标准化肉兔舍环境自动监测技术.docx
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标准化肉兔舍环境自动监测技术
标准化肉兔舍环境自动监测技术
专业:
动物科学
学生:
李国玲、201130790309
导师:
孙宝丽
摘要
我国养兔的历史非常悠久,道路比较坎坷。
自改革开放以来,我国的养兔业得到了长足的发展,但总体而言,在规模上,我国养兔业以分散,小群养为主,只有少数形成了标准化,规模化的养殖;在饲养管理技术方面,我国养免业参差不齐,一些养殖企业养殖技术可达到国际先进水平,但也有的非常落后,仍保持着传统的饲养模式。
兔肉是一种蛋白质含量高、脂肪含量低、肉质鲜美、易消化吸收的肉食品。
随着我国经济水平的不断发展,人民物质水平的提高,对膳食的要求越来越丰富,兔产品表现出了强大的市场潜力。
在人们对各类畜禽肉的需求不断加大,对安全、高品质、无污染、绿色食品的需求也日益强烈同时,这就对当前标准化的畜禽养殖场提出了很严格的要求,特别是“口蹄疫”、“疯牛病”和“禽流感”等疾病的出现后,迫使畜禽养殖厂必须改变传统的养殖方式,实行现代有效的标准化养殖。
本文针对国内肉兔养殖监测技术现状,结合我国的实际情况,提出标准化背景下的兔舍环境监测技术。
主要是通过分析当前兔舍环境监测的不足,着手构建了畜舍监测的硬件部分:
其中包括温湿度检测设备、二氧化碳检测设备、氨气检测设备和光照监测设备;并将四种传感器组合在一起,建立了养殖环境参数感知集中器,实现硬件水平,整体水平上对兔舍的标准化生产监测。
关键词兔舍监测技术监测设备自动化
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另外,有需要参考本文相关资料的请注明出处,违者本人将依法追究责任。
目录
目录……………………………………………………………………………………2
1.前言…………………………………………………………………………………3
2.我国肉兔兔舍监测技术的现状……………………………………………………4
2.1肉兔兔舍总体特点………………………………………………………………4
2.2兔舍环境监测的具体指标………………………………………………………4
2.2.1温湿度…………………………………………………………………………4
2.2.2光照……………………………………………………………………………5
2.2.3有害气体………………………………………………………………………5
3.标准化生产的兔舍环境监测技术…………………………………………………5
3.1温湿度检测………………………………………………………………………5
3.2二氧化碳浓度检测………………………………………………………………6
3.3氨气浓度检测……………………………………………………………………7
3.4光照度检测………………………………………………………………………8
3.5硬件系统总体结构……………………………………………………………10
3.6系统整体结构…………………………………………………………………10
4.结论………………………………………………………………………………11
致谢…………………………………………………………………………………11
参考文献…………………………………………………………………………12
1.前言
随着我国经济的发展,居民收入不断提高,居民饮食中肉类消费大幅提高,其中兔肉作为一种“健康肉”,更是受到大众的喜欢,兔类产品的消费量也不断增加。
根据FAO统计,1961年以来我国兔肉产量逐年增长,1961年兔肉产量为10500t,2009年为700000t,占世界兔肉产量的比例分别为20.64%和42.55%,1961至2009之间我国兔肉年均增长率达1.37倍,世界年均增长率仅为6.54%。
如下图所示[1]。
在图中的数据中肉兔增长率基本上一直上升,明显表现出了兔肉的消费市场潜力巨大,养兔业前景还是比较乐观的。
由于各种原因,虽然当前我国的养兔业得到了较大的发展,但与其他畜牧产业相比,尚未形成经济技术优势,生产比较脆弱。
