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1、鸡舍电子智能补光器设计摘 要鸡舍的灯光控制是蛋鸡饲养中的重要一环。根据鸡舍结构、饲养方式的不同，要确定相应的控制方法。不同灯光控制器不仅控制原理不同，而且其适用范围也不同。对鸡舍灯光控制方式进行分析，综合其优缺点提出一种合理的控制模式。运用电子技术相关知识设计了鸡舍灯光自动控制电路。采用光照控制和时钟电路组合控制，实现了对鸡舍进行自动补光。解决了不同天气、不同季节鸡舍灯光控制复杂的问题。核心部分是控制电路，其优劣决定了补光的合理性与准确性等整体性能。关键词：鸡舍补光；光照控制；时钟控制AbstractThe hen house lights control is an important pa
2、rt of breeding layers. According to the chicken coop structure, raise the different way, be sure and corresponding control method. Different light controller not only control principle is different, and the applicable scope is different also。Sheds light on the analysis of control, its advantages and
3、 disadvantages of the integrated control of a reasonable model. Knowledge of the use of electronic technology designed sheds light automatic control circuit. Illumination using the clock control circuit and control circuit combination of control, the realization of automatic sheds light up. Solution
4、 of different weather, different seasons sheds light control of complex issues. The core of the control circuits, their advantages and disadvantages determine the reasonableness of premium light, such as overall performance and accuracy. Keywords: sheds light up; light control; clock control29目录摘 要I
5、AbstractII1 引言11.1课题背景11.2 国内外研究现状11.2.1 国内研究现状11.2.2 国外研究现状21.3 本课题研究内容31.3.1 设计内容32 设计思路42.1 补光原理42.2 设计方案43 各模块电路设计63.1 直流稳压电源电路设计63.2 单片机芯片STC89C52原理63.3 光控检测电路83.3.1光敏电阻工作原理83.3.2光控检测电路原理93.4 时钟控制电路103.4.1 LCD1602介绍103.5 电灯开关控制电路133.5.1继电器工作原理133.5.2电灯开关电路工作原理133.6 复位电路143.7 晶振电路154 软件设计165 总结1
6、8参考文献19附录120附录226附录327附录428致谢291 引言1.1 课题背景科学的养鸡方法为:鸡舍白天正常采光，夜间依靠灯光进行补光。经验表明补光分两时段为宜:即天黑后延续一段时间，次日凌晨前补充一段时间，由于季节的差异，要求夏天少补、冬季多补、阴雨常补。1.2 国内外研究现状1.2.1 国内研究现状 清晨补充光照蛋鸡在产蛋期每日的光照必须保持在1516h之间,因地域或季节的不同,自然光照有时达不到这一要求,所以要采用人工补充光照。以往补光习惯在晚上进行,但实际工作中,晚上是一用电高峰,光照强度往往不够而且经常发生停电,这样不仅达不到补光的目的,还使当日最后一次喂料不能正常进行。为此
7、,我们采用清晨补光的办法,收到了较好的效果。补光的时间从清晨400点开始至下午800点结束。也可根据具体情况或停电的规律做适当的调整。补光的方法将鸡舍灯泡的开关和供水总开关设在卧室内。晚上800点前在料槽内加好饲料,将各水槽供水流速调整好,到卧室内把水、电总开关关闭。清晨400点闹钟一响,打开水电开关,饲养员可以继续休息至600点以后再去鸡舍工作。清晨补光的优点:清晨补充光照可避免因晚上用电高峰而使鸡舍光照不足,或因停电使补光不能正常进行的现象;夏季晚上天气炎热,蛋鸡食欲下降,清晨空气凉爽,鸡采食量增加使营养得以补充;冬季夜间寒冷,清晨补光可使鸡群通过采食和运动来增加产热并维持鸡舍温度;以往晚
8、上补光,鸡群每日的产蛋高峰在上午,下午收集完鸡蛋后只能待第2d出售。鸡蛋放在鸡舍内受到苍蝇、老鼠及灰尘的污染，不但从外观上影响了蛋的新鲜度，同时因蛋内水分的蒸发减少了蛋重，影响收入。另外还要注意以下7点：1一定要制定周全的光照计划，并切实付诸实施，不得半途而废。2在育成期，每天光照时间应当保持恒定或逐渐减少，切勿增加。但每天光照时间不能少于6小时。3在产蛋期，每天光照时间应当保持恒定或逐渐增加，切勿减少，但每天光照时间不要超过17小时。4在产蛋期，必须注意光照时间的增加应当是逐渐的，不能突然的大量增加，否则易造成鸡的脱肛等病症的发生。5不得随意改变光的颜色和光照时间，否则会引起停产。一般都采用
