摘要據(jù)了解，我國的肉鴿養(yǎng)殖大多采用封閉式管理模式，肉鴿產(chǎn)量及品質(zhì)直接受到鴿舍環(huán)境條件的制約和影響。在現(xiàn)今的肉鴿養(yǎng)殖過程中，我國與先進(jìn)國家的發(fā)展水平也存在明顯差異。環(huán)境調(diào)節(jié)工作仍然主要依靠生產(chǎn)員工現(xiàn)場進(jìn)行操作，這便引發(fā)了一系列的問題，如過高的人工成本、監(jiān)控環(huán)境因素不全面、監(jiān)測精準(zhǔn)度低、信息反饋滯后等。由此可見，要想提高肉鴿的成活率和繁殖優(yōu)化，推動(dòng)肉鴿養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，環(huán)境監(jiān)控及控制系統(tǒng)技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用便是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)的核心控制組件采用了STM32單片機(jī)，利用DHT11溫濕度傳感器實(shí)時(shí)監(jiān)測鴿舍內(nèi)部的溫濕度狀況；通過MQ-135有害氣體傳感器對鴿糞所釋放的有害氣體含量進(jìn)行量化評(píng)估；同時(shí)配備PM2.5顆粒物傳感器，以收集鴿舍空氣質(zhì)量中的粉塵濃度信息；光敏電阻實(shí)現(xiàn)鴿舍中的光照檢測；采集到的各項(xiàng)數(shù)值通過AD轉(zhuǎn)換在OLED屏幕顯示。環(huán)境控制的方法通過單片機(jī)與各個(gè)傳感器相結(jié)合，利用繼電器驅(qū)動(dòng)相關(guān)電器實(shí)現(xiàn)能適時(shí)的給鴿舍降溫、加濕、照明、排氣，從而達(dá)到合理有效保持鴿舍舒適環(huán)境的功能，通過按鍵模塊可實(shí)現(xiàn)手動(dòng)和自動(dòng)切換模式。此外，該系統(tǒng)還利用到ESP8266WIFI模塊，基于騰訊云的物聯(lián)開發(fā)平臺(tái)，通過連接個(gè)人域網(wǎng)的方式，將監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸?shù)绞謾C(jī)微信小程序上，實(shí)現(xiàn)了手機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)測控制。同時(shí)，本系統(tǒng)具有成本低、功耗低、精準(zhǔn)度較高、監(jiān)控因素全面、使用簡單方便、可操作性強(qiáng)等特點(diǎn)，有利于提升肉鴿養(yǎng)殖效率、減少人工成本等作用。關(guān)鍵詞：肉鴿養(yǎng)殖；STM32單片機(jī)；傳感器；環(huán)境控制DesignofenvironmentalcontrolsystemforpigeonloftsAbstractItisunderstoodthatmostofthemeatpigeonbreedinginChinaadoptsclosedmanagementmode,andtheproductionandqualityofmeatpigeonaredirectlyaffectedbytheconstraintsoftheenvironmentalconditionsofthepigeonloft.Intoday'smeatpigeonbreedingprocess,thereisalsoasignificantdifferencebetweenChinaandthedevelopmentlevelofadvancedcountries.Theenvironmentaladjustmentworkstillmainlyreliesontheproductionstaffon-siteoperation,whichleadstoaseriesofproblems,suchashighlabourcosts,monitoringenvironmentalfactorsarenotcomprehensive,monitoringaccuracyislow,lagginginformationfeedbackandsoon.Therefore,inordertoimprovethesurvivalrateandreproductionoptimisationofpigeons,andtopromotethefurtherdevelopmentofthepigeonbreedingindustry,theresearchanddevelopmentandapplicationofenvironmentalmonitoringandcontrolsystemtechnologyisacruciallink.ThecorecontrolcomponentofthepigeonloftenvironmentalcontrolsystemadoptsanSTM32microcontroller,whichusestheDHT11temperatureandhumiditysensortomonitorthetemperatureandhumidityinsidethepigeonloftinrealtime;quantitativelyevaluatesthecontentofharmfulgasesreleasedfrompigeondroppingsthroughtheMQ-135harmfulgassensor;andisequippedwithaPM2.5particulatemattersensorinordertocollectinformationontheconcentrationofdustintheloft'sairquality;thephotocellimplementsthelightdetectionintheloft;thecollectedvaluesaredisplayedonanOLEDscreenthroughADconversion.Themethodofenvironmentalcontrolcombinesthemicrocontrollerwitheachsensor,andusestherelaytodrivetherelevantelectricalappliancestoachievetheabilitytocool,humidify,illuminateandexhausttheloftattherighttime,soastoachievethefunctionofreasonablyandeffectivelymaintainingacomfortableenvironmentintheloft,andthroughthekeymoduletoachievethemanualandautomaticswitchingmode.Inaddition,thesystemalsomakesuseoftheESP8266WIFImodule,basedonTencentCloud'sIOTdevelopmentplatform,byconnectingtothepersonaldomainnetwork,themonitoringdatawillbetransmittedtothemobilephoneWeChatapplet,toachievetheremotemonitoringandcontrolofmobilephones.TranslatedwithDeepL.com(freeversion)Atthesametime,thissystemhasthefeaturesoflowcost,lowpowerconsumption,highaccuracy,comprehensivemonitoringfactors,simpleandconvenientuse,andstrongoperability,whichisconducivetoimprovingtheefficiencyofmeatpigeonfarmingandreducingtheroleoflabourcosts. Keyword:Meatpigeonbreeding；STM32microcontroller；sensor；environmentalcontrol目錄第一章緒論 [24]。首先在騰訊云的產(chǎn)品開發(fā)界面新建一個(gè)產(chǎn)品，新建完成后，來到物理模型功能的設(shè)計(jì)界面，自定義鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)所需求的功能，隨后來到設(shè)備開發(fā)界面，選擇基于模組開發(fā)，模組為樂鑫的EXP8266，選擇完后來到交互開發(fā)界面，配置小程序：產(chǎn)品頁面展示、功能面板配置、二維碼配網(wǎng)，最后來到設(shè)備調(diào)試界面完成云平臺(tái)的搭建。云平臺(tái)搭建完成后如圖4-8所示。圖4-8騰訊云云屏臺(tái)搭建圖通過完成上面對云平臺(tái)的搭建，將會(huì)獲取到鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)的設(shè)備名稱、ID、密鑰，把這些設(shè)備名稱、ID、密鑰復(fù)制粘貼到EXP8266的程序代碼中進(jìn)行編譯。完成編譯后開啟系統(tǒng)進(jìn)行配網(wǎng)，同時(shí)打開手機(jī)微信掃描二維碼進(jìn)入到微信小程序連接界面中，然后連上WIFI熱點(diǎn)，等待ESP8266與云端建立連接，完成連接后微信小程序?qū)?huì)顯示出在云平臺(tái)搭建好的小程序界面，數(shù)據(jù)能夠借助ESP8266芯片自動(dòng)實(shí)現(xiàn)與小程序及云平臺(tái)的同步更新。如圖4-9所示，所展示的是鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)的小程序界面實(shí)例。