В статье рассматривается проблема оптимизации параметров микроклимата на свиноводческих предприятиях, выступающая в качестве ключевого фактора повышения продуктивности и сохранности поголовья. Выполнен анализ современных подходов к автоматизации животноводческих помещений. Разработана и обоснована архитектура экономически ориентированной интеллектуальной системы контроля микроклимата и качества воздуха, реализованной на базе микрокомпьютера Raspberry Pi и программного обеспечения с открытым исходным кодом. Отличительной особенностью предлагаемой системы является возможность интеграции существующего инженерного оборудования (систем отопления и вентиляции) в единый комплекс, обеспечивающий централизованное управление микроклиматом. Предусмотрена масштабируемость системы посредством подключения дополнительных датчиков и исполнительных устройств. Функционал системы также включает управление циклами автоматической мойки и дезинфекции помещений, что является обязательным условием при подготовке секций к вводу нового поголовья. Приведен детализированный алгоритм управления, учитывающий категории животных, концентрацию вредных газов (NH₃, CO₂, H₂S) и температурно-влажностные параметры. В ходе имитационного моделирования подтверждена работоспособность разработанного алгоритма в составе спроектированной автоматизированной системы, обеспечивающей поддержание температурного режима в заданных пределах. Система реализует управление несколькими обособленными помещениями, каждое из которых оснащено индивидуальным комплектом датчиков и исполнительных устройств. Экспериментальная апробация на лабораторной установке подтвердила корректность функционирования предложенных алгоритмов как в режиме стабилизации температуры, так и в режиме аварийного реагирования при превышении пороговых значений концентрации CO₂. На основании полученных результатов обоснована целесообразность внедрения разработанной системы на объектах малого и среднего фермерского хозяйства с перспективой масштабирования для крупных животноводческих комплексов.
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНАЯ СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ МИКРОКЛИМАТОМ НА СВИНОВОДЧЕСКИХ ФЕРМАХ
Виталий Юрьевич Соколов1, Андрей Петрович Козловцев1, Павел Николаевич Вылегжанин2, Александр Анатольевич Величков3
1Оренбургский государственный университет, Оренбург, Россия
2Вятский государственный агротехнологический университет, Киров, Россия
3Компания «ОВК. Инженерные системы», Оренбург, Россия
Автор, ответственный за переписку: Андрей Петрович Козловцев, ap_kozlovcev@mail.ru
В статье рассматривается проблема оптимизации параметров микроклимата на свиноводческих предприятиях, выступающая в качестве ключевого фактора повышения продуктивности и сохранности поголовья. Выполнен анализ современных подходов к автоматизации животноводческих помещений. Разработана и обоснована архитектура экономически ориентированной интеллектуальной системы контроля микроклимата и качества воздуха, реализованной на базе микрокомпьютера Raspberry Pi и программного обеспечения с открытым исходным кодом. Отличительной особенностью предлагаемой системы является возможность интеграции существующего инженерного оборудования (систем отопления и вентиляции) в единый комплекс, обеспечивающий централизованное управление микроклиматом. Предусмотрена масштабируемость системы посредством подключения дополнительных датчиков и исполнительных устройств. Функционал системы также включает управление циклами автоматической мойки и дезинфекции помещений, что является обязательным условием при подготовке секций к вводу нового поголовья. Приведен детализированный алгоритм управления, учитывающий категории животных, концентрацию вредных газов (NH₃, CO₂, H₂S) и температурно-влажностные параметры. В ходе имитационного моделирования подтверждена работоспособность разработанного алгоритма в составе спроектированной автоматизированной системы, обеспечивающей поддержание температурного режима в заданных пределах. Система реализует управление несколькими обособленными помещениями, каждое из которых оснащено индивидуальным комплектом датчиков и исполнительных устройств. Экспериментальная апробация на лабораторной установке подтвердила корректность функционирования предложенных алгоритмов как в режиме стабилизации температуры, так и в режиме аварийного реагирования при превышении пороговых значений концентрации CO₂. На основании полученных результатов обоснована целесообразность внедрения разработанной системы на объектах малого и среднего фермерского хозяйства с перспективой масштабирования для крупных животноводческих комплексов.