实用新型内容
针对现有技术之不足,本实用新型提供了一种畜禽养殖光照系统。
本实用新型的畜禽养殖光照系统的具体技术方案如下:
一种畜禽养殖光照系统,其包括智能调光控制器、可控硅调光模块和光源模块;所述智能调光控制器与所述可控硅调光模块相连接,所述可控硅调光模块与多个所述光源模块相连接;每个所述光源模块均包括与所述可控硅调光模块相连接的LED调光电源单元和与所述LED调光电源单元相连接的可调光LED光源单元;其中,所述可调光LED光源单元为青绿色光光源、橙黄色光光源或者粉红光光源。
本实用新型的畜禽养殖光照系统通过采用智能调光控制器可以预先设计好系统中灯光的开启和关闭时间和设定不同时段光线强弱,使本系统可以应用于不同的养殖模式中,减轻人工对灯光的复杂管理成本;通过采用可控硅调光模块使得本系统的光线渐明渐暗或光线强弱可调整,有效减少强光对鸡只的突然应激和满足鸡只不同生长时期对光照强弱的不同需求;通过采用LED调光电源单元可以减少LED灯在照明功能下的频闪,以保证鸡眼长时间不受刺激,给鸡只营造好的生存环境,减少鸡只的应激;通过将可调光LED光源单元设计为青绿色光光源、橙黄色光光源或者粉红光光源,可以根据不同鸡只的种类选择不同的光源。
根据一个优选的实施方式,所述智能调光控制器为智能环境控制器;或者,所述智能调光控制器为调光控制仪;所述调光控制仪包括:中央处理器和分别与所述中央处理器相连接的电源输入模块、时钟存储记忆模块、外部编程输入端口、机械触电控制按钮、电容式按钮、显示屏以及变量输出模块;并且,在所述智能调光控制器和所述可控硅调光模块之间还设置有手动电位器。
根据一个优选的实施方式,所述可控硅调光模块包括:可控硅调光器、与所述可控硅调光器相连接的第一EMI滤波器、与所述第一EMI滤波器相连接的第二EMI滤波器和与所述第二EMI滤波器相连接的反激变换器;并且,所述第二EMI滤波器分别通过导通角检测电路、辅助电源和电压/电流输入单元连接至微控制单元;所述反激变换器通过MOSFET驱动器连接至所述微控制单元;所述光源模块与所述反激变换器相连接,并且所述光源模块通过光耦合器连接至所述微控制单元。
根据一个优选的实施方式,所述LED调光电源单元为可调光的LED驱动电源。
根据一个优选的实施方式,所述可调光LED光源单元每三个组成为一个光源组;在安装状态下,多组所述光源组布置于养殖舍内,并且每个所述光源组中的三个所述可调光LED光源单元呈阶梯状布置。
根据一个优选的实施方式,每个所述光源组中最低位置处的可调光LED光源单元距离地面的高度H1为1.8米,最高位置处的可调光LED光源单元距离地面的高度H3为2.6米,中间位置处的可调光LED光源单元距离地面的高度H2为2.2米;并且相邻两个所述可调光LED光源单元之间的间距为2至2.5米。
根据一个优选的实施方式,所述可调光LED光源单元的功率为5W至7W。
根据一个优选的实施方式,所述可调光LED光源单元为色温在4200K至4400K之间的青绿色光光源;所述青绿色光光源包括红光LED、绿光LED和蓝光LED,使得所述青绿色光光源发出的青绿色光为由红光、绿光和蓝光组成的三色复合光;并且所述青绿色光的RGB值为R:64,G:224,B:208。
根据一个优选的实施方式,所述可调光LED光源单元为色温在2300K至2600K之间的橙黄色光光源;所述橙黄色光光源包括红光LED、绿光LED和蓝光LED,使得所述橙黄色光光源发出的橙黄色光为由红光、绿光和蓝光组成的三色复合光;并且所述橙黄色光的RGB值为R:255,G:166,B:69。
根据一个优选的实施方式,所述可调光LED光源单元为色温在1600K至1800K之间的粉红光光源;所述粉红光光源包括红光LED、绿光LED和蓝光LED,使得所述粉红光光源发出的粉红光为由红光、绿光和蓝光组成的三色复合光;并且所述粉红光的RGB值为R:255,G:192,B:203。
与现有技术相比,本实用新型的畜禽养殖光照系统具有如下有益效果:
本实用新型的畜禽养殖光照系统通过采用智能调光控制器可以预先设计好系统中灯光的开启和关闭时间和设定不同时段光线强弱,使本系统可以应用于不同的养殖模式中,减轻人工对灯光的复杂管理成本;通过采用可控硅调光模块使得本系统的光线渐明渐暗或光线强弱可调整,有效减少强光对鸡只的突然应激和满足鸡只不同生长时期对光照强弱的不同需求;通过采用LED调光电源单元可以减少LED灯在照明功能下的频闪,以保证鸡眼长时间不受刺激,给鸡只营造好的生存环境,减少鸡只的应激;通过将可调光LED光源单元设计为青绿色光光源、橙黄色光光源或者粉红光光源,可以根据不同鸡只的种类选择不同的光源。
实施例1
如图1所示,一种畜禽养殖光照系统,其包括智能调光控制器100、可控硅调光模块200和光源模块500。
智能调光控制器100与可控硅调光模块200相连接,可控硅调光模块200与多个光源模块相连接。
优选的,智能调光控制器100可以为现有技术中的智能环境控制器。
智能环境控制器是一种畜禽饲养综合性自动控制设备。它是应现代化养殖业向集约化、大型化发展的要求而产生的,是以后养殖设备发展的趋势。它具有“智能”、“记忆”、“远程控制”及“节省劳动力”等四大显著特点。设备采用先进的传感技术将禽舍内的温度、湿度、静压、氨气、光照等多种环境参数采集到微电脑处理器中,微电脑处理器通过智能算法,根据饲养进程,自动开启或关闭风机、湿帘、通风小窗、热风炉、供水系统、供料系统、清粪系统等,自动实现氨气排出,新风补充,加热保温,湿帘喷雾降温,定时喂料、定时清粪、定时光照、故障报警等功能,使标准化畜禽舍内环境在无人值守的情况下设备能自动工作,使鸡群每一分钟都处于最适合的养殖环境中,从而大大地提高了饲料转化率,节约了饲养成本,进而提高了饲养的利润。
如以色列AC2000系列环境控制器、AgroLogic环境控制仪、国产EC1211型环境控制仪等。
本实施例依托智能环境控制器自带的灯控系统,自带数字控制(4~20mA)和模拟电压输出(0~5V或者0~10V的直流电),通过低电压、低电流控制可控硅调光模块200,可控硅调光模块200再输出110或220V电压的大小电流,从而对单个AC110或220V的光源模块500中可调光LED光源单元400进行光照时间及光照渐明渐暗或不同程度的光照强度的控制,以达到不同时间、不同阶段的光照及光照强度、光线渐明渐暗的控制。
优选的,智能调光控制器100也可以为自行研发的调光控制仪。如图4所示,调光控制仪包括:
中央处理器110和分别与中央处理器110相连接的电源输入模块120、时钟存储记忆模块130、外部编程输入端口140、机械触电控制按钮150、电容式按钮160、显示屏170以及变量输出模块180。
优选的,中央处理器110的型号为STM32F103CBT6。电源输入模块120可以为DC12V、3A、50W的直流电输入模块,其用于为调光控制仪提供电源。时钟存储记忆模块130可以包括时钟模块和存储记忆模块。显示屏170可以为2.8英寸的TFT-LCD显示屏。
本实施例采用的自行研发的调光控制仪通过变量输出模块180可以输出直流可调电压0~5V或0~10V,使用状态下,变量输出模块180与可控硅调光模块200相连接;其可以分六个时段启停,每个时段的光照强度可以根据需要自行设定,每个阶段的启停,都是渐明渐暗的功能。优选的,还可以配一组手动电位器600调节输出0~10V可变直流电压,对可控硅进行信号控制输入,再由可控硅输出电压相同,电流大小可调,直接驱动可调负载LED,实现光线强弱的变化,灯光渐明渐暗的效果。
通过采用智能调光控制器100可以预先设计好系统中灯光的开启和关闭时间和设定不同时段光线强弱,使本系统可以应用于不同的养殖模式中(如蛋鸡模式:在保证光线渐明渐暗的功能下,光照时间按14H正常照明+1H补光(减少破蛋壳、软壳蛋);育雏模式:采用渐明渐暗功能,按日每天逐渐减少光照时间和光照强度的自动设定运行模式),减轻人工对灯光的复杂管理成本。
进一步的,在智能调光控制器100和可控硅调光模块200之间还设置有手动电位器600。优选的,手动电位器600为2-10K手动电位器。
优选的,如图2所示,可控硅调光模块200包括:
可控硅调光器210、与可控硅调光器210相连接的第一EMI滤波器220、与第一EMI滤波器220相连接的第二EMI滤波器230和与第二EMI滤波器230相连接的反激变换器240;并且,第二EMI滤波器230分别通过导通角检测电路250、辅助电源260和电压/电流输入单元201连接至微控制单元270;反激变换器240通过MOSFET驱动器280连接至微控制单元270;光源模块500与反激变换器240相连接,并且光源模块500通过光耦合器290连接至微控制单元270。其中,微控制单元270可以是型号为C8051F3XX的MCU。
