畜禽養(yǎng)殖綜合環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)-圣凱安氣體測(cè)控系統(tǒng)

畜禽養(yǎng)殖綜合環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)

一、畜禽養(yǎng)殖綜合環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)方案簡(jiǎn)介

本套“畜禽養(yǎng)殖綜合環(huán)境測(cè)控系統(tǒng)”是由圣凱安科技根據(jù)客戶實(shí)際需求而設(shè)計(jì)的一套測(cè)控系統(tǒng)， 主要由上位機(jī)管理系統(tǒng)、自動(dòng)化控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、現(xiàn)場(chǎng)傳感器等部分組成。整套系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)各種動(dòng)物養(yǎng)殖場(chǎng)的綜合監(jiān)控，包括室內(nèi)的溫度、濕度、二氧化碳濃度、氧氣濃度、光照強(qiáng)度、壓力等，同時(shí)可對(duì)室內(nèi)的溫度、濕度、有害氣體濃度、光照度進(jìn)行自動(dòng)或手動(dòng)控制，以營造一個(gè)適于動(dòng)物生長(zhǎng)生活的舒適環(huán)境，提高養(yǎng)殖的經(jīng)濟(jì)效益。

以畜禽養(yǎng)殖及養(yǎng)殖場(chǎng)的綜合監(jiān)測(cè)、監(jiān)控為例：我國南北、東西方氣候差異很大，造成溫度、濕度及光照度等參數(shù)差別較大，東北、內(nèi)蒙、青海等北方主要以防寒為主，長(zhǎng)江以南則以防暑為主。畜禽養(yǎng)殖的形式依據(jù)飼養(yǎng)規(guī)模和飼養(yǎng)方式而定。畜禽養(yǎng)殖的建造應(yīng)遵循“便于飼養(yǎng)管理，便于采光，便于夏季防暑，冬季防寒，便于防疫”等原則。

二、系統(tǒng)功能描述

通過綜合控制系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)如溫度、濕度、氣體濃度、光照度等參數(shù)的自動(dòng)調(diào)節(jié)與控制，同時(shí)提供手動(dòng)控制支持，通過手動(dòng)與自動(dòng)的結(jié)合，達(dá)到較理想的控制，為動(dòng)物營造舒適、健康的成長(zhǎng)與生活環(huán)境，實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)注效益。

養(yǎng)殖場(chǎng)的形式依據(jù)飼養(yǎng)規(guī)模和飼養(yǎng)方式而定，養(yǎng)殖場(chǎng)的建造應(yīng)遵循“便飼養(yǎng)管理，便于采光，便于夏季防暑，冬季防寒，便于防疫”等原則。

通過綜合控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度、濕度、氣體濃度、光照度等自動(dòng)/手動(dòng)調(diào)節(jié)與控制，支持手動(dòng)控制，為動(dòng)物營造舒適、健康的成長(zhǎng)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)更好的經(jīng)濟(jì)效益。

1、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)溫濕度調(diào)節(jié)，保證舒適的溫濕度環(huán)境。

通過室內(nèi)室外的溫度感器進(jìn)行室風(fēng)外對(duì)比，在炎熱夏季，當(dāng)舍內(nèi)溫度高于外界溫度時(shí)，可啟動(dòng)風(fēng)機(jī)進(jìn)行空氣交換，降低舍內(nèi)溫度，同樣當(dāng)舍內(nèi)濕度高開外界濕度且濕度較大時(shí)，也可通風(fēng)排濕；在寒冬尤其是北方，需要對(duì)畜禽養(yǎng)殖進(jìn)行保溫處理，適當(dāng)時(shí)進(jìn)行送暖（如太陽能、電熱爐、鍋爐供暖）等

（1）、溫度因素：

溫度是養(yǎng)殖場(chǎng)的成敗的關(guān)鍵因素。如果溫度過低，容易受涼而引起拉稀或產(chǎn)生呼吸道疾病等；

（2）、濕度因素

A 、空氣濕度的表示方法和養(yǎng)殖場(chǎng)水汽的來源空氣濕度簡(jiǎn)稱“氣濕”，表示空氣中水汽含量的多少，說明空氣的潮濕程度。通常用相對(duì)濕度來表示，指空氣中當(dāng)時(shí)的實(shí)際水汽量與同溫度下飽和水汽量之百分比（％）。舍內(nèi)水汽的主要來源是呼出的水汽，可占舍內(nèi)水汽總量的75％，特別是舍溫較高時(shí)，通過呼吸排出的水汽量很多。其次是空氣中的水汽，這部分水汽量因所在地區(qū)及天氣狀況而不同，一般占養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)水汽的10％～15％。此外，尚有地面、墻壁、水槽及墊料的水分蒸發(fā)量，占舍內(nèi)水汽的10％～15％。 水汽在舍內(nèi)的上部和下部較多，如養(yǎng)殖場(chǎng)保溫隔熱性不佳，水汽遇冷，易在寒冷物體表面凝結(jié)為水滴落到地面。

