基于物联网技术的育雏鸡舍环境监控系统设计与应用

本文设计基于物联网技术的育雏鸡舍环境监控系统,在监控系统设计中从软件与硬件两个部分对整体结构进行构建。其主要功能包括育雏鸡舍环境温湿度监测,有害气体浓度监测以及自动加温与报警。主要功能设计完成后,分别从软件与硬件两个部分进行系统调试,设计系统整体功能实现符合育雏鸡舍环境内部监控系统使用要求,能够帮助提升育雏鸡舍管理能力,降低管理中投入的人力成本。

含有害气体的育雏鸡舍小气候模型构建与仿真

[目的]育雏鸡舍内温度、湿度以及有害气体浓度等环境因素影响雏鸡的生长发育,而构建育雏鸡舍内环境逐时动态变化小气候仿真模型可精准模拟舍内环境。[方法]根据舍内外环境条件、鸡舍的建筑结构和热特性、动物生理和边界条件,采用双膜理论原理和CO_(2)平衡原理建立有害气体浓度(NH3和CO_(2))动态模型,采用能量和质量平衡方程建立温度、湿度动态模型。使用Matlab/Simulink构建了含有害气体的育雏鸡舍小气候环境仿真模型,通过实测数据对仿真模型进行了模拟验证,并进行了分析讨论。[结果]仿真模型输出的NH3浓度、CO_(2)浓度、温度、湿度平均绝对误差分别为8.20%、9.70%、0.72%、1.70%,最大误差分别为0.7 mg·m^(-3)、443.2 mg·m^(-3)、0.7℃、12.3%,均方根误差分别为0.54 mg·m^(-3)、50.7 mg·m^(-3)、0.81℃、3.9%,决定系数分别为0.8413、0.8615、0.9526、0.9103。刮粪板清粪运行频率对不同周龄时期舍内NH3浓度存在显著影响,对CO_(2)浓度无显著影响。舍内在最小通风模式、过渡式通风模式和纵向通风模式3种通风模式下,CO_(2)浓度降低率分别为12%、35%、48%,NH3浓度降低率分别为29%、38%、52%。[结论]模型输出的NH3浓度、CO_(2)浓度、温度、湿度仿真值与实测值变化趋势一致,构建的育雏鸡舍小气候模型可较为全面、精准的反映舍内环境,可为舍内小气候环境的模拟与调控提供理论指导。

基于物联网技术的智能育雏鸡舍设计

针对鸡苗育雏普遍存在因温度不适导致集体发病、氨气浓度超标导致死亡、清理粪便工作繁重的问题,在分析了幼雏生长过程所需的环境参数后,结合PCB设计、机械结构设计、嵌入式设计相关理论,设计了一款智能育雏鸡舍。以ESP32-32E为核心的主控台,通过ZigBee无线通信模组与控制器进行数据交互,且可以将鸡舍环境数据实时传送到手机终端;控制器以IAP15W4K61S4为核心,通过传感器检测鸡舍温湿度、氨气浓度,进而控制鸡舍温湿度、鸡粪便清理装置的运行。最后制作实验样机,可远程实时查看鸡舍环境数据,并自动控制鸡舍温湿度、光照、氨气浓度及鸡粪便清理和饲料投放,相比同类设计,其功能更为完善,能给雏鸡养育生长环境监测与控制研究提供参考方案。此外,智能育雏鸡舍具有更强的可移动性和独立保温性,从而提升其对于特殊环境的适应能力。

密闭式蛋鸡育雏舍小气候环境模型构建与验证

为建立不同日龄雏鸡舍的小气候环境模型,根据育雏鸡舍的结构特性、鸡舍内部和外部环境条件以及雏鸡生长环境等参数,通过机理建模的方法,应用能量平衡物理规律,基于MATLAB/simulink模块建立了育雏鸡舍小气候坏境模型。采用四阶龙格-库塔法求解育雏舍热量微分方程,利用线性拟合的方法求解含湿量与相对湿度之间的换算关系,并对密闭式育雏鸡舍小气候环境模型进行仿真分析。结果显示:模型输出值与实测值的温度平均误差为1.3℃,温度最大误差为3℃,最小相对误差为0.57%,最大相对误差为10.39%;湿度平均误差为1.91%,湿度最大误差为13.16%,最小相对误差为0.61%,最大相对误差为22.24%。育雏鸡舍小气候环境模型输出的温湿度模拟值与实测值之间的决定系数分别为0.7634、0.9740,均方根误差分别为1.55℃、2.61%。研究表明:构建的育雏鸡舍小气候环境模型的理论输出值与试验测得的数值具有较高的一致性,可以为进一步环境调控模型提供理论基础。

阶梯笼雏鸡舍热水散热风机进风角度CFD模拟与效果测试分析

为研究热水散热风机供暖系统进风角度对阶梯笼雏鸡舍供暖效果的影响,利用计算流体力学(Computational fluiddynamics,CFD)模拟不同进风角度(30°、37.5°、45°和60°)下鸡舍气流场和温度场变化,并通过现场试验验证模型。结果表明,与其他进风角度比,进风角度45°时鸡笼内温度分布与气流场分布更均匀,实测值与模拟值吻合度良好,风速和温度的均方根误差分别为0.08 m·s^(-1)和0.49℃,平均相对误差分别为15.9%和1.5%。在此基础上分析供暖进风角度优化对雏鸡生长性能、行为、精神和健康状况影响,经4周试验。和对照组(37.5°)相比,试验组(45°)雏鸡最终体重增加5.3%,平均料肉比降低3.9%,试验组3周龄内雏鸡对新物体恐惧减弱,精神状况改善,但摄食和饮水行为无差异。