国家畜禽产业体系的建设为肉兔养殖的快速发展提供了良好的契机。
作为畜牧业的重要组成部分。
而现行的肉兔养殖的兔舍存在各种问题:
疫病传播速度加快;接触传染性疫病增多,应激性疾病增多,“引进”疫病增加,疫病出现非典型化;细菌性疾病的发生率增高,治愈率降低,混合感染增多,病情复杂等[2]。
而在这些问题中,严重阻碍了肉兔养殖实现真正的标准化生产。
另外,标准化养兔区别于我国传统的饲养方式的一个重要特点是饲养数量达到一定规模,生产经营趋向于集约化、专业化,以高投入得到高产出,求得高收益。
它是农村深化改革的产物,也是我国畜牧业生产发展的必然趋势[3]。
禽流感疫情爆发给我们的教训之一,就是加强畜舍监测技术手段,推广标准化、现代化和规模化养殖,因此在标准化肉兔生产中如何实现传统养殖监测模式的改变,有必要进行深入细致的研究与探索。
2.我国肉兔兔舍环境监测技术的现状
2.1肉兔兔舍总体特点
第一,兔舍设施比较简陋,养殖效果受环境、季节影响大。
一些养殖户为节省投资成本采用陈旧、简陋的设施养殖肉兔。
由于简陋的设施难以监测兔舍内小气候环境,肉兔生产性能的稳定也受到影响。
第二,技术力量太薄弱。
现有的养兔企业一般规模较小,舍不得花钱培养技术人才,更舍不得花重金聘请技术专家。
更不用说硬件和软件配套了,因此兔舍环境监测跟不上去,严重制约产业标准化的发展。
第三,兔舍环境仍有待提高:
肉免养殖的水平较低,环境卫生较差,防疫条件也较差,存在受重大疫情威胁的风险。
第四,实现标准化兔舍监测存在一定难度。
由于政策、资源、技术、资金等各方面因素的影响,目前的兔舍环境监测与标准化养殖间还有较大的差距。
2.2兔舍环境监测的具体指标
2.2.1温湿度
温湿度对肉兔的生长发育、性成熟、繁殖力、肥育性能及饲料利用率等都有影响。
生产实践证明,肉兔生活在适宜温度范围内,能处于最佳生理状态和表现出良好的经济性能。
对肉兔来讲,高温高湿会影响肉兔散热,容易引起中暑。
低温高湿又会增加散热,使肉兔产生冷感。
在温度适宜而又潮湿的情况下,细菌、寄生虫的繁殖加快,可引起各种疾病而影响肉兔生长、繁殖和经济效益,因此,兔舍内温湿度应尽量保持恒定。
兔舍内的相对温度以60%~65%适宜,一般不应低于55%或高于70%,适宜的环境温度,初生仔兔为30~32℃,成年兔为10~25℃[4]。
目前兔舍温湿度监测主要是通过温度计,湿度计等简易方法进行监测,难以形成自动调节系统。
2.2.2光照
光照对肉兔的生理机能有着重要的调节作用,适宜的光照有助于提高肉兔的新陈代谢,增进食欲,促进钙、磷代谢等作用。
光照还可杀菌,保持兔舍干燥,有助于预防疾病等作用。
据试验,繁殖母兔每天光照14~16h,可获得最佳繁殖效果[4]。
现行的肉兔养殖中,通过人工的方式,关开灯,开灯数量的多少对肉兔进行光照时间,强度的控制,其具有不确定性,随机性。
这种方式的养殖对光照的监测手段基本上没有。
2.2.3有害气体
兔舍中,由于密集肉兔的粪尿、呼吸、腐败饲料残渣和生产过程中有机物分解等原因,有害气体成分要比开放式环境兔舍中和舍外有害气体成复杂、数量较多。
其中主要的有害气体包括二氧化碳、氨气。
而品种的兔子都对有害气体十分敏感,如果长时间处于较高浓度有害气体环境中,家兔的鼻粘膜会受到刺激,然引起相应的呼吸道疾病等,甚至可能发生大批量死亡情况[5]。
现有兔舍即使是配备有害气体的监测设备,但没有实现自动化监测,而空气中的有害气体的排放和稀释主要是通过人工的方式,进行自然通风换气,或机械换气。
3.标准化生产的兔舍环境监测技术
3.1温湿度检测
在肉兔舍监测技术中,温湿度检测是技术的最基本的变量之一。
由于兔舍内冬季湿度大,而且环境中充满有毒有害气体,因此温湿度传感器应有一定抗结露能力,能在恶劣环境中长期保持稳定运行。
本监测技术选取的是瑞士Sensirion公司生产SHT10温湿度传感器,二线串行接口的单品全校准数字式相对湿度和温度传感器,具有免外围电路、免标定、免调试、数字式输出及全互换的特点。
该传感器将传感器技术与CMOS芯片技术融合,为开发高集成度、高可靠性、高精度的温湿度测控系统提供了解决方案[6]。
,如图3-2所示。