圖4-9鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)小程序界面圖4.5本章小結(jié)本章主要完成了系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，首先介紹了代碼程序設(shè)計(jì)的一個(gè)開發(fā)環(huán)境，接著描述了主程序的內(nèi)容與基本設(shè)計(jì)流程圖，隨后闡述了各子程序是如何設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)的，以及它的一個(gè)流程圖設(shè)計(jì)，最后根據(jù)功能需求，對系統(tǒng)云平臺(tái)與微信小程序設(shè)計(jì)的流程進(jìn)行了一個(gè)詳細(xì)的描述。第五章系統(tǒng)測試與分析5.1系統(tǒng)功能測試本系統(tǒng)的功能測試，結(jié)合已完成焊接的硬件部分與完成編譯的代碼部分進(jìn)行。開始測試前，首先需排除系統(tǒng)是否出現(xiàn)電源故障、元器件損壞、程序下載錯(cuò)誤等問題。若電源故障，可利用萬用表在設(shè)備運(yùn)行時(shí)先行檢測電源電壓是否維持在穩(wěn)定狀態(tài)，并進(jìn)一步核實(shí)各引腳的電位是否保持在大約5V至4.7V的區(qū)間內(nèi)；若元器件損壞，檢查元器件是否安插錯(cuò)誤以及燒壞，可通過替換元器件解決；若程序下載錯(cuò)誤，可以通過留意燒錄過程中電路板是否存在異常氣味、煙霧以及元器件異常升溫等現(xiàn)象，進(jìn)而對各個(gè)硬件模塊的功能正常與否進(jìn)行排查。通過排除上面的問題后，便可接通電源給電路板上電，此時(shí)電源指示燈正常點(diǎn)亮，OLED屏幕顯示正常，表明系統(tǒng)處于正常運(yùn)行狀態(tài)。系統(tǒng)正常運(yùn)行后，通過按鍵2切換系統(tǒng)模式，自動(dòng)模式為：Z，手動(dòng)模式為：S。在自動(dòng)情況下：檢測鴿舍內(nèi)的溫濕度時(shí)，使用打火機(jī)打火在溫濕度傳感器表面模擬溫度升高，使用一塊濕紙巾包裹溫濕度傳感器模擬濕度變化，當(dāng)溫度大于32℃、濕度小于55%時(shí)，觀察OLED屏幕變化，繼電器1是否驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇、繼電器2是否驅(qū)動(dòng)加濕器；檢測鴿舍內(nèi)的光照強(qiáng)度時(shí)，可用手遮住光敏電阻，同時(shí)觀察OLED屏幕上的光照強(qiáng)度是否減小，當(dāng)光照強(qiáng)度小于20%時(shí)，繼電器3是否驅(qū)動(dòng)LED點(diǎn)亮；檢測鴿舍內(nèi)的PM2.5濃度時(shí)，使用一條細(xì)小的絲線穿過PM2.5傳感器，同時(shí)觀察OLED屏幕上的PM2.5濃度是否上升，當(dāng)PM2.5濃度大于150ug/m3時(shí)，蜂鳴器是否響起、繼電器4是否驅(qū)動(dòng)排風(fēng)扇；檢測鴿舍內(nèi)的有害氣體濃度時(shí)，通過在MQ-135表面使用打火機(jī)釋放有害氣體來檢測有害氣體濃度，同時(shí)觀察OLED屏幕上的有害氣體濃度是否增大，當(dāng)有害氣體濃度大30%時(shí)，蜂鳴器是否響起，繼電器4是否驅(qū)動(dòng)排風(fēng)扇。在手動(dòng)模式下：通過按下按鍵觀察繼電器的指示燈是否亮起，來判定繼電器開關(guān)狀態(tài)。同理，手機(jī)微信小程序遠(yuǎn)程控制的實(shí)現(xiàn)，可使用手機(jī)連接系統(tǒng)的WIFI模塊根據(jù)以上測試方法，來檢測系統(tǒng)是否被手機(jī)監(jiān)測控制。鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)實(shí)物圖如圖5-1所示：圖5-1鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)實(shí)物圖5.2系統(tǒng)結(jié)果分析本系統(tǒng)主要測試了在自動(dòng)模式下，當(dāng)傳感器等組件收集的數(shù)據(jù)超出或低于預(yù)設(shè)閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)開啟相應(yīng)的繼電器或者觸發(fā)蜂鳴器報(bào)警的功能，同時(shí)手機(jī)微信小程序會(huì)同步本系統(tǒng)的實(shí)時(shí)信息。