基于模糊控制理论的妊娠母猪智能管控系统的研究

发布时间：2020-07-01 06:53

【摘要】：在规模化养猪场的养殖管理过程中,妊娠母猪生产效率直接影响着猪场的经济效益。为了进一步提高猪场对妊娠母猪的养殖管理水平,实现妊娠母猪精准化饲喂及妊娠猪舍环境精准化调控,本文研制一套妊娠母猪智能管控系统。该系统主要包括妊娠母猪智能饲喂系统和妊娠猪舍环境智能管控系统。妊娠母猪智能饲喂系统建立根据母猪妊娠天数和母猪背膘厚度制定符合母猪成长规律的饲喂量供给模型,实现对妊娠母猪的精准化饲喂,减缓饲喂量阶段化供给差异带来的应激反应,提高妊娠母猪饲喂福利水平;妊娠猪舍环境智能管控系统根据自适应模糊PID控制算法建立猪舍环境智能管控机制,实现减小妊娠猪舍温湿度偏离差,提高妊娠猪舍温湿度调控精准化程度。主要研究内容包括以下几个方面:(1)建立基于模糊控制器的妊娠母猪饲喂量控制模型。该模型参照母猪妊娠阶段和母猪体况(体况参照量,即背膘厚度)建立饲喂量供给模型,将妊娠母猪不清晰的生理妊娠阶段和背膘厚度及饲喂量进行模糊化;通过制定规则语句、选择模糊推理和清晰化方法,最终得到精准化、合理化的饲喂量供给模型,并通过实验验证了系统的可行性和合理性。(2)改良猪场妊娠猪舍环境温湿度调控系统控制算法。通过对比与分析模糊控制算法、PID控制算法和自适应模糊PID控制算法对妊娠猪舍温湿度调控系统的仿真结果,结合系统实验数据分析,得出基于自适应模糊PID控制算法的妊娠猪舍环境智能管控系统有效减少温湿度偏差值,提高系统的调控精度。(3)妊娠母猪智能管控系统硬件设计与实现。本系统下位机主控制器使用STM32芯片,射频模块采用13.56 MHz的FM RC522芯片,使用四个结合HX711数模转换模块的称重传感器对妊娠母猪体重信息进行采集,采用Microsteper Driver驱动器控制42式步进电机的转速和转动时间来控制给料量,利用ZigBee无线组网通讯技术实现数据通讯,使用AM2302传感器进行温湿度信息采集,并使用keil5软件工具进行下位机控制程序编程。(4)妊娠母猪智能管控系统软件设计与实现。本文使用Microsoft.NET Framework 4.7框架下Visual Studio 2015软件进行系统软件开发,其中上位机程序采用C#语言进行编写,并通过使用MySQL Connector/Net驱动程序对MySQL数据库进行操作。本文针对猪场母猪饲喂管理和猪舍环境管控,综合妊娠母猪养殖管理的相关经验,研制妊娠母猪智能管控系统。对于妊娠母猪饲喂,该系统根据母猪妊娠期和膘情的不同进行精准化饲喂管理;对于妊娠猪舍环境管控,基于自适应模糊PID控制算法改良的妊娠猪舍温湿度调控系统使舍内温湿度变化偏离差降低,温湿度能够保持合理稳定状态。妊娠母猪智能管控系统初步实现了对妊娠母猪精准化、智能化的养殖管理,为我国精准化畜牧业养殖管理提供相关技术支持,具有一定的应用价值和市场价值。
【学位授予单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP273.4;S828
【图文】：

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随着互联网的普及和物联网技术的发展，科研感器技术、嵌入式编程技术、智能自动化控制技方式逐渐替代原有的人工或半自动化的养殖管准度。目前，国内外专家针对智能化、科学化系列的产品。状猪产业的机械化、自动化研究要早于国内，美的妊娠母猪自动化饲喂装备及环境调控设备。的 TEAM 系统、荷兰 Nedap 公司的 Velos 系统产房母猪饲喂系统，德国的大荷兰人公司生产erMAC 系统[13,14]。 Osborne 公司研制的著名全自动母猪饲喂系统系统实现了妊娠母猪的群养化管理，利用射频况、空气温湿度等其他信息计算母猪当天的进不仅避免了限位栏养殖管理中易造成妊娠母猪时减少人为因素干扰、充分解放人力[16-17]。

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前言的 Velos 系统是一整套智能管理系统，起来。Velos 系统在西方发达国家已经得到了]。Velos 系统对妊娠母猪饲喂数据进行准确境因素进行自动化、智能化管理。经过大后的返情率仅为 7.4%，母猪年胎次量 2.4 系统是一整套的数字化、自动化的智能管生产效益[20]。Velos 饲喂系统装置图，如

【参考文献】