B、空氣濕度對(duì)動(dòng)物的影響空氣濕度對(duì)動(dòng)物的影響是與溫度相結(jié)合共同起作用的。在適溫時(shí)，氣濕對(duì)動(dòng)物體體的熱調(diào)節(jié)機(jī)能沒有什么大的影響，因而對(duì)生產(chǎn)性能的影響不大。高溫時(shí)，動(dòng)物體主要靠蒸發(fā)散熱，空氣的高濕度使動(dòng)物體的蒸發(fā)散熱受阻，體熱易蓄積在體內(nèi)，甚至使體溫升高，生產(chǎn)性能下降。

高溫低濕則有利于動(dòng)物的蒸發(fā)散熱。因此，動(dòng)物在低濕度的環(huán)境下能耐受更高的氣溫。低溫時(shí)，動(dòng)物主要通過輻射、傳導(dǎo)和對(duì)流散熱，潮濕空氣的熱容量和導(dǎo)熱性均較高，因而使動(dòng)物散熱量增加。同時(shí)，潮濕的空氣導(dǎo)致動(dòng)物濕度加大，保溫性下降，失熱量加大，使動(dòng)物感到更為寒冷，使飼料消耗增加，生產(chǎn)力下降，甚至凍傷。動(dòng)物一般能耐受低溫低濕環(huán)境，只是飼料消耗量增加。

C、動(dòng)物的適宜濕度 在適宜溫度時(shí)，相對(duì)濕度60％～65％，一般認(rèn)為，40％～72％是動(dòng)物的適宜濕度。動(dòng)物的上限溫度隨濕度的升高而下降，氣溫28℃、相對(duì)濕度75％，溫度 31℃、相對(duì)濕度50％和溫度33℃、相對(duì)濕度30％條件下的生產(chǎn)性能相同。即相對(duì)濕度從75％下降到30％，相對(duì)于溫度下降 5℃。冬季相對(duì)濕度85％以上對(duì)動(dòng)物有不良影響。在溫度29℃、相對(duì)濕度40％和80％，輕型動(dòng)物日增重分別為14.9g和13.8g，重型動(dòng)物日增重分別為30.6g和29.7g，飼料轉(zhuǎn)化率亦提高約 2.5％。高溫高濕能促進(jìn)微生物孳生繁殖，導(dǎo)致疾病的發(fā)生和飼料霉變。但空氣也不宜過分干燥，特別是高溫時(shí)，干燥會(huì)影響?zhàn)つず推つw的防衛(wèi)能力。相對(duì)濕度35％以下，易引起呼吸道疾病。

2、氨氣濃度對(duì)動(dòng)物的影響

養(yǎng)殖場(chǎng)動(dòng)物中氨氣對(duì)動(dòng)物的影響。由于糞便中產(chǎn)生大量氨氣，當(dāng)養(yǎng)殖場(chǎng)空氣中氨氣達(dá)20ppm(相當(dāng)于15.2mg/m3)，持續(xù)6周以上，就會(huì)引起動(dòng)物肺充血、水腫、動(dòng)物群食欲下降，易感染疾?。蝗邕_(dá)50ppm，數(shù)日后動(dòng)物發(fā)生喉頭水腫、壞死性支氣管炎、肺出血，呼吸頻率降低，并出現(xiàn)死亡。

所以，養(yǎng)殖場(chǎng)空氣中氨濃度要求控制在20ppm以下。從中我們可以看到室內(nèi)空氣中低濃度氨污染對(duì)人體健康的危害。

說明：以上所涉及環(huán)境具體參數(shù)僅供參考，參數(shù)根據(jù)動(dòng)物種類不同和動(dòng)物的數(shù)量不同而不同，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而設(shè)定環(huán)境監(jiān)測(cè)參數(shù)！

