CN103517502A - 一种家畜养殖的光源控制系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种家畜养殖的光源控制系统，包括：存储器、微控制器、驱动电路以及照明灯组，其中，存储模块记录家畜的生长性能参数，微控制器与存储模块相连，计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号，驱动电路根据所述PWM信号调节输出电流的大小，进而调节照明灯组的光照强度，从而满足了家畜生长对光照强度的需求。

Description

一种家畜养殖的光源控制系统
技术领域
本发明涉及农业设施领域,更具体的说是涉及一种家畜养殖的光源控制系统。
背景技术
随着养猪业的不断发展，市场竞争加剧，养猪产业不得不向规模化、现代化发展，以求以高效的生长来应对日益增长的生长成本和波动的市场行情。
光照是动植物生长和繁殖的主要环境因素之一，适宜的光照对家畜的生长发育、性机能活动均起重要作用。可以表现在：光照射在家畜眼睛上，引起视网膜兴奋，通过视神经将兴奋传递到大脑皮层的视觉中枢，视觉中枢又将兴奋传送到下丘脑，使下丘脑分泌促释放激素，进而促进家畜的生长。
但是，发明人在本申请的研究过程中发现，现有的家畜养殖模式只通过日常的光照，不足以满足家畜的生长需求。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种家畜养殖的光源控制系统，解决了现有技术中的家畜养殖模式只通过日常的光照，不足以满足家畜的生长需求的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种家畜养殖的光源控制系统，包括：
记录家畜的生长性能参数的存储器，所述生长性能参数包括：家畜的性别、品种、生长阶段以及各生长阶段所需的光照强度值；
与所述存储器相连，计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号的微控制器，所述外部控制请求为所述家畜的生长性能参数中的一个或多个；
与所述微控制器相连，接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号的占空比调节输出电流大小的驱动电路；
与所述驱动电路相连的照明灯组。
优选的，还包括：
与所述微控制器相连，设定所述照明灯组的光照时间以及光照强度的时钟单元。
优选的，还包括：
与所述微控制器相连，通过光传感器检测所述家畜养殖棚内的光线强度的光强检测单元。
优选的，还包括：
与所述微控制器相连，扩展外接设备连接的通信接口单元。
优选的，所述照明灯组包括LED灯、OLED灯或激光二极管。
优选的，所述照明灯组具体为一个或多个LED灯。
优选的，所述LED灯为色温可调的LED灯。
优选的，所述照明灯组具体为球泡状的LED灯、管状的LED灯和/或面板状的LED灯。
优选的，所述照明灯组为波长在420nm到650nm范围内的LED灯。
一种家畜养殖的光源控制方法，包括：
获取家畜的生长性能参数，所述生长性能参数包括：家畜的性别、品种、生长阶段以及各生长阶段所需的光照强度值；
计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号，所述外部控制请求为所述家畜的生长性能参数中的一个或多个；
接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号的占空比调节输出电流大小。
经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明提供了一种家畜养殖的光源控制系统，包括：存储模块、微控制器、驱动电路以及照明灯组，其中，存储模块记录家畜的生长性能参数，微控制器与存储模块相连，计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号，驱动电路根据所述PWM信号调节输出电流的大小，进而调节照明灯组的光照强度，从而满足了家畜生长对光照强度的需求。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的一种家畜养殖的光源控制系统的结构图；
图2为本发明提供的一种家畜养殖的光源控制系统的又一结构图；
图3为本发明提供的一种家畜养殖的光源控制系统中驱动电路的电路图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一
请参阅图1，为本发明实施例提供的一种家畜养殖的光源控制系统的结构示意图，包括：存储模块101、微控制器102、驱动电路103以及照明灯组104，其中，存储模块101用于存储家畜的生长性能参数，所述生长性能参数包括：家畜的性别、品种、生长阶段以及各生长阶段所需的光照强度值，其中，存储器101可以为E2PROM，需要说明的是，上述生长性能参数可以自行设定和修改，并相应的生成新的控制程序，并将其存储在存储模块101中。
微控制器102与存储模块101相连，用于计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号，其中，所述外部控制请求为所述家畜的生长性能参数中的一个或多个；驱动电路103与微控制器102相连，用于接收PWM信号，并根据所述PWM信号的占空比调节输出电流大小，进而调节照明灯组的光照强度，从而满足了家畜生长对光照强度的需求。
本发明实施例提供了一种家畜养殖的光源控制系统，通过对处于不同的生长阶段的家畜采用不同的光照来进行养殖，满足家畜的生物学需求，本现以猪作为案例来说明家畜养殖过程中的光源控制系统，需要说明的是，本发明提供的家畜养殖的光源控制系统不仅仅适用于猪，还可以用于牛舍、羊舍等其他动物的养殖照明，在此，不一一列举。
由于不同性别，不同生长阶段的猪所需的光照强度和光照时间不同，故需要获取猪的生长性能参数，所述生长性能参数包括：猪的性别、品种、生长阶段以及各生长阶段所需的光照强度值，其中，存储器101可以为E2PROM。
在仔猪生长阶段，延长光照时间或提高光照强度，可增强仔猪肾上腺皮质的功能，提高免疫力，促进食欲，增强仔猪消化机能，提高仔猪增重速度与成活率。在本发明中，仔猪从出生到4月龄可采用18小时光照，光照强度为50-250lux。
对于生长肥育猪而言，适当提高光照强度，可增进猪的健康，提高猪的抵抗力；但提高光照强度也会增加猪的活动时间，减少休息睡眠时间。在本发明中，生长肥育猪的光照强度在40-125lux。光照时间对生长肥育猪影响不大，一般不超过10小时。
光照对猪的性成熟有明显影响，较长的光照时间可促进生殖系统发育，性成熟较早。短光照，特别是持续黑暗，抑制生殖系统发育，性成熟延迟。而光照强度的变化对猪性成熟的影响也十分显著。在本发明中，后备猪的光照时间为14小时以上，光照强度为60-250lux。