优选的,本实施例的可控硅调光模块200采用的是全隔离单相交流调压模块。全隔离单相交流调压模块是集同步信号变压器、隔离控制电源、相位检测电路、移相电路、光电隔离触发及输出可控硅于一体,有效的实现了控制电路与高压电路的隔离,控制信号有直流电流输入与直流电压输入两种形式,大大满足了各种自动化控制的要求。使用简单,控制信号可由其它控制设备输出供给或直接用模块自带电源外接一只2~10K的电位器,就能实现将可控硅导通角在0~180°之间调节,达到调节输出电压的目的。并可以根据用户的要求增加软启动功能。广泛用于调光、加热、变压器调压等设备中。
全隔离单相交流调压模块根据输出波形的不同分半波输出型与全波输出型;半波输出型内部由一只单向可控硅输出;全波输出型根据输出可控硅的不同分一只双向可控硅输出的普通型与两只单向可控硅反向并联输出的增强型。按控制信号的不同又分为E、F、G型及多种控制信号型共四个种类。
当选取外接控制信号时,CON接正,COM接负;如极性相反则输出端失控(全开或全闭)。当控制端CON从0~5V改变时,交流负载上的电压从0伏到值可调(对阻性负载而言)。其中CON在0~0.8V左右时为全关闭区域,可靠关断模块的输出;CON在0.8~4.6V左右为可调区域,即随着控制电压的增大,交流负载上的电压从0伏增大到220V值;CON在4.6~5V左右时为全开通区域,交流负载上的电压为220V值。
更为优选的,本实施例采用的是全波输出的,多信号控制输入的全隔离单相交流调压模块。
每个光源模块500均包括与可控硅调光模块200相连接的LED调光电源单元300和与LED调光电源单元300相连接的可调光LED光源单元400。
优选的,LED调光电源单元300为现有技术中的可调光的LED驱动电源。如LED调光电源单元300可以选用出口高品质的可调光的LED驱动电源(如YWJ-KT-AC220V-15~40V型可调光的LED驱动电源)为终端负载,驱动电流0~280mA,宽电压输入100~240V,输出15~40V直流电压。保证LED灯在照相功能下均不能有频闪,以保证鸡眼长时间不受刺激,鸡只无应激现像。
根据封闭鸡舍内LED光照强度到达鸡只身上的光线强度LUX的综合测量指数,我们得出LED灯的最佳使用瓦数为5~7W;LED灯的分布间距D在2~2.5米/盏;灯头距地面布线按1.8/2.2/2.6米上下交错可达最佳鸡只采光效果。
具体的,可调光LED光源单元400每三个组成为一个光源组。
如图3所示,在安装状态下,多组光源组布置于养殖舍内,并且每个光源组中的三个可调光LED光源单元400呈阶梯状布置。
每个光源组中最低位置处的可调光LED光源单元400距离地面的高度H1为1.8米,最高位置处的可调光LED光源单元400距离地面的高度H3为2.6米,中间位置处的可调光LED光源单元400距离地面的高度H2为2.2米;并且相邻两个可调光LED光源单元400之间的间距为2至2.5米。
并且,可调光LED光源单元400的功率优选为5W至7W。
进一步的,因其使用环境为养鸡场,饲料粉尘多,养殖户必须采用喷水消毒的特殊性,故可调光LED光源单元400外壳选用防水、防尘、防虫、散热快的封闭型设计,如可以采用球泡型、飞碟型、葫芦型等外观,同时灯头部份采用防水设计,杜绝因浸水烧坏灯泡或漏电、触电事故;减少灰尘的藏污纳垢及细菌的滋生,有效减少鸡只的发病机会。
另外,根据各养殖场和科研人员试验数据,单色光对鸡只一生的生长有如下影响:
1.绿光使鸡只幼年加快生长,并提高抗病力;2、蓝光在鸡只幼年增重快,成熟早,诱导脾淋巴细胞增殖,增加免疫应答,后期蓝光使用能使蛋鸡产蛋高峰延长,3.红光使用能加快鸡只的性成熟,提高产蛋量,防止鸡啄癖;4.橙色有增加鸡蛋产量,5.光照强度越强,蛋壳破损率少,蛋壳强度越大,蛋壳厚度越大。
根据各单色光的特性,肉鸡、蛋种鸡、商品蛋鸡、育雏青年蛋鸡的自主选择特性、生理响应特性和协同促生长作用,分别挑选设计不同比例的单色光进行复合配色,选出对应色温的灯珠设计成可调光LED光源单元,进行养殖试验光照,对比各项鸡只的生理数据,挑选出最优的复合光LED。