當(dāng)系統(tǒng)通電運(yùn)行后，OLED屏上正常顯示出傳感器等模塊采集的數(shù)據(jù)，第一行左邊顯示溫度，右邊為濕度；第二行為PM2.5濃度；第三行為光照強(qiáng)度；第四行左邊為有害氣體濃度，右邊為自動(dòng)模式狀態(tài)，此時(shí)微信小程序同樣接收到了系統(tǒng)上傳的溫濕度、光照強(qiáng)度、有害氣體濃度、PM2.5值的數(shù)據(jù)，如同5-2所示：圖5-2數(shù)據(jù)采集顯示圖當(dāng)檢測到鴿舍內(nèi)溫度大于32℃時(shí)，繼電器1自動(dòng)打開驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇給鴿舍降溫，溫度低于32℃后，風(fēng)扇自動(dòng)關(guān)閉。此時(shí)系統(tǒng)檢測的溫度為32.3℃，風(fēng)扇開始自動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)。其展示效果如圖5-3所示：圖5-3風(fēng)扇自動(dòng)降溫圖當(dāng)檢測到鴿舍內(nèi)濕度低于55%時(shí)，繼電器2自動(dòng)打開驅(qū)動(dòng)加濕器給鴿舍加濕，此時(shí)系統(tǒng)檢測到的濕度為54%，加濕器開始自動(dòng)噴射出淡淡的水霧，以達(dá)到加濕效果。其展示效果如圖5-5所示：圖5-5加濕器自動(dòng)加濕圖當(dāng)檢測到鴿舍內(nèi)光照強(qiáng)度低于20%時(shí)，繼電器3自動(dòng)開啟驅(qū)動(dòng)LED燈進(jìn)行照明給鴿舍補(bǔ)光。此時(shí)系統(tǒng)檢測到的光照強(qiáng)度為13%，LED燈發(fā)出白光照明補(bǔ)光。其展示效果如圖5-4所示：圖5-4LED燈照明補(bǔ)光圖當(dāng)檢測到鴿舍內(nèi)PM2.5濃度大于150ug/m3或者有害氣體濃度大于30%時(shí)，繼電器4自動(dòng)開啟驅(qū)動(dòng)排風(fēng)扇進(jìn)行排氣通風(fēng)，以此來減低鴿舍內(nèi)的PM2.5濃度與有害氣體濃度，同時(shí)蜂鳴器發(fā)出報(bào)警提醒。此時(shí)PM2.5值為274ug/m3，有害氣體濃度為58%，其展示效果如圖5-5所示：圖5-5排風(fēng)扇排氣通風(fēng)圖經(jīng)過對系統(tǒng)一系列的測試與分析，本系統(tǒng)所設(shè)計(jì)的功能基本上都能實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)所有硬件的具體功能以及達(dá)到的效果如表5-1所示：表5-1系統(tǒng)功能組成部分功能說明Stm32最小系統(tǒng)對采集信息進(jìn)行處理分析DHT11溫濕度傳感器采集鴿舍內(nèi)的溫濕度光敏電阻采集鴿舍內(nèi)的光照強(qiáng)度PM2.5傳感器采集鴿舍內(nèi)空氣中的PM2.5值MQ-135有害氣體傳感器采集鴿舍中氨氣、硫化物、苯等有害氣體濃度ESP8266WIFI模塊實(shí)現(xiàn)手機(jī)微信小程序遠(yuǎn)程控制按鍵實(shí)現(xiàn)頁面切換、模式切換4路繼電器轉(zhuǎn)換電路、保護(hù)電器風(fēng)扇實(shí)現(xiàn)降溫加濕器實(shí)現(xiàn)加濕LED燈照明排風(fēng)扇排氣通風(fēng)OLED屏數(shù)據(jù)顯示蜂鳴器報(bào)警5.3本章小結(jié)本章主要描述了鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)的功能測試以及結(jié)果分析。首先介紹測試了系統(tǒng)下在自動(dòng)狀態(tài)下該如何模擬觸發(fā)的條件，最后對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的結(jié)果的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了一個(gè)總的描述概括，而系統(tǒng)也能夠?qū)崿F(xiàn)了鴿舍的環(huán)境監(jiān)測控制以及手機(jī)微信小程序的遠(yuǎn)程監(jiān)控。第六章總結(jié)與展望6.1總結(jié)鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)的初衷主要是為了能夠讓鴿子有一個(gè)適宜的生長環(huán)境，減少不良環(huán)境因素所帶來的影響。而在設(shè)計(jì)的前期，為了了解鴿子養(yǎng)殖業(yè)與養(yǎng)殖系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀，以及影響鴿子生長的環(huán)境因素，我通過在網(wǎng)絡(luò)上收集相關(guān)文獻(xiàn)資料來進(jìn)行了解，最后確定了本論文研究的內(nèi)容與系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案。根據(jù)設(shè)計(jì)方案，我對傳感器等外設(shè)硬件的選擇，結(jié)合最優(yōu)情況采用，以此來繪制出電路圖以及制作PCB板。