[发明专利]一种育肥猪舍环境调控系统及方法

说明书

本发明公开了一种育肥猪舍环境调控系统及方法，包括检测单元、控制单元以及监控中心；所述检测单元检测育肥猪舍的温度、湿度、气流和氨气；所述控制单元利用PI副调节器实现对控制设备的控制；所述监控中心循环读取检测单元采集的育肥猪舍环境温度、湿度、气流和氨气参数，针对温度、湿度、气流和氨气设计单神经元自适应PSD控制器+神经元解耦补偿器构成育肥猪舍环境主调节器，实现对育肥猪舍环境温度、湿度、气流和氨气的有效控制。其中，检测单元检测育肥猪舍的温度、湿度、气流和氨气通过传感器组实现；控制单元的PI副调节器的输入来自监控中心的神经元解耦补偿器的输出，构成了主副调节器的多串级控制系统。

技术领域

本发明涉及农业畜牧养殖自动化装备技术领域，具体涉及一种育肥猪舍环境调控系统及方法。

背景技术

随着现代养猪业的快速发展，生猪养殖规模化、标准化程度越来越高，育肥猪舍环境对猪健康生长、猪肉品质、猪只福利和繁殖性能等的影响日益明显。为猪只生长提供一个良好的适宜的生长环境条件，保障猪只健康生长，确保猪肉的品质和安全性，这是提高养猪经济效益的重要环节。但是，近年来随着猪的抗病能力、健康水平呈下降趋势，需要适时调整育肥猪舍环境控制目标及其控制策略，研究开发新的育肥猪舍环境调控和技术装备，从而为现代养猪业提供技术支持。

育肥猪舍环境调控的目标主要是提高猪的健康水平、猪肉品质和繁殖性能，提高养殖户的经济效益，确保养殖人员的健康以及当地的环境不受污染。育肥猪舍温度的高低直接影响猪的热平衡，猪对环境温度的适应和调节能力是有限的，只有在适宜的范围内，猪才能通过自身调节使体内代谢产热与外界散热达到热平衡从而保持恒定的体温。产热与散热是否平衡，取决于育肥猪舍环境温度。舍内环境温度过高，猪体内热量无法及时排出体外，造成猪体温上升；舍内环境温度过低，超出机体可调节范围时，猪体温下降。高温使种猪的采食量减少，造成营养不良；高温使育肥猪日增重和料肉比减少，显著降低猪的生长性能。低温也会对猪产生不利的影响。正常环境温度比低温饲养的猪的脂肪多，胭体瘦肉率低。育肥猪舍湿度主要影响猪体温的调节，进而影响猪的生产力和健康水平。育肥猪舍内湿度过高，会增加细菌、真菌和寄生虫的滋生能力，猪的抵抗力降低，增加猪患疥癣、湿疹等皮肤病的机率。舍内湿度过低，会降低种猪的防卫能力，当湿度低于40％时，舍内空气中颗粒物含量增加，使呼吸道和皮肤病发病率增高，同时由于舍内空气干燥，水分的蒸发，会造成猪皮肤和暴露粘膜干裂。育肥猪舍舍内气流是由于气压分布不均匀而形成。气流的主要作用是排除舍内有害气体和影响猪的散热。在炎热的夏季，适当的气流有利于猪体散热，有益于猪的健康和生产。但是，仔育肥猪舍的气流不应超过0.3m/s，否则会引起仔猪机体变冷，增加发病率。在寒冷的冬季，气流加速猪体散热，加重猪体的寒冷感受，增加能量消耗，降低增重效率，不利于猪的生长及健康。不同季节对育肥猪舍通风的目的不同：夏季高温季节，通风可以排除舍内余热，降低舍内高温，缓解高温对猪的不良影响；冬季通风可以排除舍内污浊空气，引入新鲜空气，并减小舍内湿度。但是，舍内温度低而风速过高对猪则是有害的，因此冬季通风与保持舍内温度相互矛盾。健康清洁的育肥猪舍环境能够猪的正常生理功能，而有害的空气环境则会影响猪的健康和繁殖性能，引发各种疾病。育肥猪舍中的有害气体主要是氨气(NH₃)、二氧化碳(CO₂)、硫化氢(H₂S)等，它们影响猪的健康水平和生产能力。以氨气为例，它是一种无色、有刺激性气味的有害气体，可灼伤皮肤、眼睛和呼吸器官粘膜。育肥猪舍内部的氨气浓度一旦超过限定值，会对猪的呼吸系统和中枢系统产生危害，影响猪的生长性能、繁殖性能，降低饲料利用率和猪只日质量增加率。过高浓度的H₂S会抑制呼吸中枢，引起鼻炎、气管炎、咽喉灼伤，甚至引起肺水肿。因此，育肥猪舍温度、湿度、气流、通风、NH₃等都会对猪的生长产生重要的影响。