北方寒冷地区分娩母猪舍环境监控系统的研究

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猪舍环境对猪的健康、生长及遗传潜力的发挥等有重要影响,随着设施、规模化、集约化养殖的迅猛发展,对猪舍环境进行监控、创造一个适宜的生长环境,是目前养猪业的发展方向。本文针对北方寒冷地区的特点,综合计算机技术、自动控制技术、传感器技术、模糊控制技术及解耦控制技术,研究分娩母猪舍环境监控系统,提出了智能控制方法。旨在实现舍内环境的自动监控,以改善分娩母猪舍的环境质量,提高养殖效益。主要研究内容和结果如下:⑴组建分娩母猪舍环境监控系统选取分娩母猪舍内最主要的环境影响因素:舍内环境温度、相对湿度和氨气浓度作为监控对象,自行研发了猪舍环境监控系统,包括硬件系统和软件系统,实现了猪舍环境的自动监测和控制。⑵通过对模糊控制理论的学习研究,构建适合本监控系统的模糊控制器根据各个参数的实际要求确定了系统语言变量(包括输入变量和输出变量),选定了各个语言变量的模糊语言集,根据专家经验确定了模糊控制规则,生成了控制规则查询表,完成了模糊控制器的设计,并利用KingView中报表方法在线实现模糊控制算法。⑶通过试验研究分析猪舍环境控制系统的耦合问题并提出解耦控制方法通过试验分析机械通风系统对分娩母猪舍内温度、相对湿度和氨气浓度影响的交互性和耦合性,发现当通风系统在降低相对湿度和氨气浓度的同时,也导致温度降低。为了保持温度的稳定,需要利用水暖系统对舍内提供热量来补偿这一损失。本文提出了通过在水暖系统中叠加补偿系数K的方法,对舍内温度、相对湿度和氨气浓度进行解耦,最终实现舍内环境的精确控制。⑷通过监控系统的实施和试验,验证了系统的可行性和实用性本系统在内蒙古农牧业科技园区的分娩母猪舍进行了实施和试验,试验结果表明,采用本文研究设计的环境监控系统控制效果较为理想,在保证舍内所需温度基本恒定的条件下,能使舍内相对湿度和氨气浓度保持在适宜范围内,证实了系统的可行性和实用性。
摘要第3-4页
Abstract第4-5页
1 引言第11-19页
    1.1 猪舍环境及其对猪的影响第11-14页
        1.1.1 猪舍温度对猪的影响第11-12页
        1.1.2 猪舍湿度对猪的影响第12-13页
        1.1.3 猪舍氨气对猪的影响第13-14页
    1.2 猪舍环境调节措施及其发展现状第14-16页
        1.2.1 温度调节措施第14-15页
        1.2.2 通风调节措施第15-16页
    1.3 猪舍环境监控系统发展现状第16-18页
        1.3.1 国外猪舍环境监控系统的发展现状第16-17页
        1.3.2 国内猪舍环境监控系统的发展现状第17-18页
    1.4 选题背景、目的和意义第18页
        1.4.1 选题背景第18页
        1.4.2 目的和意义第18页
    1.5 研究内容第18页
    1.6 本章小结第18-19页
2 北方寒冷地区分娩母猪舍环境监控系统的总体设计第19-21页
    2.1 北方寒冷地区分娩母猪舍环境监控系统的设计方案第19页
    2.2 分娩母猪舍监测参数的确定第19-20页
    2.3 分娩母猪舍控制方式的确定第20页
    2.4 本章小结第20-21页
3 北方寒冷地区分娩母猪舍环境监控硬件系统的研究第21-41页
    3.1 猪舍环境监控系统的硬件组成第21-40页
        3.1.1 温湿度检测模块第21-25页
        3.1.2 氨气浓度检测模块第25-27页
        3.1.3 BW1000 管道水暖温度传感器第27-29页
        3.1.4 上位机第29页
        3.1.5 可编程控制器 PLC 及扩展模块第29-33页
        3.1.6 变频器第33-36页
        3.1.7 水泵第36-37页
        3.1.8 风机第37-38页
        3.1.9 低压辅助控制设备第38-40页
    3.2 本章小结第40-41页
4 北方寒冷地区分娩母猪舍环境监控软件系统研究第41-77页
    4.1 可编程控制器硬件设备驱动程序第42-47页
        4.1.1 模拟量输入采集程序第42-45页
        4.1.2 模拟量输出控制程序第45-47页
    4.2 基于工业组态KingView 的上位机监控程序第47-56页
        4.2.1 组态第47页
        4.2.2 组态软件的发展现状第47-48页
        4.2.3 King View 6.5 简介第48页
        4.2.4 分娩母猪舍环境监控界面的搭建第48-53页
        4.2.5 KingView 与 PLC 通讯第53-54页
        4.2.6 构造系统变量数据库第54-56页
    4.3 模糊控制的建模及其软件实现第56-75页
        4.3.1 模糊控制的数学基础第57-61页
        4.3.2 模糊控制器的构造第61-71页
        4.3.3 模糊控制器的kingView 实现第71-75页
    4.4 补偿系数K第75-76页
    4.5 本章小结第76-77页
5 分娩母猪舍环境监控系统的实施与试验第77-93页
    5.1 分娩母猪舍环境监控系统的实施第77-78页
        5.1.1 分娩母猪舍环境监控系统的实施场所第77-78页
        5.1.2 分娩母猪舍环境监测测点布置第78页
    5.2 水泵在不同转速下的采暖试验第78-83页
    5.3 风机排湿换气试验第83-88页
        5.3.1 风机开启个数对室内相对湿度和氨气浓度的影响第83-86页
        5.3.2 风机开启个数对舍内温度的影响第86-88页
    5.4 分娩母猪舍环境监控系统试验第88-92页
    5.5 本章小结第92-93页
6 结论和建议第93-95页
    6.1 结论第93页
    6.2 建议第93-95页
7 创新点第95-96页
致谢第96-97页
参考文献第97-102页
附录第102-114页
作者简介第114页
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