图3-1SHT10温湿度传感器外形图
SHT10传感器默认的测量相对湿度和温度的分辨率分别为12位和14位,通过寄存器设置可以降至8位和12位。
测温范围为-40℃~+123.8℃,对应14位的分辨率为0.01℃;湿度测量范围是0~100%RH,对应12位的分辨率为0.03%RH,测量范围、分辨率均满足项目要求。
3.2二氧化碳浓度检测
常用的二氧化碳传感器类型有半导体传感器(电阻型和非电阻型)、电化学式、绝缘体传感器和非分红外型传感器[7]。
其中当前比较流行的是电化学式和非分红外型二氧化碳传感器,下面将这两种传感器进行比较,如表3-2所示。
由表3-2可以看出,除了非分红外型传感器价格略高以外,其他性能均高于电化学式,在本监测技术中,为兔舍配备的二氧化碳检测器为非分红外型二氧化碳传感器[8]。
选用的是蓝月科技的B-530二氧化碳传感器模块,传感器外形如图3-7所示。
B-530二氧化碳传感器模块无论在体积上,还是在质量上都是很小的,广泛用于农业、工业、生活、禽畜养殖业等。
模块预留有易插拔插针,非常方便和其他设备连接组合使用。
并且,该传感器模块输出口多样(I2C、模拟量)易于传输读取,适合多数场合的安装和拆卸[9-11]。
其主要参数如下:
3.3氨气浓度检测
由于氨气传感器主要用于兔舍内部,环境湿度较大,因此,选用电化学式氨气传感器[12]。
选用的氨气传感器是美国RAESystems公司的4NH3-100氨气传感器,外形如3-9所示。
4NH3-100氨气传感器具有驱动电路简单、良好的灵敏度和使用寿命长等特点,被广泛用于农业、工业、生活、禽畜养殖业等。
该传感器模块输出模拟量电流信号,易于传输读取,适合多数场合的安装和拆卸。
4NH3-1004NH3-100氨气传感器的主要技术参数如表3-6所示。
3.4光照度检测
监测技术中对光照强度采集模块选用的是北京迪辉科技有限公司研发生产的光照传感器模GY-30模块,该模块具有较高灵敏度的感光探测器,测量精度高,应用范围广,安装方便,价格低廉被广为应用[13,14],GY-30光照传感器外形如图3-15所示。
GY-30光照传感器模块采用ROHM公司的BH1750FVI芯片,具有精度高、外围电路少、使用方便等特点[15]
GY-30光照传感器模块主要技术参数如表3-9所示。
3.5硬件系统总体结构
硬件系统是整个监测技术的物理基础,在满足技术功能要求的同时,还要考虑监测的精度、分辨率、传输距离和速度等技术指标,对硬件系统进行优化设计。
本文硬件系统总体结构中的环境监测设备和通信组网设备纳入到硬件系统中,这两个设备主要负责环境参数的监测和数据的传输,通信组网设备将环境监测设备采集回来的数据转换成标准信号发给数据采集系统,硬件整体结构。
如图3-1所示[16]。
3.6系统整体结构
兔舍监测技术是一个综合多种设备、复杂多样的技术,其中包括有线通信技术、无线通信技术、计算机技术、传感器技术、电化学技术、数据采集技术、数据库技术、远程访问技术和畜禽养殖技术等,根据实际养殖环境和功能将系统分为环境监测设备、通信组网设备、数据采集系统和远程查询平台三个部分。
如图2-1所示[17]。
其中,环境监测设备包括温度监测、湿度监测、光照强度监测、二氧化碳浓度监测和氨气浓度监测监测。
4.结论
环境对肉兔的生长与生产具有十分重要的作用。
但在当前的肉兔养殖中,自动化监测环境中的温度,湿度,光照,有害气体等并没有推广与实行下去,仍停留在理论研究阶段或试验阶段。
本文针对养殖环境具体指标,分别设计了温湿度检测、二氧化碳浓度检测、氨气浓度监测和光照度监测四个部分,然后有根据被测物体的性质将温湿度检测、二氧化碳检测、氨气检测和硫化氢检测四种传感器组合在一起,构成养殖环境参数感知集中器,然后又根据系统的总体结构,设计出完整的兔舍环境监测技术原理图和信号流程图,最终目的是实现兔舍环境监测的自动化。
致谢
值此论文完成之际,首先要将最深的谢意献给我敬爱的孙宝丽老师。
同时感谢所有关心,帮助和支持我的老师、同学、家人和朋友。
参考文献
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