具体复合光线设计比例及色温如下(R为红色,G为绿色,B为蓝色):
对于肉鸡:可调光LED光源单元400采用色温在4200K至4400K之间的青绿色光光源。青绿色光光源包括红光LED、绿光LED和蓝光LED,使得青绿色光光源发出的青绿色光为由红光、绿光和蓝光组成的三色复合光。其中,三色复合光比例为:R:64+G:224+B:208。
在相同的出栏重量条件下,肉鸡使用上述复合青绿光能提前1~2天出栏。
对于育雏青年鸡,蛋、种鸡:可调光LED光源单元400采用色温在2300K至2600K之间的橙黄色光光源。橙黄色光光源包括红光LED、绿光LED和蓝光LED,使得橙黄色光光源发出的橙黄色光为由红光、绿光和蓝光组成的三色复合光。其中,三色复合光比例为:R:255+G:166+B:69。
育雏小鸡、蛋鸡、种蛋鸡使用上述橙黄光,可以使育雏小鸡在生长期个体均匀,毛色好,抗病力强;蛋鸡、蛋种鸡产的蛋个体均匀,个体大,蛋壳质量好,裂纹蛋少,软壳蛋少,种蛋的受精率高。
对于商品蛋鸡:可调光LED光源单元400为色温在1600K至1800K之间的粉红光光源。粉红光光源包括红光LED、绿光LED和蓝光LED,使得粉红光光源发出的粉红光为由红光、绿光和蓝光组成的三色复合光。其中,三色复合光比例为:R:255+G:192+B:203。
商品蛋鸡采用上述粉红光,有效减少鸡只的应激,使蛋鸡性成熟提前10~20天,产蛋高峰延长1~2个月,鸡只的啄肛死淘率减少1~3%。
本实用新型的畜禽养殖光照系统首先根据各类型、各阶段鸡只的生理特性和自适应性对不同单色光的不同作用,通过红蓝绿三色光不同的比例能产生不同颜色的复合光的原理,结合单色光对鸡只的不同生长期的促进作用及自适应性,合理挑选配比出了用于肉鸡的青绿光(复合三色光比例R:64+G:224+B:208),色温4200~4400K;用于育雏青年鸡,蛋、种鸡的橙黄光(复合三色光比例:R:255+G:166+B:69),色温2300~2600K;用于商品蛋鸡的粉红光(复合三色光比例R:255+G:192+B:203),色温1600~1800K;其次,为减少强光对鸡只的应激以及不同时期鸡只的光照强度的不同,采用可控硅调光LED持术,光线渐明渐暗或光线强弱可调整,有效减少了强光对鸡只的突然应激和不同生长时期光照强弱不同而采取对应的光照强度来达到鸡只的生理需求;再次采用根据养殖场的照明时间长、高粉尘、高湿、高碱性(NH3)、有水雾消毒的环境,鸡场LED采用防水、防尘、防虫、防病菌、高散热的“四防一散”要求,采用球泡型、飞碟型、葫芦型等外观设计,同时灯头部份采用防水设计,有效延长了LED灯的使用寿命,使其平均使用寿命在1.2万小时以上。
根据试验数据和各养殖场的反馈,综合平均数据,我们得出以下有益效果:
1.肉鸡使用复合青绿光,在达到出栏重量下,肉鸡能提前1~2天出栏;
2.育雏小鸡、蛋鸡、种蛋鸡使用橙黄光,使育雏小鸡在生长期个体均匀,毛色好,抗病力强;蛋鸡、蛋种鸡产的蛋个体均匀,个体大,蛋壳质量好,裂纹蛋少,软壳蛋少,种蛋的受精率高;
3.商品蛋鸡采用粉红光,有效减少鸡只的应激,使蛋鸡性成熟提前10~20天,产蛋高峰延长1~2个月,鸡只的啄肛死淘率减少1~3%;
4.通过将通用的恒流驱动电源改为可控硅调光电源,使其调光无频闪,线性平滑,从而达到光线渐明渐暗,减少了灯光直接开启对鸡只造成的应激,减少了鸡只的死淘,增加了商品蛋鸡的产蛋率;
5.通过智能调光控制器的智能控制,减少了管理人员的人工操作强度及难度,实现了工业自动化一人规模养殖的自动化进程。
需要注意的是,本说明书中公开的所有特征,或公开的所有方法或过程中的步骤,除了互相排斥的特征和/或步骤以外,均可以以任何方式组合。
另外,上述具体实施例是示例性的,本领域技术人员可以在本实用新型公开内容的启发下想出各种解决方案,而这些解决方案也都属于本实用新型的公开范围并落入本实用新型的保护范围之内。本领域技术人员应该明白,本实用新型说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本实用新型的保护范围由权利要求及其等同物限定。