猪的繁殖与光照密切相关。配种前及妊娠期的光照时间显著影响母猪的繁殖性能。在配种前及妊娠期延长光照时间，有利于受胎和胚胎发育，提高受胎率，减少妊娠期胚胎死亡，增加产仔数。光照强度对母猪繁殖性能有明显的影响，饲养在黑暗和光线不足条件下的母猪，卵巢重量降低，受胎率明显下降。增加光照强度能提高产仔数、初生窝重及断乳窝重。光照强度的变化对母猪的繁殖机能也有着重要影响，日照缩短会提高猪的繁殖机能，而日照延长则会降低猪的繁殖机能。在本发明中，母猪的光照时间为12-17小时，光照强度为60-250lux。
光照对公猪的繁殖性能也有影响。在一定范围内，延长光照时间可提高公猪的性欲，增强光照强度可提高公猪的精液品质。在本发明中，公猪的光照时间为8-10小时，光照强度为100-375lux。
详情请参见表1。
表1
肉猪
Figure BDA00001832803000051
公种猪
Figure BDA00001832803000052
母种猪
Figure BDA00001832803000061
将表1中的猪的生长性能参数存储在存储模块101中，并通过微控制器，计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，其中，占空比的计算方法可以通过能量守恒定律计算以及公式:输出电压=输入电压*占空比，进行计算。微控制器102并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号，并通过控制占空比调节输出电流大小，进而调节照明灯组的光照强度，从而满足了家畜生长对光照强度的需求。
其中，所述照明灯组包括LED灯、OLED灯或激光二极管；也可以具体为一个或多个LED灯。其中，所述LED灯可以为色温可调的LED灯。所述照明灯组还可以为球泡状的LED灯、管状的LED灯和/或面板状的LED灯。
优选的，所述照明灯组为波长在420nm到650nm范围内的LED灯，需要说明的是，LED灯的形状以及波长均为可调值，具体为根据不同家畜的生长习性进行相应的调节。
实施例二
请参阅图2，为本发明提供的又一种家畜养殖的光源控制系统的结构图，实施例二为在实施例一的基础上进行的优化，增加了时钟单元105、光强检测单元106以及通信接口单元107，其中，时钟控制单元105与所述微控制器102相连，可以通过软件进行设定所述照明灯组的光照时间以及光照强度，具体的时钟单位105可以为时钟单元。光强检测单元106与所述微控制器102相连，用于检测所述家畜养殖棚内的光线强度，其中光强检测单元可以通过光传感器对光纤进行检测。通信接口单元107与所述微控制器102相连，用于连接扩展的外接设备。
图3为发明提供的一种家畜养殖的光源控制系统中驱动电路的电路图，所述驱动电路通过接收微控制器产生的PWM信号，调控得到相应的电流大小，进而调节照明灯组的亮度。
实施例三
本发明还提供了一种家畜养殖的光源控制方法，应用于上述实施例汇中任意一项所述的控制系统，包括：
获取家畜的生长性能参数，所述生长性能参数包括：家畜的性别、品种、生长阶段以及各生长阶段所需的光照强度值；
计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号，所述外部控制请求为所述家畜的生长性能参数中的一个或多个；
接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号的占空比调节输出电流大小。
综上，本发明提供了一种家畜养殖的光源控制系统，包括：存储模块、微控制器、驱动电路以及照明灯组，其中，存储模块记录家畜的生长性能参数，微控制器与存储模块相连，计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号，驱动电路根据所述PWM信号调节输出电流的大小，进而调节照明灯组的光照强度，从而满足了家畜生长对光照强度的需求。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例提供的装置而言，由于其与实施例提供的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所提供的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所提供的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种家畜养殖的光源控制系统，其特征在于，包括：
记录家畜的生长性能参数的存储器，所述生长性能参数包括：家畜的性别、品种、生长阶段以及各生长阶段所需的光照强度值；
与所述存储器相连，计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号的微控制器，所述外部控制请求为所述家畜的生长性能参数中的一个或多个；
与所述微控制器相连，接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号的占空比调节输出电流大小的驱动电路；
与所述驱动电路相连的照明灯组。
2.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：
与所述微控制器相连，设定所述照明灯组的光照时间以及光照强度的时钟单元。
3.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：
与所述微控制器相连，通过光传感器检测所述家畜养殖棚内的光线强度的光强检测单元。
4.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，还包括：
与所述微控制器相连，扩展外接设备连接的通信接口单元。
5.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述照明灯组包括LED灯、OLED灯或激光二极管。
6.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述照明灯组具体为一个或多个LED灯。
7.根据权利要求5所述的控制系统，其特征在于，所述LED灯为色温可调的LED灯。
8.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述照明灯组具体为球泡状的LED灯、管状的LED灯和/或面板状的LED灯。
9.根据权利要求1所述的控制系统，其特征在于，所述照明灯组为波长在420nm到650nm范围内的LED灯。
10.一种家畜养殖的光源控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1至9中任意一项所述的控制系统，包括：
获取家畜的生长性能参数，所述生长性能参数包括：家畜的性别、品种、生长阶段以及各生长阶段所需的光照强度值；
计算出不同所述光照强度值对应的PWM信号的占空比，并在检测到有外部控制信号时，输出与所述外部控制信号对应的PWM信号，所述外部控制请求为所述家畜的生长性能参数中的一个或多个；
接收所述PWM信号，并根据所述PWM信号的占空比调节输出电流大小。
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