3、通風(fēng)換氣，保持舍內(nèi)空氣清新。

畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)中的空氣含有氨氣、硫化氫、二氧化碳等氣體，如果這些濃度過大、作用時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)使牛體體質(zhì)變差，抵抗力降低，發(fā)病率升高等。所以應(yīng)安裝通風(fēng)換氣設(shè)備如風(fēng) 機(jī)等，及時(shí)排出污濁空氣，不斷進(jìn)入新鮮空氣。通過畜禽養(yǎng)殖內(nèi)的氨氣、硫化氫、二氧化碳等氣體傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)室內(nèi)的相關(guān)氣體濃度，當(dāng)濃度達(dá)到一定程度時(shí)，就要進(jìn) 行通風(fēng)換氣，保護(hù)舍內(nèi)空氣流通與清新。通風(fēng)換氣也要考慮對(duì)舍內(nèi)溫濕度的影響，冬天選擇溫度較高時(shí)通風(fēng)換氣，夏天選擇涼爽的夜晚或早晨通風(fēng)換氣。

4、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)光照度調(diào)節(jié)，保證充足的光照時(shí)間。

充足的光照時(shí)間是保證牛健康、快速成長(zhǎng)，產(chǎn)奶的一個(gè)重要因素，對(duì)于陰天畜禽養(yǎng)殖內(nèi)光線陰暗或冬季日照時(shí)間不足的情況，適當(dāng)增加輔助照明，彌補(bǔ)天氣、季節(jié)因素光照度的不足。通過自動(dòng)控制系統(tǒng)中的照度自動(dòng)調(diào)節(jié)功能可以實(shí)現(xiàn)對(duì)畜禽養(yǎng)殖內(nèi)照度的自由調(diào)節(jié)。

5、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)壓力的監(jiān)測(cè)

由于某些時(shí)候通風(fēng)性差等原因，有可能造成畜禽養(yǎng)殖內(nèi)壓力與外界存在差異，不利于內(nèi)外氣體流通，這也是舍內(nèi)有害氣體濃度過高的一個(gè)因素。當(dāng)出現(xiàn)內(nèi)外壓差時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)相關(guān)設(shè)備進(jìn)行通風(fēng)換氣等以保證空氣流通。

6、畜禽養(yǎng)殖場(chǎng)視頻監(jiān)控，隨時(shí)掌握現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)況提高監(jiān)管效率。

對(duì)于有條件的畜禽養(yǎng)殖可安裝視頻監(jiān)控，以便隨進(jìn)查看畜禽養(yǎng)殖內(nèi)的情況，減少人工現(xiàn)場(chǎng) 巡查次數(shù)，提高生產(chǎn)效率?，F(xiàn)在安裝視頻監(jiān)控的投入已很少了，從科學(xué)養(yǎng)殖、提高養(yǎng)殖管理水平，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化養(yǎng)殖的角度來看，視頻監(jiān)控是現(xiàn)代化養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展必然趨勢(shì)。

6、綜合的軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)

為管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為及時(shí)做出相關(guān)養(yǎng)殖調(diào)整和制定新的規(guī)劃方案提供數(shù)據(jù)支持。

三、智能監(jiān)測(cè)軟件實(shí)現(xiàn)以下功能

主要對(duì)養(yǎng)殖室內(nèi)的環(huán)境（溫度濕度壓力 氨氣濃度 二氧化碳濃度 光照濃度等）進(jìn)行合理的控制體系！確保養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)環(huán)境的*標(biāo)準(zhǔn)要求，從而減少養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)病害的生長(zhǎng)，大大降低了畜禽疾病帶來的危害和死亡，從而提高了畜禽的健康生長(zhǎng)和生產(chǎn)，提高畜禽質(zhì)量和產(chǎn)量！

（一）本系統(tǒng)由上位機(jī)軟件、溫濕度一體傳感器 、智能控制器等組成，通過RS485總線形式或通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器無線形式將養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)環(huán)境溫濕度數(shù)據(jù)上傳到上位機(jī)，有上位機(jī)設(shè)定控制環(huán)境，從而去命令智能控制器實(shí)現(xiàn)對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)設(shè)備的控制！

（二）綜合的軟件監(jiān)測(cè)平臺(tái)，為管理人員提供實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，為及時(shí)做出相關(guān)養(yǎng)殖調(diào)整和制定新的規(guī)劃方案提供數(shù)據(jù)支持。

