6单片机为处理核心，检测蛋鸡生产性能参数和有害气体(NH3J2S, CO2)、温度、湿度、 粉尘、风速、光照、噪声等环境参数。这些参数通过放大滤波电路处理后分别接到采集控制 器的模拟量输入口，该采集控制器同时完成各参数的采集，将采集的实时数据通过RS-485 通讯接口传送给远程计算机，远程计算机进行数据分析处理显示。图1是本实用新型的系 统结构图。微处理器是整个系统的核心单元，主要完成对采样数据的数学处理、状态信息的 逻辑推理以及与外部设备的信息交换。因此，对微处理器的选择既要考虑其运算速度、运算 能力以及数据空间的容量，又要考虑I/O接口的驱动能力以及片内程序空间的容量。为此， 本实用新型的系统选择了 ATMEL公司开发的一种低能耗、低电压、高性能的8位AVR处理器 ATmegal6。ATmegal6是基于增强的AVRRISC结构的低功耗8位CMOS微控制器。由于其先 进的指令集以及单时钟周期指令执行时间，ATmegalB的数据吞吐率高达16MIPS/MHz，从而 可以缓解系统在功耗和处理速度之间的矛盾。ATmegaie具有很丰富资源，16K的FLASH程 序空间，无论是在功能上还是处理速度性能都足以满足需要。ATmegaie的主要特点(1)高性能、低功耗的8位AVR微处理器；(2)先进的RISC结构131条指令，大多数指令执行时间为单个时钟周期；32个 8位通用工作寄存器；全静态工作；工作于16MHz时性能高达16MIPS ；只需两个时钟周期的 硬件乘法器；(3)非易失性程序和数据存储器16K字节的系统内可编程Flash，擦写寿命达 10，000次；具有独立锁定位的可选Boot代码区，通过片上Boot程序实现系统内编程；真正 的同时读写操作；512字节的EEPR0M，擦写寿命达100，00次；IK字节的片内SRAM ；可以对 锁定位进行编程以实现用户程序的加密；(4) JTAG接口(与IEEEl 149. 1标准兼容)符合JTAG标准的边界扫描功能；支持 扩展的片内调试功能；通过JTAG接口实现对Flash、EEPR0M、熔丝位和锁定位的编程；(5)外设特点两个具有独立预分频器和比较器功能的8位定时器/计数器；一个 具有预分频器、比较功能和捕捉功能的16位定时器/计数器；具有独立振荡器的实时计数 器RTC ；四通道PWM ；8路10位ADC ；8个单端通道，TQFP封装的7个差分通道；2个具有可 编程增益(1^1(^，或200》的差分通道；面向字节的两线接口 ；两个可编程的串行USART ； 可工作于主机/从机模式的SPI串行接口 ；具有独立片内振荡器的可编程看门狗定时器； 片内模拟比较器。(6)其他重要特点上电复位以及可编程的掉电检测；片内经过标定的RC振荡器； 片内/片外中断源；6种模式空闲模式、ADC噪声抑制模式、省电模式、掉电模式、standby 模式以及扩展的standby模式。综上分析，测试系统选择了 ATmegal6处理器。传感器位于测试设备的前端，是构成系统信号的采集窗口，为系统提供赖以处理 和决策所必需的原始信息，它是联系电量与非电量的桥梁。传感器是直接感受被测量的一 次仪表，其精度和速度等性能指标在很大程度上影响和决定了系统的性能。所以选择合适 的传感器对于信号采集是非常重要的。(1)称重传感器选择[0041]本实用新型中生产性能参数中蛋鸡的体重，采食量，排泄量，饮水量、蛋重检测采 用称重传感器来实现。表1为其参数表，称重传感器有4个信号线，分别是白黑绿红，其中 白线和黑线分别对应于输入信号正和负，而绿线和红线分别对应于输出正和输出负，这里 的输入正和输入负分别指的是给传感器加的激励电压的正和负。输出的正负就是我们理解 的输出信号线的正负。也就是说当给称重传感器的输入信号线加入电压时，它的输出信号 线会跟着重物的变化输出产生电流，这是因为它内部是个全桥相等的电桥。称重传感器的 重要参数是灵敏度。称重传感器在购买后存在一个参数灵敏度，此参数的作用是为方便确 定后级放大电路的放大倍数。当最大负载为IOkg时(即称重传感器的满量程)，全桥接传 感器具有2mV/V的额定满量程差动输出电压。要使传感器信号能够实现IOKg的精度，总共 需要1万次计数。如果桥接传感器获得3V的激励电压，则满量程输出电压为3Vx2mV/V = 6mV。表1称重传感器参数表
