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作者：滨州学院 董艳艳 董兴刚 王欢

指导教师：卞丽 张显江

　　作品简介

      开发背景：由于近年来我国禽肉、蛋产品价格高位运行，且供应不足，影响了人民群众的正常生活，再加上各养殖户生产规模较小，技术相对繁笨，产业化水平不高，养鸡场的防御功能有待提高等问题的存在，我们研制了此养殖场智能化一体装置，它很好的解决了养殖场过于依靠人力劳动、智能化水平低的问题，在节省成本的情况下提高了产业的效率。

　　功能说明：本系统以STC15F2K61S2单片机为主控器，集成了热释电红外传感器模块、烟雾检测传感器模块、温湿度传感器模块、液晶显示模块、电机模块、按键操作模块、蜂鸣器流水灯模块等来实现养殖场的智能化控制。其中，操作按键模块不仅可以实现自动喂食、喂水、通风功能，还可以实现无人定时喂养。令外，我们安装了温湿度传感器，用来检测鸡场的温湿度情况，并以液晶来显示其温湿度情况，这样工作人员就可以根据液晶的显示来调节是否给鸡舍增温、补湿。此外，考虑到大型养鸡场应特别注意防火，所以我们给此装置安装了烟雾传感器来时时检测鸡舍内空气中可燃气体的含量，当浓度超标时及时提醒给工作人员。最后，考虑到大部分养鸡场都建在郊外或田野，猎物和盗贼时有入侵，为防止他们的侵入，我们安装了一款红外热释电传感器，用来检测有无入侵者，检测到时用红色流水灯驱赶猎物并提醒工作人员。这套装置在低成本、低功耗的基础上实现了养鸡场的安全监控、自动喂养、温湿度检测、通风换气、烟雾检测、非法入室监控、声光报警等智能一体化功能。

　　平台选型说明

      选用大赛指定的单片机开发板(以STC15F2K61S2芯片为控制核心)。

　　AM2301温湿度传感器模块

　　MQ-2烟雾传感器模块

　　HC-SR501 热释电传感器模块

　　L298N驱动电路模块

　　减速直流电机

　　7805稳压芯片

　　7809稳压芯片

　　1602液晶

　　矩阵键盘

　　流水灯

　　蜂鸣器。

　　设计说明

      本系统以STC15F2K61S2单片机为主控器，集成了热释电红外传感器模块、烟雾检测传感器模块、温湿度传感器模块、液晶显示模块、电机模块、按键操作模块、蜂鸣器流水灯模块等多个模块。以下分块来为大家作介绍。

　　1、主控制器：采用STC15单片机作为主控制芯片。STC15单片机是一种低功耗、高性能的CMOS8位微控制器，片内大容量2048字节SRAM，内部集成高可复位电路并可彻底省掉外部昂贵的复位电路，具有8K在系统可编程FLASH存储器，32个可设置四种模式的外部双向I/O口，运行速度快，价格便宜，性价比高。

　　2、驱动电路设计：电机驱动采用我们采用的是L298N电机驱动芯片模块，由单片机控制其工作来实现喂食、喂水、开窗的功能。此芯片工作电压高，输出电流大，额定功率25W。内含两个H桥的高电压大电流全桥式驱动器可以用来驱动直流电动机和步进电动机、继电器线圈等感性负载;采用标准逻辑电平信号控制，控制直流电机简单容易。该驱动模块使用光耦将电机电压与信号电压分隔，增强了可靠性。

　　3、烟雾检测电路:MQ-2/MQ-2S气体传感器所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡。当传感器所处环境中存在可燃气体时，传感器的电导率随空气中可燃气体浓度的增加而增大，而且使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号，因此我们采用了此型号传感器。

　　4、热释电模块：采用热释电洪外传感器实现夜晚对不明接近者的检测。有探测原件将探测并接受到的红外辐射转变为微弱的电压信号，经装在探头内的场效应管放大后向外输出。探测器前方的菲涅尔透镜，和放大电路相结合，感应距离可达7米，且功耗很小，隐蔽性好，价格低廉。

　　5、温湿度传感器：我们采用的是AM2301数字温湿度传感器来同时测量空气中的温度和湿度。AM2301温湿度模块只需要单片机的一个I/0口便可以实现时时检测控制，节省了宝贵的I/0资源，为实现更多功能的实现提供了可能。

　　6、液晶显示模块：用LCD1602液晶来显示温湿度。1602液晶具有耗电量低、容量大、显示字母和数字比较方便、控制简单、成本较低等优点。它与传统的数码管相比较而言，显示功能更加强大，操作更加方便。因此我们选用1602液晶来显示空气中温湿度。

　　7、报警提醒装置：我们采用的是蜂鸣器及流水灯来实现提醒功能。蜂鸣器和流水灯都具有价格低廉、易于控制、效果明显的优点。TC35短信模块虽然也可以实现及时提醒功能，且功能更加强大，但成本较高。使用者可根据自身需要来选择适合自己的提醒装置，这里我们采用前者来给大家演示。

　　作品特色

　　一.先进性：

　　1.该装置解决了当今现实生活中还需人工喂料的弊端，提高了智能化管理，节省了大量的劳动力，提高了经济效率。

　　2.喂料、喂水、通风可自能化也可人工化，我们可以利用定时器来实现定时喂料、喂水等，也可以关闭定时装置，采用人工按键控制，以预备特殊情况的发生，体现了该装置灵活、先进的特点。

　　二.实用性：

　　1.对于规模越大的养殖场，其对智能化的要求也就越高，我们设计 的这款智能装置就是针对现在养殖场智能化水平还不是很高的现状来设计的，它不仅可以实现通过按键来控制喂水、喂料、通风，而且可以利用定时功能来实现无人看管，智能喂养等。

　　2.对于养殖场来说，其空气质量往往比较差，而且空气中可燃性气体的含量要比外面高出很多，所以对于养殖场来说防火、通风是非常有必要的。我们一方面安装了烟雾传感器来检测空气中的可燃气体、烟雾等气体的含量，当危险气体含量超标时通过灯光闪烁和蜂鸣器报警来提醒主人。另一方面我们安装了通风装置，可以通过按键来为鸡舍及时通风换气。

　　3.防盗、防害是养鸡场的另一重要问题，对于大型养鸡场，其位置往往在地广人稀的地方，而这些地方往往野生动物较多，它们在找不到食物的情况下就会迫害鸡仔，所以防止这种事情的发生时养殖场主应该着重考虑的问题，所以我们为该装置设计了热释电传感器模块来驱赶野生动物，保护好鸡仔们的安全。

　　三.创新性：

　　1.在喂水装置中，利用的是大气压差来实现喂水的功能，借助了大自然力量，不仅结构简单、易于操作，而且可以节省很多机械、材料等方面的开支。

　　2.在夜晚，热释装置是通过红色流水灯的不断闪烁来驱赶狐狸等对鸡有伤害力的动物，并没有利用蜂鸣器，因为蜂鸣器在驱赶猎物的同时也会影响到鸡正常作息，但对于流水灯，我们只需把流水灯放在鸡舍外面就可以避免其对鸡的影响，而且红色灯光对大多数的动物都有震慑力，对鸡的保护效果也非常明显。