CN201967181U - 智能化综合养鸡的led光源控制系统 - Google Patents

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Abstract

目前的各类鸡种培育过程中采用传统人工光源，存在高能耗、光色不纯、寿命短等不足。本实用新型提供了一种用于智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于它包括LED光源控制器和多个LED灯管；光源控制器包括一微处理器和与微处理器连接的时钟单元和串口通信接口单元，微处理器内设有存储鸡生长曲线调节参数的内部存储器E2PROM，所述的微处理器内嵌一用于LED灯光强调节的控制软件模块，计算机内有一鸡生长曲线调节参数的设置软件模块，LED灯管通过电源线与光源控制器的驱动电路连接。本实用新型采用可程控的LED灯，可实现光质、光强与光照时间的自动调节，满足鸡在不同生长阶段所需的光照时间与光照强度要求。

Description

智能化综合养鸡的LED光源控制系统
技术领域
本实用新型涉及光源控制系统，特别是一种智能化综合养鸡的LED光源控制系统，可用于蛋鸡、肉鸡、雏鸡的科学化养殖。
背景技术
光调控与饲料、饮水的供给一样，直接决定鸡场的经济效益，如蛋鸡一般每天光照时间需13-18小时，能耗较高。光照的强度、时间和色度等对鸡的生长发育、休产、换羽、就巢、性成熟及啄食癖等行为影响显著，不同品种、不同生长阶段及不同性别的鸡对光照的需求殊异，通过光调控来促进新陈代谢，提高饲料利用率，可实现增产与源头减排的目的。
现在越来越多的鸡场开始研究各种各样的光照方案，并且已开发出了多种不同的方案，以便降低代谢疾患的发生率而同时尽可能减少体重和饲料利用率的损失。目前的各类鸡种培育过程中采用传统人工光源，存在高能耗、光色不纯、寿命短等不足。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷，提供一种用于智能化综合养鸡的LED光源控制系统，可有效地提高鸡的生产性能，提高经济效益，实现增产与源头减排的目的。
为此，本实用新型采用以下的技术方案：智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于它包括光源控制器和多个LED灯管，每个LED灯管由多个呈线性排列的红绿混光LED灯构成，光源控制器包括一微处理器和与微处理器连接的时钟单元和串口通信接口单元，微处理器内设有存储鸡生长曲线调节参数的内部存储器E2PROM，所述的微处理器内嵌一用于LED灯光强调节的控制软件模块，串口通信接口单元与一计算机连接，计算机内有一鸡生长曲线调节参数的设置软件模块，红绿混光LED灯通过电源线与光源控制器的驱动电路连接。微处理器用于完成控制软件模块的执行与计算机的数据通讯，通过微处理器和控制软件模块实现对LED灯中灯的智能控制，可实现混光LED灯的光强与光周期控制。串口通信接口单元用于微处理器与计算机通信进行接收、发送相关数据，时钟单元用于时间、周期的设定等。LED灯具有使用寿命长、节能效果明显等优点，非常适合在养鸡场等环境恶劣的场所使用。
作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型采取以下技术措施：
所述的红绿混光LED灯由多个红色LED和多个绿色LED组成，红绿混光LED灯中的多个红色LED与多个绿色LED各排成一列，相邻红绿混光LED灯之间的间隔根据光强要求进行布置，红绿混光LED灯设在养鸡槽上方的100-120cm处，每个红绿混光LED灯由光源控制器的两个控制输出接口分别控制红光与绿光驱动。使用红光与绿光高亮度LED能建立可调整光量、光谱、给光频率与工作比的人工光源，可视需要提供连续无闪烁的光或高频闪烁的光。
本实用新型还包括一LED总供电电源，其通过光源控制器向LED灯供电，LED总供电电源包括市电电源插座和将市电转换为直流电的电压转换装置。
所述的LED灯可以采用OLED灯(有机发光二极管)代替，OLED灯与LED点光源不同，它是很薄的平面分布式光源，且能大规模、大面积、低成本制造。
所述的微处理器采用AVR系列的MEGA8L作为主控芯片，通过I/O口线驱动MOS管来驱动LED灯，通过PWM输出调节占空比，实现对LED灯光强的调节；主控芯片的高电位引脚与接地引脚之间连接有稳压电容；所述的时钟单元连接有后备直流电源；时钟单元的电路包括PCF8563芯片，该PCF8563芯片中OSC1与OSC0引脚之间串联有两端陶瓷滤波器。
针对不同的鸡种以及在不同生长阶段对不同光质的需求，设置不同的生长曲线调节参数，将参数存储到微处理器的内部存储器E2PROM中，每次参数存储完毕后，就可以将计算机从本实用新型中撤离(在同一生长阶段中的参数是一致的，不需要再进行设置)。微处理器内的控制软件模块读取内部存储器E2PROM的存储参数，运行该控制软件模块，用于灯亮或灯灭的控制，从而实现对LED灯光强的调节。
