蛋鸡饲养场鸡舍温度控制系统设计文献综述

文献综述

一、课题研究的意义和价值

为了提高畜牧业的生产效率、降低生产成本、合理利用资源，将现代化的电子、通信、计算机和自动控制等技术应用于畜牧业生产中是现代畜牧业发展的必然趋势^[1]。在蛋鸡的养殖过程中，温度是养鸡的第一要素，合适的温度不仅能使鸡群得到良好的生长发育，节约饲料，而且能提高鸡只的抵抗力，减少发病率，最大限度的发挥生产性能，增加经济效益^[2]。随着科学技术的飞速发展，现代化养鸡对温度控制要求也越来越高。在工业自动化领域，对于温度控制的精确性、稳定性和反应速度的要求也日益提高^[3]。而传统的测温电路，其精度比较低，外围电路也比较复杂，要求工人工作主动性比较高，智能性较差，同时需要进行温度的校准、补偿，并且体积较大，使用不方便，在很大程度上影响了现代化养鸡现场温度控制的实际需要^[4]。温度的控制无论是在工业生产过程中，还是在日常生产中都有着非常得要的作用^[5]。因此，对蛋鸡饲养场鸡舍温度控制系统设计的研究已经是迫在眉睫的问题之一，研究该课题对蛋鸡养殖已经鸡蛋发展有重要意义。鸡最适宜的温度是18~ 23°C,温度过高过低均不利于产蛋^[6]。适宜的环境可以充分发挥鸡蛋产蛋潜力，增强分层抗病能力，减少疾病，直接影响生产效率^[7]。饲养室对温度控制的要求是既要做到准确无误又要简捷方便^[8]。在适宜的温度和湿度的条件下，将大大提高胚体孵化率^[9]。所以温度控制在科学研究和工业生产中具有重要意义，其控制系统具有非线性、纯滞后、大惯性等特点，导致传统的控制方式超调大、调节时间长、控制精度低^[10]。所以，尽快的开展对温度控制系统设计的研究和开发至关重要，具有重要的课题研究意义和价值。总的来说，国内外关于温度控制系统设计的研究不断深入，利用的方式也趋向于多样化，在各种领域都有所涉及。科技水平发达的国家更加致力于温度控制系统设计的研究，基于各种方式的温度控制系统不断问世，所以研究设计温度控制系统具有重要的社会价值。

二、温度控制系统的研究现状及发展趋势

2.1国内：

霍坤明^[11]详细分析了基于单片机的温度控制系统的功能及工作原理，研究了在实际过程控制当中单片机在温度控制系统中的实际应用，最后提出了单片机的温度控制系统的设计方案。陈勇^[12]在基于以AT89C51单片机为核心运用DS18B20温度传感器的温度控制系统中，提出了变论域模糊PID控制算法，将变论域模糊控制和PID控制相结合，结合生猪猪舍温度控制系统对传统PID控制算法以及变论域模糊PID控制进行对比分析，而实验结果表明，设计的温度控制系统采用了变论域模糊PID控制算法，提高了控制精度，加快了系统的响应速度，从而增强了温度控制系统的实用性，产生了重要的实际工程意义。

长春理工大学的孙昭^[13]则是介绍了一种基于PIC单片机的温度控制系统的设计，提出了整体设计思路，对温度控制系统的硬件电路进行了设计，在完成硬件电路后进行相应的软件设计并进行了系统的整合，完成了系统的调试和数据的检测。青岛农业大学的刘晓红^[14]则是结合设施农业的温室大棚养殖中的具体要求，研制了一套面向农村地区的低成本的温度监控器，给出了详细的软硬件设计。该系统采用开关电源，有效地降低了因电压不稳对系统的影响，提高了电源的利用率，具有成本低、安全性高和实用性强等特点。王瑾^[15]为了提高温度的测量精度和性价比，提出了一种以 AT89S52单片机为核心的温度控制系统的设计方案，详细介绍了温度控制系统的硬件电路设计和软件编程方法，并进行了实验测试。结果表明，所设计的温度控制系统结构简单，性价比高，并具有较高的测量精度。哈尔滨工程大学的张爱筠^[16]将嵌入式与温度控制系统结合, 设计了一个实用的嵌入式实时水温温度控制系统, 可以降低消耗, 控制成本, 从而提高生产效率。周波^[17]在温度控制系统设计中以PLC作为温度控制的核心，采用PID算法，用EM321模拟输入热电偶模块、EM232模拟输出模块并结合硅调压器实现了军械仓库内温度的闭环控制，实现了温度的有效控制，且温度调节精度较高、稳定性好、可靠性高。邓国富^[18]主要介绍了在温度控制系统研究现状的基础上，通过对加热炉体的温度控制的工作原理和现场工况，利用PLC的PID控制技术与人机界面即HMI，实现工业自动化的加热炉体温度的自动加热控制，同时结合实际经验对PID的参数整定的研究分析。葛玉明^[19]从PLC 控制的角度出发， 分析热处理炉温度控制系统的相关技术，根据输入输出点的配置选择合适的PLC，选用特殊模块完成模拟量输入，给出程序设计的基本流程，完成了温度控制的PLC控制系统设计。黄戈里^[20]为了获取最佳的温度控制效果，引入采用模糊理论和PID控制对激光器温度控制系统进行组合控制，通过模糊控制算法PID参数在线优化，采用仿真实验对其性能进行了比较和分析。结果表明: 获得了高精度的激光器温度控制效果，而且能够抵抗外界的干扰，响应时间短。胡朝^[21]提出研究高性能的温度控制系统是现今的主要任务, 在基于单片机的温度控制系统的开发与应用做出了相应的探讨。

2.2国外：

Longkui Wang^[22]在研究中充分结合S7-300PLC和Matlab软件，分析了传统PID控制器和自整定模糊PID控制器的温度控制效果。Ruilan Wang^[23]设计了基于Linux的硬件电路SCM。 采用数字式单总线温度传感器DSl8820提高温度测量的准确性，使用HM1500建立湿度频率检测电路培养箱，设计基于输出控制电路光电耦合器TLP521，电源驱动IC ULN2803和中继。Xinyun Qiu and Yuan Gao^[24]经过大量试验，设计了一个自动温度控制系统，由单片机、温度传感器、变频器等组成。组件。可用于对砖窑64个分布位置的温度进行监测。从单片机的温度控制曲线出发，根据测量的温度数据，该系统可以在每个位置上执行从每个风机改变风力功率的功能。因此，该系统实现了对大型砖窑不同位置温度控制的分配。 Fan yang^[25]研究了基于数据采集卡的温度控制系统的硬件和软件，并给出了设计实验。Gao Guofang^[26]实施一种先进的控制模式适用于控制炉温度，使超调小调整时间短，稳态误差小。Hong Ye^[27]建立了一个主动通风热控系统的仿真模型并进行了实验验证，并在两个时间尺度上讨论了PCM集成在信封中对功耗和温度控制效果的影响。 ZHANG Hai-feng^[28]设计改进的PID算法和脉宽调制（PMW）技术的结合导致整个过程温度控制，减少过冲和缩短滞后时间。David Jin^[29]提出了人工智能和数据可视化的温度控制。Dong Jie^[30]为解决空调系统的温度控制的要求，基于卡车涂装车间空调的结构特点，建立了实际的车间空调模型。

三、参考文献