CN215500907U - 一种基于单片机的种蛋孵化系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于单片机的种蛋孵化系统，涉及二氧化碳浓度控制、恒温、恒湿。本装置是：箱体两侧开孔放置进气与排气扇，同时进气扇与排气扇外侧有遮板，通过步进电机一驱动控制进出气孔大小；在箱体中安装有步进电机二驱动的蛋盘，蛋盘上放置恒温槽，恒温槽内部放置鸡蛋；恒温槽内部装有蛋托、电热丝外侧有保温层；箱体底部放置有加湿水盘，水盘下部放置有加热装置可对水盘加热。本实用新型利用单片机控制技术，能够完成环境参数的自动调控；操作简单，数据准确性高；该装置可对种蛋进行自动孵化，具有广阔的应用前景。

Description

一种基于单片机的种蛋孵化系统

技术领域

本实用新型涉及鸡蛋孵化技术领域，尤其涉及二氧化碳控制与恒温恒湿控制。

背景技术

自孵化设备诞生以来，产生了一大批孵化机生产厂家，比如：美国鸡王孵化器公司、比利时皮特森公司、加拿大的詹姆斯威公司还有丹麦的富基公司等。【林其騄，葛秀珍.关于孵化设备的现状、发展与孵化工艺若干问题的商榷[J].中国家禽，1996(08)：4-6.】其中，鸡王孵化器是一种大型的孵化设备，使用电加热与喷雾加湿，同时还有带冷却水管的风冷系统，翻蛋采用电机控制的机械结构。詹姆斯威孵化器与鸡王孵化器在设计上有很大区别，采用巷道式孵化结构，开门安装在设备两侧，翻蛋采用气动式的翻蛋系统。

我国孵化设备的起源晚于国外，八十年代初期由北京市平谷电子机械厂生产出了云峰牌孵化机，经过几十年的发展，如今国内厂家设计生产孵化设备的能力已经赶上国外先进国家水平【陈木文.我国孵化设备的现状与发展[J].农机质量与监督，1997(06)：5-6.】。

除此之外，许多个人对孵化设备的研究也做出了很大贡献，如：兰海军【兰海军.基于单片机的多孵化箱温湿度控制系统的研究[D].华中农业大学，2008.】基于AT89C52单片机采用模糊控制的多孵化箱温湿度控制系统。通过串口发送孵化环境信息到上位机，利用LCD屏实时显示，同时，搭建多组孵化箱与上位机的通讯系统实现多孵化箱的控制。此外，袁涛【袁涛.基于嵌入式ARM的孵化箱温湿度控制系统的研究[D].华中农业大学，2011.】通过DS18B20和HS1101采集环境数据之后，使用基于ARM的Linux嵌入式操作系统，对孵化箱内温湿度进行控制。

此外，胚胎在发育过程中一直通过蛋壳表面的气孔进行气体交换。正常情况下，需要将孵化器内氧气水平维持在21％左右，二氧化碳水平维持在0.5％左右。与此同时，较高的二氧化碳水平一直被认为是不利于胚胎的发育的。但是近年来的研究表明，胚胎对环境二氧化碳含量的敏感性会随发育的时长而变化，并且，孵化过程中高碳酸血对与胚胎的发育可能是有利的【吴义景，许月英.二氧化碳对鸡胚发育和孵化的影响[J].中国家禽，2009，31(19)：35-37.】，比如，De Smit等人的研究就证实在孵化期的前10天里，对孵化箱做不通风处理，使箱内二氧化碳水平上升到0.7％对于鸡胚胎的发育具有促进作用【De Smit L，Bruggeman V，Debonne M，Tona J K，Kamers B，Everaert N，Witters A，Onagbesan O，Arckens L，De Baerdemaeker J，Decuypere E.The effect of nonventilation duringearly incubation on the embryonic development of chicks of two commercialbroiler strains differing in ascites susceptibility.[J].Poultry science，2008，87(3).】。