权利要求1.一种蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在于包括智能化鸡 笼、环境监测系统、上位机和下位机四个部分；所述智能化鸡笼和所述环境监测系统分别与 所述下位机相连接；所述上位机与所述下位机之间通过现场总线相连接。
2.根据权利要求1所述的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在 于所述上位机包括命令发送系统、数据接收系统、数据显示系统和数据存储系统；所述下 位机包括上位机指令接收系统、数据采集系统以及数据输出系统。
3.根据权利要求1所述的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在 于所述智能化鸡笼包括鸡笼部分和蛋鸡生产性能个体记录系统。
4.根据权利要求3所述的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在 于所述蛋鸡生产性能个体记录系统包括体重数据采集模块、采食量和采食频率数据采集 模块、粪重数据采集模块、蛋重数据采集模块以及产蛋时间信息采集模块。
5.根据权利要求4所述的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在 于所述体重数据采集模块包括可升降移动的笼底和蛋鸡体重传感装置；所述采食量和采 食频率数据采集模块包括独立的饲料盒、采食量传感装置以及饮水量传感装置；所述粪重 数据采集模块包括接粪盘和排泄量传感装置；所述蛋重数据采集模块包括接蛋盒和蛋重传 感装置；所述产蛋时间信息采集模块包括光电传感装置及传感装置支架。
6.根据权利要求5所述的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在 于所述蛋重数据采集模块中的接蛋盒底部放置有塑料缓冲垫。
7.根据权利要求1所述的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在 于所述上位机采用多个ATmegaie芯片为从控节点进行数据采集，采用RS-485方式与中心 节点进行信息通讯。
8.根据权利要求1所述的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在 于所述环境监测系统包括环境监测箱，所述环境监测箱内设置有环境温度传感装置、环境 湿度传感装置、有害气体传感装置、光照传感装置、粉尘传感装置以及风速传感装置。
9.根据权利要求8所述的蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，其特征在 于所述有害气体为nh3、H2S或co2。
专利摘要本实用新型涉及一种蛋鸡生产性能个体记录与鸡舍环境自动监测系统，包括智能化鸡笼、环境监测系统、上位机和下位机四个部分；智能化鸡笼和环境监测系统分别与下位机相连接；上位机与下位机之间通过现场总线相连接。本实用新型的系统以多个ATmega16芯片为从控节点进行数据采集，采用RS-485方式与中心节点进行信息通讯，使数据能实时传送给中央监控计算机，实现了蛋鸡体重、采食量、饮水量、排泄量、排泄次数、产蛋时间、蛋重等生产性能与舍内环境参数的实时监测。本系统的研制对家禽品系育种、饲料、营养等问题中精确、稳定、连续地记录各项参数、减小工作量以及鸡舍内环境自动检测控制具有特殊的现实意义。
文档编号A01K45/00GK201860640SQ2010205039
公开日2011年6月15日 申请日期2010年8月25日 优先权日2010年8月25日
发明者于尧, 张竞乾, 李丽华, 李久熙, 李巍, 贾兰英, 陈辉, 黄仁录 申请人:河北农业大学, 黄仁录