[发明专利]牛舍温度智能控制系统

说明书

技术领域

本发明属于畜禽舍环境参数的信息管理、控制网络和智能控制领域，具体涉及一种牛舍环境温度智能控制系统，实现牛舍环境温度的高质高效检测、控制和管理。

背景技术

牛是恒温动物，当牛体产热与散热平衡时，意味着健康状况和生产能力正常，反之则导致生理机能的异常，使健康状况和生产能力下降。温度过高或过低都会影响增重效果。尤其在低温环境下，降低饲料消化率，提高代谢率，舍温过低，牛必须增加产热量以维持体温，使育肥牛增重缓慢，同时饲料消耗量增高，降低饲料消化率，同时又提高代谢率，以增加产热量来维持体温，显著增加饲料消耗。通常环境温度在5-21℃时牛的增重最快；温度过高，肉牛增重缓慢；因此，在饲养管理中，要为牛创造良好的生活条件，在适宜温度范围内奶牛的代谢作用和产热处于最低水平，饲料消耗少，发病少，高于或低于这范围，牛在生理上会发生一系列的变化。在牛的饲养管理中温度起着至关重要的作用，主要表现在以下方面：①牛舍温度对牛采食量的影响。热应激往往导致牛采食量下降，牛在环境温度为22-25℃时采食量开始下降，30℃以上时采食量明显下降，40℃以上时耐热性差的牛将停止采食。温度升高时，奶牛散热加强，流经全身皮肤表面的血量增多，导致消化道内的血量不足，影响对营养物质的消化速度，使消化道内充盈，易导致胃的紧张度升高，也可以抑制采食。在低温条件下牛的采食量增加，消化率下降，产热量增加，能量消耗增加，导致饲养效果差。②牛舍温度对牛血液中的激素、维生素和离子浓度的影响。热应激影响血液中的激素、维生素、离子水平，热应激时牛血清中的皮质醇浓度升高，孕酮和雌二醇含量无变化。在热应激状态下，牛血浆中的核黄素、烟酸、泛酸、生物素和VBI等均可作为酶促反应的辅助因子而使含量下降。③牛舍温度对生产性能的影响。热应激引起牛代谢机能和酶活性的改变，导致牛采食量的下降和饲料利用率降低，造成奶牛体内营养不足；由于热应激的作用，牛的生长激素、雌激素及前列腺素分泌减少，影响了牛的发育，常常导致奶牛的产奶量和肉牛的生长量不同程度的下降。④牛舍温度对繁殖性能的影响。牛的繁殖与气候因子关系极大，牛的繁殖力在夏季出现灾难性的下降，公牛春季的精液产生量高于夏季，在炎热的气候条件下，牛的发情周期延长，出现短促发情甚至乏情，影响适时配种，受胎率降低，而且早期胚胎死亡增多，容易流产，且分娩出的犊牛体重减轻。⑤牛舍高温促使牛疾病的发生率增加。疾病发生率增加是由于夏季高温使奶牛的生理机能发生变化，免疫球蛋白产生减少，机体抵抗能力下降，原溶菌容易生长繁殖并侵害机体等原因引起的。⑥热应激对奶牛内分泌和免疫机能的影响。内分泌系统在调节机体代谢过程中发挥着重要的作用，其分泌激素参与养分在机体内再分配和稳态调节，而热应激则影响多种内分泌激素如生长激素、甲状腺素、催乳素、糖皮质激素、抗利尿激素和醛固酮等的分泌，进而导致奶牛机体代谢紊乱。⑦热应激状态下奶牛乳成分的变化。在高温条件下，牛奶中的乳脂、乳蛋白、乳糖及非脂固形物含量明显下降。高温热应激能够降低乳品质，影响经济效益。总之，牛舍的温度不仅影响肉牛的健康和增重，也会影响饲料采食量及饲料利用率。牛舍的温度将会导致肉牛生长缓慢，饲养成本增高，甚至会使机体抵抗力下降，诱发各种疾病；温热环境受牛舍外气温变化的影响，也受牛舍内牛体散热、围护结构失热和通风带热等因素的直接影响。因此，对牛舍的环境温度进行精确检测与高效控制对于提高各种牛的生产性能，温度过低，降低饲料消化率，同时又提高代谢率，以增加产热量来维持体温，显著增加饲料消耗。控制牛舍温度对提高牛舍养殖经济效益有着十分重要的作用，由于牛舍的温度受到环境湿度、牛舍的结构和气象条件等影响有非线性、大滞后和时变性等特点，因此，提高牛舍温度控制的可靠性、鲁棒性和准确性是十分必要的，由于国内在牛舍环境温度的高质高效控制还一片空白，本发明基于此原因发明牛舍环境温度的智能控制系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种牛舍环境温度智能控制系统，本发明针对牛舍环境温度变化非线性、大惯性、大时滞及时变性的特点和牛舍面积较大温度难以控制的难题，设计了一种牛舍环境温度智能控制系统，该系统由牛舍环境温度采集与控制平台和智能控制器-PID多串级的牛舍环境温度智能控制系统组成，形成对牛舍环境温度的检测、智能控制与管理的牛舍环境温度监控系统。