经检索目前国内尚未发现有关针对种蛋恒温槽孵化与二氧化碳控制应用于生产实际。

实用新型内容

本实用新型的目的就在于克服现有技术存在的问题和不足，提供一种新型的种蛋孵化系统，操作简单孵化率高。

本实用新型的目的是这样实现的：

包括被孵化对象鸡蛋(16)；

其特征在于：

设置有显示屏、按键、单片机、电路板、排气扇、滑槽、遮板、箱体、滑轮、引绳、步进电机一、步进电机二、传动带、恒温槽、蛋托、水盘、电热陶瓷、鸡蛋、湿度和二氧化碳传感器、导线、进气扇；

其位置与连接关系是：

在箱体的两侧开孔安装有进气扇与排气扇，并在外侧加装滑槽与遮板；

在箱体内顶部放置有湿度和二氧化碳传感器，有侧壁的上部设置有步进电机二带动的传动带，中部设置有蛋托，蛋托上放置恒温槽，恒温槽内放置鸡蛋；

在箱体内底部设置有水盘，水盘下设置有电热陶瓷；

在箱体外部设置有显示屏、按键、单片机、电路板，电路板通过导线与湿度和二氧化碳传感器；同时单片机也通过导线与进气扇、排气扇、步进电机二、恒温槽、电热陶瓷连接。

二、种蛋孵化系统

本系统的工作方式如下：

①开机，等待系统预热完毕后，将鸡蛋放入恒温槽，密封；

②系统自动判断孵化时长，检测二氧化碳含量，如果孵化未满10天开启高浓度孵化模式，反之开启低浓度孵化模式；

③系统显示屏可实时显示孵化状态与孵化箱环境状况；

本实用新型具有以下优势以及创新点：

①利用单片机技术控制孵化，能够完成环境参数的自动调控；

②采用新型高浓度二氧化碳刺激孵化模式，能够提升孵化质量；

③通过恒温槽的方式更好的对鸡蛋的壳温进行精准均匀的控制；

④操作简单，使用方便；

附图说明

图1是本装置的结构示意图，

图中：

0-显示屏；

1-按键；

2-单片机；

3-电路板；

4、20-排气扇、进气扇；

5-滑槽；

6-遮板；

7-箱体；

8-滑轮；

9-引绳；

10-步进电机一；

11-传动带；

12-恒温槽；

13-蛋托；

14-水盘；

15-电热陶瓷；

16-鸡蛋；

17-步进电机二；

18-湿度和二氧化碳传感器；

19-导线；

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明：

一、装置

1、总体

(1)如图1，设置有显示屏0、按键1、单片机2、电路板3、排气扇4、滑槽5、遮板6、箱体7、滑轮8、引绳9、步进电机一10、步进电机二17、传动带11、恒温槽12、蛋托13、水盘14、电热陶瓷15、鸡蛋16、湿度和二氧化碳传感器18、导线19进气扇20；

(2)恒温槽。分为内、中、外三部分，内部由弹性好的塑料材质构成，中部在镂空塑料上缠绕有电热丝，并且在电热丝空隙中放置温度传感器实时监测鸡蛋壳温，外部是保温材料。

其位置与连接关系是：

在箱体7的两侧开孔安装有进气扇20与排气扇4，并在外侧加装滑槽5与遮板6；

在箱体内顶部放置有湿度和二氧化碳传感器18，内部侧壁的上部设置有步进电机二17带动的传动带11，中部设置有蛋托13，蛋托上放置恒温槽12，恒温槽内放置鸡蛋16；在箱体内底部设置有水盘14，水盘14下设置有电热陶瓷 15；

在箱体外部设置有显示屏0、按键1、单片机2、电路板3，电路板3通过导线19与湿度和二氧化碳传感器18；同时单片机也通过导线与进气扇20、排气扇 4、步进电机一10、步进电机二17、恒温槽12、电热陶瓷15连接。