9、红色或白色光照，其结果无论在产蛋量及蛋的质量方面都有改进，而且能防止或减少啄羽、啄肛、斗殴等恶癖的发生。同时对鸡的生长和饲料消耗等方面也能收到较好的效果。6在光照强度应当均匀一致。并且灯光应当逐渐明或暗，否则会引起惊群应激反应，突然关灯或把光照时间缩短太快都会引起换羽，产畸形蛋，甚至停产等不良后果。7必须加强综合性饲养管理措施，要切实做好鸡的疫病防治工作，以确保人工光照的效果。目前鸡舍一般采用自动或着智能补光技术。现在市场上多数采用时钟控制和光控相结合的方式实现智能补光。受外界光线制约的光电控制：根据光敏电阻的特点，在充足的自然光线下光敏电阻R为低阻2K,这时晶体管BG1饱和导通，继电器J吸合
10、，当夜暮来临后光敏电阻呈高阻2M,BG1截止继电器释放，常闭触点接通补光灯泡供电回路。由于季节的差异，光控时间也有所不同,以夏季为例，日长夜短，在光控作用下晚上8点开灯，凌晨5点灯灭。采用石英钟固定控制：由普通的石英钟芯同轴带动一凹凸轮，转动的凹凸轮直接压动微动开关。凸面时开关闭合，继电器得电吸合，凹面时开关断开继电器释放，常闭点接通灯亮。适当调整可以完成表芯时间控制，关5个小时、开7个小时，每12小时周而复始，循环不变，两种控制方式叠加在一起就是夏季补光的实际效果，也就完成了前面要求的凌晨提前二个小时补灯光、天亮后接受自然光，天黑后延续二个小时补光。随着昼夜时差；春、夏、秋、冬补光时间自行调
11、节，冬季补光时间相对最长，补光时间可提前及延长4-5小时之久。通过对光敏电阻的调整，还可以设定阴雨天全天自动补光的功能。电路中的发光管LED2可指示补光灯的工作状态。1.2.2 国外研究现状德国西门子公司的一家子公司近日推出一种发深红光的发光二极管（LED）温室补光光源，能更有效满足作物光合作用的需要，节能效益也更明显。近年来大功率LED 的研发成功为这一技术在温室补光方面的应用奠定了基础。这种LED 温室补光光源发光波长达到660 纳米，对植物光合作用非常适宜。此外，这种LED 光源能将37% 的输入电能转换为光能输出，发光效率在同色光源中已名列前茅，因而与传统温室补光源相比更为节能。西门子
12、公司在丹麦的一个试点项目使用大约5 万个这种LED 光源为几千平方米的种植面积补光使温室能耗比过去降低40%。目前温室人工补光光源主要有荧光灯、高压钠灯、低压钠灯和金属卤化物灯等，这些光源红外和绿光等光谱成分所占比重较大，作物光合作用所需的红、蓝光谱成分较少，光能利用率低，耗能大。相对而言，LED 光源不仅能提高温室光能利用率，还能在作物不同的生长阶段有的放矢地促进作物生长，比如红光有助促进作物长高，蓝光有助作物形成胚芽。在10% 和30% 范围内有针对性地调整蓝光在总光照中的比例还可节约化肥。红光加蓝光LED 系统的发光效率比传统高压钠灯高60%，而且LED 光源使用寿命平均为10 万小时，
13、可以长年免维护。1.3 本课题研究内容本课题只是研究如何给鸡舍补光。要求鸡舍有足够时间（18小时）的光照，时间在凌晨4点到晚上10点之间。也有给鸡一定的休息时间。不需要人工控制光照，实现制动化控制，并且能结合自然光照，节约电能，设备简单易行。1.3.1 设计内容本设计采用常见的电子元器件实现光照控制和时钟控制相结合的控制电路，使鸡舍光照时间恒定为凌晨4点到晚上10点之间的18小时，在晴天实现了傍晚、凌晨双时段补光，同时解决了阴雨天气补光的问题，在季节变换时也不需要调节，基本满足了实际需求，适用于中小规模的养鸡场。2 设计思路2.1 补光原理补光原理如图1图1 补光原理图如图1所示，光照控制和时
14、钟控制两种控制方式叠加在一起就是补光的实际效果，夏季补光实现了凌晨提前二个小时补灯光，天亮后接受自然光，天黑后延续二个小时补光。随着昼夜时差；春、夏、秋、冬补光时间自行调节，冬季补光时间相对最长，补光时间可提前及延长4-5小时之久。通过光敏电阻调整，还可以有阴雨天全天自动补光的功能。 2.2 设计方案首先，利用光敏电阻特性设计一个光控检测电路。没有光照时，给单片机相应引脚一个高电平信号，有光照时给该引脚一个低电平信号（设为输入信号）。再利用单片机软件实现时钟控制：当有输入信号时，单片机相应引脚为高电平；当没有输入信号时，且时间在凌晨四点到晚上十点时，单片机该引脚为低电平信号（设输出信号），如果
15、不在这个时间段，该引脚仍为高电平。再利用继电器设计一个灯光开关控制电路，当有输出信号时，继电器吸合使电灯工作，当没有输出信号时，继电器不吸合电灯不工作。本方案是以单片机为主体的设计方案，系统框图如图2所示感光电路时钟调节复位电路晶振电路单片机液晶显示LCD1602灯光开关控制电路图2 系统框图3 各模块电路设计3.1 直流稳压电源电路设计图3 电源电路图如图3所示，对220V市电进行变压、整流、滤波、稳压后获得5V的直流稳压电源，为感光控制电路、时钟控制电路提供低压直流电源；感光控制电路、时钟控制电路对控制量进行处理后控制主电路中补光设备的运行，进行补光。3.2 单片机芯片STC89C52原理本系统需要单片机完成24小时时钟系统的产生并送LCD1602进行显示、接受两个轻触开关送来的信号进行时钟调节、处理感光电路送来的信号并结合时钟系统对电灯开关电路控制。本系统对处理速度无特殊要求，故选择ATMEL公司生产的