蛋鸡的生长曲线参数如表1所示。
Figure BDA0000026462280000031
肉鸡的生长曲线参数如表2所示。
Figure BDA0000026462280000041
本实用新型具有以下有益效果：从节能效果、发光效率、光的利用率以及光质和光周期的可调控性上，本实用新型都比传统人工光源具有更好的性能特点；有效地提高鸡的生产性能，提高经济效益，实现增产与源头减排的目的。
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型作进一步说明。
附图说明
图1是本实用新型的原理示意图。
图2是本实用新型微处理器的原理示意图。
图3是本实用新型光源控制器控制LED总供电电源的电路原理图。
图4是本实用新型MCU主控芯片的电路原理图。
图5是本实用新型串口通信接口单元UART的电路原理图。
图6是本实用新型时钟单元RTC的电路原理图。
图7为本实用新型的设置软件模块的流程示意图。
图8为本实用新型的控制软件模块的流程示意图。
具体实施方式
如图1-2所示的LED光源控制系统，包括光源控制器、LED总供电电源和多个LED灯管。光源控制器包括MCU(微处理器)、与MCU连接的RTC(时钟单元)和UART(串口通信接口单元)，主要完成控制软件模块的执行与计算机的数据通讯，用于与计算机通信进行接收、发送相关数据，时间、周期的设定等工作；LED总供电电源为LED灯管提供电压、电流。微处理器通过串口连接线与计算机连接，计算机内装有设置软件模块，LED灯管通过电源线与光源控制器的驱动电路连接，1个光源控制器可以最多控制9根混光LED灯管，LED灯管的数量根据养鸡槽的大小和个数来选择，布置的要求是光密度尽量均匀。LED灯管由多个呈线性排列的红绿混光LED灯构成，每个红绿混光LED灯由红色LED和绿色LED组成，红绿混光LED灯中的多个红色LED与多个绿色LED各排成一列，由光源控制器的两个控制输出接口分别控制红光与绿光驱动，LED灯设在养鸡槽上方的100-120cm处，相邻LED灯之间的间隔根据光强要求进行布置，使相邻LED灯之间的间隔具有合适的光密度，满足本实用新型中鸡生长对光强度的需求。根据鸡在不同生长阶段对不同光质的需求，设置软件模块通过计算机设置不同的生长曲线调节参数，将参数存储到MCU内部的E2PROM，控制软件模块根据生长曲线参数自动调整光强。
MCU(微处理器)是由AVR系列的MEGA8L做主控芯片(即单片机)，通过18路I/O口线分别驱动MOS管来驱动LED灯，通过控制软件模块实现I/O口的高低电平来控制低压电源的开关，能对LED灯进行灯光比例调整，或通过PWM输出调节占空比，实现对LED灯光强的调节。
如图3所示，该电路主要是把市电220V转换成DC、12V恒流恒压电源提供给LED灯管，主要包括MOSFET、二极管等。通过脉冲宽度调制(PWM)控制实现输出需要的电压，开始的时候，当接入启动电源后由电阻R4给开关管Q1提供启动电流，使开关Q3开始导通，电路开始工作，后级输出12V交流电压再经过肖特基二极管SR560与及与其连接的电解电容C1进行整流滤波后输出直流(DC)12V恒流恒压电源。当微处理器MCU的I/O控制口控制三极管Q2导通时，开关管Q1同时也导通，二极管D4截止，输入的整流电压经Q1和L向C充电，这一电流使电感L中的储能增加。当微处理器MCU的I/O控制口控制三极管Q2截止时，开关管Q1也截止，电感L感应出左负右正的电压，经负载LED灯和续流二极管Q1释放电感L中存储的能量，从而维持输出直流12V LED灯电压不变。光源控制器与计算机进行通信，实现由计算机及设置软件模块来完成控制信号的输入。通过本实用新型的光源控制器可以实现发送相关数据，时间、周期的设定等工作，实现表1中蛋鸡的生长曲线下灯光的控制。
图4是本实用新型微处理器的主控芯片的电路原理图。为了保证整个控制系统的电路的安全运行，其中微处理器的芯片的高电位引脚7与接地引脚之间连接有电容C4，其中引脚28和引脚27分别连接时钟芯片的控制线(SCL)和源数据采集线(SDA)，用于与时钟电路的信号传输，并且引脚28和引脚27在连接VDD-2电源中分别连接有降压电阻R1和R2，电阻R1和R2的阻值相等。
图5是本实用新型中串口通信接口单元(UART)的电路原理图，串口通信接口单元由MAX232芯片与标准串口接口与计算机进行相互通信，MAX232芯片中的TXD与RXD分别与MEGA8L的TXD与RXD引脚相连，而MAX232芯片中的T1OUT与DB9接口中的2脚相连，R1IN与DB9接口中的3脚相连，DB9的5脚接地。
如图6所示，RTC(时钟单元)与光周期的设定是由RTC时钟芯片PCF8563以及相关元件完成，该PCF8563芯片中OSC1与OSC0引脚之间串联有两端陶瓷滤波器。本电路还设有后备电源，为了在断电的时候不会发生时间丢失问题。

