1. 研究目的与意义
随着科技的不断发展，科学化的控制管理有利于大大提高生产效率。众所周知，在产蛋鸡的环境因素中，除了温度、湿度外，光照是否充足，对蛋鸡的产蛋量影响十分明显。鸡的眼睛能够感受到光照时间的长短或强弱，经过神经传到而刺激鸡的脑下垂体，从而使卵泡产生性激素，促进排卵和产蛋。没有足够的光照刺激，鸡的产蛋遗传潜力不可能充分发挥。农村中散养的鸡冬天不产蛋，或者产蛋很少，其原因除了天气寒冷以外，主要是冬天昼短夜长。只有到了春天日照逐渐延长后，才是农户散养鸡产蛋的旺季。相反，集约化养鸡场冬天给鸡补充光照，鸡照常产蛋，从而消除了冬季光照不足对鸡产蛋的影响。但平时如果阴雨连绵天气，白天光照不足，也需要补光。因此，鸡舍的灯光控制是蛋鸡饲养中的一个十分重要环节。本课题采用电子元器件实现光照控制和时钟控制相结合的控制方式，实现对鸡舍进行自动补光，主要解决不同季节、不同天气鸡舍灯光控制复杂的问题。
2. 课题关键问题和重难点
本次设计是以单片机为中心，基于电子元器件实现光照控制和时钟控制相结合的控制电路设计，考虑鸡本身的习性，使鸡舍光照时间恒定为凌晨4点到晚上10点之间的18小时，在晴天实现傍晚、凌晨双时段补光，同时解决阴雨天气补光的问题。按照设计要求，设计中的关键问题主要有以下几点：
1. 本课题要求阴雨天自动补光，而阴雨天的光照强度变化不定，而且与傍晚补光时间的光照强度不同，如何识别阴雨天气，并在阴雨天自动补光是本课题的难点之一。
2. 夏季与冬季的昼夜长短不一，夏季昼长夜短，冬季昼短夜长，需要在季节变换的时候实现补光时间长短的自动切换。
3. 国内外研究现状（文献综述）
在国内，实现自动补光功能有好几种技术，其中主要有，基于ZigBee技术设计的鸡舍光照监测系统技术以及基于LED的智能补光系统。ZigBee技术是一种近距离、低复杂度、低功耗、低速率、低成本的双向无线通讯技术。该技术是以ZigBee技术为核心基础，利用ZigBee无线传感器的低成本，低功耗，网络容量大，网络数据量小的优点，运用短距离无线传感器网络ZigBee技术，实时采集和监测鸡舍内的光照参数，以无线的方式传输到网络协调器上的。其设计主要采用的是以单片机作为终端核心。采用模块化的设计方案，系统设备主要包括微处理器模块其中有采集模块，还有无线传输模块。通过光照传感器将采集到的光照信息传给微处理器芯片进行处理，再经过无线射频部分将信息传送出去给上位机，进行实时监测。该技术充分利用光照自动调节控制技术，灵活且及时反应技术的光照参数，方便管理统计，对我国蛋鸡产业的提高有深远的影响。基于LED的智能补光系统是用STC12C5A60S2单片机实时监测设施内环境温度和光照强度，并通过PWM信号控制LED补光灯亮度实现对作物按需定量的智能补光。该系统采用模块化设计、分为电源模块、检测模块、控制模块、补光模块。智能控制模块应用STC系列单片机为核心，根据系统采集到的数据，阀值，实现对应PWM控制信号的占空比计算和两路PWM控制信号输出。检测模块分波段检测红、蓝光强和实时温度，并将检测信号进行滤波、放大后传入单片机，实现相关环境信息的检测。补光模块采用两路带有PWM电流控制功能的恒流驱动电路，分别控制红、蓝光LED补光阵列灯的亮度，从而实现定量精确补光。
在国外，德国西门子的一家公司推出了一种发深红光的发光二极管(LED）温室补光灯源，能更有效的满足作物光合作用的需要，节能效益也更加明显。今年来大功率LED的研发成功为这一技术在温室补光方面的应用奠定了基础。这种LED温室补光光源发光波长达到660纳米，对植物的光合作用非常适宜。以外，这种LED光源能将37%的输入电能转换为光能输出，发光效率也在同色光源中名列前茅，因而与传统温室补光光源相比更为节能。
目前鸡舍补光一般采用自动或者智能补光技术。现在市场上多数采用时钟控制和光控相结合的方式实现智能补光。受到外界光线制约的光电控制：根据光敏电阻的特点，在充足的自然光线下光敏电阻R为低阻2KΩ，这时晶体管BG1饱和导通，继电器J吸合，到夜幕来临后光敏电阻呈高阻2MΩ，晶体管BG1截止继电器释放，常闭触电接通补光灯泡 供电回路。由于季节的差异，光控时间也有所不同，以夏季为例，日长夜短，在光控作用下晚上8点开灯，凌晨5点灯灭。采用石英钟固定控制：由普通的石英钟同轴带动一凹凸轮，转动的凹凸轮直接压动开关。凸面时开关闭合，继电器得电吸合，凹面时开关断开继电器释放，常闭点接通灯亮。适当调整可以完成表芯时间控制，关5个小时、开7个小时，每12小时周而复始，循环不变，两钟控制方式叠加在一起就是夏季补光的实际效果，也就完成了前面要求的凌晨提前两个小时补光灯、天亮后接受自然光，天黑后延续两个小时补光。随着昼夜时差，春、夏、秋、冬补光时间自行调节，冬季补光时间最长，补光时间可提前及延长4-5小时之久。通过对光敏电阻的调节，还可以设定阴雨天全天自动补光的功能。
4. 研究方案
智能补光器的系统由七个部分组成，分别是单片机、感光电路、时钟调节、复位电路、晶振电路、液晶显示器和灯光控制开关电路。首先，利用光敏电阻的特性设计一个光控检测电路。当光照强度低于某一值时，给单片机一个相应的信号。再利用单片机实现时钟控制，设定补光时间。如果光照强度低，并且在需要补光的时间段，则给继电器发送一个相应的信号。通过继电器控制灯光开关控制电路的闭合，实现自动补光功能。
系统框图如下图1所示：
5. 工作计划
第1周：确定毕业设计题目，查阅相关资料，掌握太阳能跟踪控制原理；
第2周：继续查阅相关资料，并翻译不少于3000字的外文文献，论证设计的可行性，研究设计方案和设计思路；
第3周：确定设计方案和关键技术，拟定采取的解决措施，撰写毕业设计开题报告；
以上是毕业论文开题报告，课题毕业论文、任务书、外文翻译、程序设计、图纸设计等资料可联系客服协助查找。