2、功能部件

00)显示屏0

显示屏使用128*64像素的OLED屏幕，用来显示孵化状态、孵化时长、孵化箱内温度、湿度、二氧化碳浓度信息。

01)按键1

按键1负责点亮OLED屏幕、调整蛋托位置。

02)单片机2

单片机2选用STM32F103C8T6，作为本装置的控制芯片。

03)电路板3

电路板3是双层板，为各个器件的连接提供接口。

04、20)排气扇4、进气扇20

排气扇4、进气扇20负责增加孵化箱内气体与外部气体的交换。

05)滑槽5

滑槽5用来限制遮板的活动，使其只能上下移动。

06)遮板6

遮板6的作用是调整孵化箱两侧的进出气口大小。

07)箱体7

箱体7用来提供一个与外界隔绝的内部孵化环境，避免外界温度、湿度、气体环境对孵化环境产生影响。

08)滑轮8

滑轮8用来改变引绳的受力方向，便于步进电机一的控制。

09)引绳9

引绳9的作用是牵引遮板上下移动。

10、17)步进电机一10、步进电机二17

步进电机一10作为引绳的动力源，绞起或放开引绳来改变遮板位置；步进电机二17作为蛋托的动力源，用来上下45°摆动蛋盘达到摇蛋的效果。

11)传动带11

传动带11把步进电机二17的动力传送到蛋托。

12)恒温槽12

恒温槽12的作用是固定并加热鸡蛋，为鸡蛋提供一个稳定的孵化温度，并且内部有温度传感器DS18B20实时检测鸡蛋壳温。

13)蛋托13

蛋托13为恒温槽用来放置恒温槽，上下45°摆动恒温槽达到摇蛋的效果。

14)水盘14

水盘14作用是存放水利用水的蒸发来维持孵化箱内部的湿度。

15)电热陶瓷15

电热陶瓷15用来改变加热水盘内的水，由此达到增加蒸发量的效果。

16)鸡蛋16

被孵化。

18)湿度和二氧化碳传感器18

湿度和二氧化碳传感器18用来采集孵化箱内的湿度与二氧化碳浓度，其中湿度传感器的型号是DHT11、二氧化碳传感器的型号是MH-Z19B。

19)导线19

导线19用于连接系统内的各个需要连接的电路网络。

3、工作机理

本装置由单片机2、排气扇4、进气扇20、遮板6、恒温槽12、水盘14、湿度和二氧化碳传感器18等实现孵化箱内温湿度以及二氧化碳浓度的实时监测与调控，通过单片机判断当前状态做出合适的调节从而实现种蛋的自动孵化。

Claims (1)

1.一种基于单片机的种蛋孵化系统，包括被孵化对象鸡蛋(16)；

其特征在于：

设置有显示屏(0)、按键(1)、单片机(2)、电路板(3)、排气扇(4)、滑槽(5)、遮板(6)、箱体(7)、滑轮(8)、引绳(9)、步进电机一(10)、步进电机二(17)、传动带(11)、恒温槽(12)、蛋托(13)、水盘(14)、电热陶瓷(15)、鸡蛋(16)、湿度和二氧化碳传感器(18)、导线(19)进气扇(20)；

恒温槽分为中外三层，内层由弹性好的塑料材质制成，中层由镂空的支撑板与电热丝构成，其空隙间放置由温度传感器，外层由保温材料构成；

其位置与连接关系是：

在箱体(7)的两侧开孔安装有进气扇(20)与排气扇(4)，并在外侧加装滑槽(5)与遮板(6)；

在箱体内顶部放置有湿度和二氧化碳传感器(18)，有侧壁的上部设置有步进电机二(17)带动的传动带(11)，中部设置有蛋托(13)，蛋托上放置恒温槽(12)，恒温槽内放置鸡蛋(16)；

在箱体内底部设置有水盘(14)，水盘(14)下设置有电热陶瓷(15)；

在箱体外部设置有显示屏(0)、按键(1)、单片机(2)、电路板(3)，电路板(3)通过导线(19)与湿度和二氧化碳传感器(18)；同时单片机也通过导线与进气扇(20)、排气扇(4)、步进电机一(10)、步进电机二(17)、恒温槽(12)、电热陶瓷(15)连接。

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