在完成了硬件部分的設(shè)計(jì)后，來到軟件部分的設(shè)計(jì)，通過本系統(tǒng)所需求的功能編寫出程序代碼，以及設(shè)計(jì)出云平臺(tái)和手機(jī)微信小程序，最后將硬件與軟件結(jié)合。完成后的鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)可分為自動(dòng)模式與手動(dòng)模式，在自動(dòng)模式下：鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)可通過設(shè)定閾值，實(shí)現(xiàn)飼養(yǎng)員不在場的情況下，合理的控制鴿舍內(nèi)的環(huán)境因素，給鴿舍降溫、加濕、照明、排氣。在手動(dòng)模式下，飼養(yǎng)員可通過按鍵手動(dòng)開起風(fēng)扇、加濕器、LED燈、排風(fēng)扇。除此之外，飼養(yǎng)員還可以使用手機(jī)微信小程序連接本系統(tǒng)，監(jiān)測控制鴿舍內(nèi)的環(huán)境因素。6.2展望回顧這次畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程，我從中了解了我自身有那些不足之處，例如：焊接電路板不夠熟練出現(xiàn)虛焊等問題，以及對STM32單片機(jī)這方面的知識(shí)欠缺等，但好在功夫不負(fù)有心人，我最后還是完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。雖然說設(shè)計(jì)出的鴿舍環(huán)境控制系統(tǒng)基本上能滿足設(shè)計(jì)的需求，但我覺得仍然存在進(jìn)步的空間：PCB版可以再焊接精細(xì)些，防止電路出現(xiàn)虛焊、電路短路等問題；可以添加藍(lán)牙語音模塊，能夠更好的播報(bào)環(huán)境信息；傳感器采集數(shù)據(jù)方面還可以在現(xiàn)在的程度上更加精準(zhǔn)。參考文獻(xiàn)李欣,楊長鎖.肉鴿產(chǎn)業(yè)面臨的挑戰(zhàn)與機(jī)遇[J].中國禽業(yè)導(dǎo)刊,2022,39(10):15-20.梁圓媛.畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測與控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].重慶師范大學(xué),2018.高嬌,禹振軍,蔣彬等.鴿舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究與應(yīng)用[J].當(dāng)代農(nóng)機(jī),2022,(04):74-75.伍清林,金蘭梅,陳玉華等.鴿舍內(nèi)環(huán)境因素與細(xì)菌總數(shù)的相關(guān)性研究[J].家畜生態(tài)學(xué)報(bào),2014,35(10):74-79.賈良梁.鴿舍空氣中顆粒物的組成及其對動(dòng)物肺部的影響研究[D].揚(yáng)州大學(xué),2015.叢希,胡曉麗,袁洪印.國內(nèi)外畜禽舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2012,32(06):106-107.王麗莎.基于多傳感器的雞舍環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)研究[D].塔里木大學(xué),2022.張世登,陸練,楊辰寅等.基于STM32的云養(yǎng)殖監(jiān)控系統(tǒng)[J].信息與電腦(理論版),2021,33(10):133-135.刁統(tǒng)山.禽畜飼養(yǎng)場有害氣體測控系統(tǒng)研究[D].江蘇：江蘇大學(xué)，2006.柳平增,畢樹生,苗良等.畜禽規(guī)模養(yǎng)殖環(huán)境智能調(diào)控系統(tǒng)的研制[J].計(jì)算機(jī)測量與控制，2009，（7）：1316-1319.吳武豪.基于物聯(lián)網(wǎng)的豬舍環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2014.沈洪.國外養(yǎng)殖業(yè)趨勢[J].山東農(nóng)業(yè),1998,(06):45.馮魯.環(huán)境監(jiān)測技術(shù)的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].科技與創(chuàng)新,2015,(20):30+35.馮棟棟.基于STM32的物聯(lián)網(wǎng)畜禽養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].河北農(nóng)業(yè)大學(xué),2022.So