1.1课题研究目的及意义

人类的生存离不开食物，而禽类所提供的肉类食物是人们生活当中必不可少的，其中由于鸡肉具有低胆固醇、高蛋白、低脂肪以及低热量等特点，使它已成为我国消费者普遍接受的优质动物蛋白质来源，具有广阔的前景。随着鸡肉消费量的不断增长，鸡苗需求必然呈增长趋势，这也将带动孵化行业的快速发展。由于我国孵化室的发展起步迟，前期主要是以纯自然繁殖的方式进行，后来陆陆续续有了一些小型的孵化室的产生，但是仍然无法满足日益增长的需求，大型孵化室因此应运而生，但是大型孵化室的环境条件复杂，不同于孵化器的小环境，大型孵化室要求温度、湿度、气压、空气的流通程度等等因素必须满足要求，同时还要配备安全装置，例如烟雾报警装置，在孵化室发生火灾等危害时，及时报警并启动洒水装置进行灭火。大型孵化室的修建越来越成为发展的新趋势，而其中的环境监控系统也发挥了不可替代的作用。

表1.1 孵化室环境因子的要求

环境监控系统近年来发展迅速，该系统能够对室内的空气温度、湿度、通风程度、气压等禽类动物孵化环境密切相关的参数进行环境测控，通过对监测数据的分析，结合雏鸡孵化的规律，控制环境条件，实现孵化室管理的科学化和自动化，以达到高孵化率、高存活率的目标，有利于缓解市场对鸡肉的大量需求，提高养殖户的收入，促进养殖业的发展，对于推进我国养殖业智能化进程具有极为重要的意义，因此，在我国研究孵化室相关环境控制系统，具有其独特的科研价值和实用性。

1.2国内外研究现状

国外对孵化室环境的监控系统的技术的研发比较早，早在上世纪70年代，由于电子技术的迅猛发展和微型计算机的问世，使孵化室环境控制技术产生了革命性的变化，尤其是美国，在美国国内对鸡肉的大量需求之下，一座座大型孵化室拔地而起，与此配套的就是环境监控系统，由于当时技术水平的限制，对生态环境因素的控制采用单因子控制，即对温度、湿度、气压和通风程度进行单独分别控制的方法，但是随着科技的发展，现在已经可以完成同时对环境参数进行控制，同时依靠以太网进行远程检测与遥控。

我国是一个历史悠久的农业大国，对于家禽的养殖有着丰富的经验，早在5000年前，我们的祖先就开始养鸡了，经过这么多年的发展我国还是停留在自然繁殖的基础上，近年来，随着人们对于鸡肉的需求量加大，仅靠自然繁殖已经不能满足需求了，因此具有环境监控系统的孵化室应运而生，我国主要是采用以单片机为主的对孵化室环境进行自动监测与控制系统。单片机与计算机通过友好的人机交互界面来观测孵化室内环境状况，系统可实现实时采集孵化室内温度、湿度、气压、通风程度等环境参数值，并进行显示与存储。在环境因素控制方面，我国的环境监控系统还停留在单因子控制阶段。由于没有形成产业化结构，这也导致了我国大型孵化室产业的发展缓慢，这也是我们今后需要大力发展的方向。

2. 研究的基本内容与方案

设计一套性能较高的孵化室环境监控系统模拟装置，用于实现对孵化室环境因素进行检测与控制，主要研究内容及目标如下:

1. 详细了解国内外孵化室环境监控系统的发展现状，对比分析国内外该系统的优劣性并加以了解学习。

2. 了解影响孵化室环境的主要环境因子有哪些，选择本次毕设要进行监控的因子，对于另外一些不重要的影响因子，用理论分析加以研究。

3. 搭建硬件平台，选择合适的单片微控制器，根据设计需求进行相应的传感器的选择，同时搭建与之对应的传感器电路，对各个模块的电路进行仿真调试。

4. 编写运行程序，采用模块化程序设计，对于不同功能模块要编绘出独立的子程序，这样便于程序的移植和调试。

5. 搭建软件平台，使用LabVIEW软件进行上位机的设计，对于不同的数字信号要加以区分并分别显示出来，同时还要对数据进行存储。

   拟采用的技术方案及措施：

   
   

   图2.1 技术流程图

   其中，温湿度传感器选择DHT22（温度精度达±0.5℃，湿度精度达±2%），气压传感器选择选择BMP180（精度达0.03hPa），烟雾传感器选择MQ-2.

1. 各类环境因子传感器采集环境数据，将采集的模拟信号转换成数字信号，并通过串口通讯将数据传输到上位机中。

2. 使用LabVIEW进行人机交互界面的设计，对传输的数据进行实时监控，当某个或者多个环境因子超出或者低于阈值时，上位机对下位机进行自动控制，例如：当气温过高时，上位机发出降温信号，下位机接收信号，并且启动风扇（喷雾器）进行降温。

3. 安全装置的设置，在该环境监控系统中加入火灾在线相应机制，通过烟雾传感器，感知是否有火灾产生，并启动相应的应对措施。

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1.1课题研究目的及意义

人类的生存离不开食物，而禽类所提供的肉类食物是人们生活当中必不可少的，其中由于鸡肉具有低胆固醇、高蛋白、低脂肪以及低热量等特点，使它已成为我国消费者普遍接受的优质动物蛋白质来源，具有广阔的前景。随着鸡肉消费量的不断增长，鸡苗需求必然呈增长趋势，这也将带动孵化行业的快速发展。由于我国孵化室的发展起步迟，前期主要是以纯自然繁殖的方式进行，后来陆陆续续有了一些小型的孵化室的产生，但是仍然无法满足日益增长的需求，大型孵化室因此应运而生，但是大型孵化室的环境条件复杂，不同于孵化器的小环境，大型孵化室要求温度、湿度、气压、空气的流通程度等等因素必须满足要求，同时还要配备安全装置，例如烟雾报警装置，在孵化室发生火灾等危害时，及时报警并启动洒水装置进行灭火。大型孵化室的修建越来越成为发展的新趋势，而其中的环境监控系统也发挥了不可替代的作用。

表1.1 孵化室环境因子的要求