（三）、實(shí)現(xiàn)以下功能

（1）提供實(shí)時(shí)供每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)的溫濕度、氨氣、硫化氫、二氧化碳濃度、光照度、大氣壓力；

（2）提供歷史數(shù)據(jù)查詢，支持過去任一時(shí)段的數(shù)據(jù)查詢，對(duì)一些突發(fā)事件提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

（3）提供歷史曲查看，通過對(duì)過去某一時(shí)段的變化趨勢(shì)觀察，可以總結(jié)出相應(yīng)的變化規(guī)律，從中可以總結(jié)出一些寶貴經(jīng)驗(yàn)。

（4）提供實(shí)時(shí)報(bào)警功能，當(dāng)監(jiān)測(cè)到的任一個(gè)參數(shù)達(dá)到報(bào)警條件時(shí)，監(jiān)測(cè)軟件會(huì)提供聲音和相應(yīng)數(shù)值閃爍報(bào)警，為相關(guān)管理人員提供報(bào)警提示。

（5）數(shù)據(jù)自動(dòng)儲(chǔ)，支持以Excel格式存儲(chǔ)，可長(zhǎng)期保存，方便日后查找和參考。

（6）監(jiān)測(cè)軟件采用工業(yè)組態(tài)平臺(tái)，具有性能穩(wěn)定、功能豐富、組態(tài)靈活，擴(kuò)展方便等諸多優(yōu)勢(shì)。如可以根據(jù)畜禽養(yǎng)殖分布提供軟件界面，在界面上區(qū)分畜禽養(yǎng)殖位置、布局、每個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位置等按照實(shí)際布局安排，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)界面的生動(dòng)形象，同時(shí)也為實(shí)際監(jiān)測(cè)提供方便。

（7）監(jiān)測(cè)軟件采用全中文操作，軟件安裝簡(jiǎn)單，由電腦自動(dòng)安裝即可完成，參數(shù)設(shè)置人性化，不需要復(fù)雜設(shè)置，不要需要專業(yè)知識(shí)，易于推廣與普及。

四、案例分析

該養(yǎng)殖場(chǎng)分布為異地型分布，總監(jiān)控中心位置為異地，現(xiàn)將各試點(diǎn)養(yǎng)殖基地環(huán)境數(shù)據(jù)zui終上傳至異地總監(jiān)控中心，

方案描述如下：

（1）、該養(yǎng)殖場(chǎng)現(xiàn)有180動(dòng)物基地監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)分別有溫度、濕度、二氧化碳三種物理量組成，

（2）、其中每個(gè)試點(diǎn)養(yǎng)殖場(chǎng)內(nèi)分別安裝1個(gè)溫濕度監(jiān)測(cè)點(diǎn)，1個(gè)二氧化碳監(jiān)測(cè)點(diǎn)，1個(gè)氧氣濃度監(jiān)測(cè)點(diǎn)、1個(gè)光照強(qiáng)度監(jiān)測(cè)點(diǎn)、1個(gè)壓力監(jiān)測(cè)點(diǎn)、1個(gè)氨氣監(jiān)測(cè)點(diǎn)、1個(gè)高速攝像機(jī)（均帶有現(xiàn)場(chǎng)顯示功能）！

（3）、因?yàn)樵擁?xiàng)目距離比較遠(yuǎn)，而有的地方?jīng)]有網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)成本和現(xiàn)場(chǎng)網(wǎng)絡(luò)情況綜合考慮，zui終本項(xiàng)目有網(wǎng)絡(luò)的地方信號(hào)直接走網(wǎng)絡(luò)，無網(wǎng)絡(luò)的采用無線GPRS傳輸方式將數(shù)據(jù)上傳至總監(jiān)控中心。

（4）、每個(gè)試點(diǎn)配采集報(bào)警數(shù)據(jù)傳輸主機(jī)一臺(tái)，用于傳感器的采集，數(shù)據(jù)蜂鳴器報(bào)警，無線GPRS數(shù)據(jù)發(fā)送，網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)?/span>

四、監(jiān)測(cè)方案總結(jié)

畜禽綜合監(jiān)測(cè)系統(tǒng)在東北、華北、西北、華南等多處養(yǎng)殖大戶得到廣泛應(yīng)用，提高了綜合監(jiān)測(cè)的水平，為動(dòng)物養(yǎng)殖的自動(dòng)化和科學(xué)化起到了良好的效果，得到了養(yǎng)殖戶的歡迎與認(rèn)可。