Claims (8)

1.智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于它包括光源控制器和多个LED灯管，每个LED灯管由多个呈线性排列的红绿混光LED灯构成，光源控制器包括一微处理器和与微处理器连接的时钟单元和串口通信接口单元，微处理器内设有存储鸡生长曲线调节参数的内部存储器E2PROM，串口通信接口单元与一计算机连接，LED灯管通过电源线与光源控制器的驱动电路连接。
2.根据权利要求1所述的智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于：所述的红绿混光LED灯由多个红色LED和多个绿色LED组成，红绿混光LED灯中的多个红色LED与多个绿色LED各排成一列，红绿混光LED灯设在养鸡槽上方的100-120cm处，每个红绿混光LED灯由光源控制器的两个控制输出接口分别控制红光与绿光驱动。
3.根据权利要求1或2所述的智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于它还包括一LED总供电电源，其通过光源控制器向LED灯供电，LED总供电电源包括市电电源插座和将市电转换为直流电的电压转换装置。
4.根据权利要求3所述的智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于所述的微处理器采用AVR系列的MEGA8L作为主控芯片，通过I/O口线驱动MOS管来驱动LED灯，通过PWM输出调节占空比。
5.根据权利要求4所述的智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于所述主控芯片的高电位引脚与接地引脚之间连接有稳压电容。
6.根据权利要求4所述的智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于所述的时钟单元连接有后备直流电源。 
7.根据权利要求4所述的智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于时钟单元的电路包括PCF8563芯片，该PCF8563芯片中OSC1与OSC0引脚之间串联有两端陶瓷滤波器。
8.根据权利要求1或2所述的智能化综合养鸡的LED光源控制系统，其特征在于所述的LED灯采用OLED灯代替。 
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