I-Shou University Institutional Repository:Item 987654321/18741

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感測及控制技術應用於改良傳統雞舍管理

之模擬研究

Integrated sensing and control for

improving traditional coop

研究生：胡鴻君撰

指導教授：馮介川博士

義守大學

電機工程學系碩士班

碩士論文

A Thesis Submitted to the

Department of Electrical Engineering

of I-Shou University

in Partial Fulfillment of the Requirements

for the Master Degree

with a

Major in Electrical Engineering

June 2015

Kaohsiung Taiwan

Republic of China

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誌謝 感謝，馮介川教授從大學到研究所五年以來的悉心指導、對我的極大支持與包容、課業之外也關心我的日常生活，亦為我的人生觀導師總是引導我選擇正面思考的價值觀。感謝，口試委員莊景文教授與高志成教授能在百忙中對學生論文的悉心指導與建議。感謝，家中多年來的支持與兄弟閨蜜們的生活陪伴，讓我心理層面穩定健康。感謝， M o m o c o 與怡兩位閨蜜一直以來的陪伴讓我不易在生活感到孤單能隨時將身上的正面能量帶給周遭的小夥伴。感謝，郭婷蓉這些年不論如何都陪伴在我身邊與我共享生活。感謝，我最相挺的桃園弟兄彭柏展、溫子儀、林俊廷、范振勇、廖經源、劉育瑋、鄭年佑，一起瘋狂享受青春、一起狂野揮灑汗水、一起堅忍抵擋風雨，讓我懂得堅持與信任的重要。感謝，歐祐呈、王泰翔、郭勇志、梁景順，陳建幃學長於初入碩班時候的指導與幫助還有在日常生活的扶持。感謝，王士豪、洪子航、張正杰、張延鴻，王衍德義大好夥伴的支持與論文建議討論。感謝，曾經的學生住宿志工團隊，豐富我的人生體驗。感謝，義大電機系以及科技小馮馮 3 8 0 4 - 2 團隊夥伴的大力支持，讓我瞭解團隊的概念與精神以及生活就是充滿精彩的熱情。感謝曾經的一場夢，牽動這個時間軸的 k e yp o i n t 。

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這兩年來，我經歷了有生以來最強烈最大量的精神折磨，我懂了一個人生活，我懂了靠自己弄口飯吃，我懂了什麼叫做忍耐，我懂了什麼叫做放低姿態，我懂了什麼叫崛起。我的價值觀有了 B i g d a t a 做為應對參考，隨機變數、類神經網絡，模糊控制。因為有這兩年，我創造了不同的我，更珍惜生活的美好。曾經有那麼多人不看好我，曾經有那麼多人瞧不起我，曾經有那麼多人笑我傻放棄了他們認為的好機會，曾經我以為結束了。其實一直都沒有結束，只有不斷的開始，我要感謝的人真的太多太多，把握存在的一切，我會更加的緊握，直到那一刻豁達而放手。謹將此論文獻給這個如此美好的生活。

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I

感測及控制技術應用於改良傳統雞舍管

理之模擬研究

研究生:胡鴻君

指導教授:馮介川博士

義守大學電機工程研究所

摘要

本研究主旨在建立現代化雞舍適用的感測與自動化控制系統，利用感測設備對禽舍環境品質進行量測與分析，探討對策，進行相對應的環境維護及自動化設備應用之調整。目前自動化雞舍概念趨近成熟，包含溫度控制、相對濕度控制、氨氣濃度、二氧化硫、二氧化碳濃度、一氧化碳、甲烷、甲醛、粉塵粒子濃度、飼料與水的餵食等飼養雞隻的重要要素條件；本次設計主要概念為針對有害氣體的排除與增加氣體流動率並對有害氣體來源之雞糞作出簡單卻有效益之處理，減少雞舍內有害氣體堆積危害雞隻健康狀況與食品安全並間接改善雞舍的工作人員於雞舍內作業時長期累積造成慢性呼吸道疾病之職業傷害。本研究成功的初步建構出這套半自動化系統，並於開發過程中發現並解決一些實際雞舍內的管理問題，觀察雞隻的活動習性，設計相對應的運動邏輯，避免傷害到雞隻；調節風機控制有效分配風機運轉效益降低故障率與雞隻不適應之狀況；開發階段仍在持續觀察台灣傳統中小型半開放養殖環境之需求與未來技術可移植之應用。關鍵字 : 雞舍、 A r d u i n o U N O 、氣壓感測器

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II

Integrated sensing and control for

improving traditional coop

Student:Hung-Jun Hu

Advisor: Chieh-Chuan Feng

Department of Electrical Engineering

I-Shou University

ABSTRACT

The research topic focuses on sensing and automation of coop. Sensors being

installed are used for the surveillance of environmental effects, such as temperature,

while control strategy adjusts facts of implementation. Currently, coop automation is

developing, including temperature control, humidity control, ammonia concentration,

sulfur dioxide, carbon dioxide, carbon monoxide, methane, formaldehyde, dust

particle concentration, feed, and water. The main design is the exclusion against

harmful gases and increasing the gas flow rate. Therefore, harmful gas of chicken

dung will also be expelled from coop by activating the automatic control system. In

this case, the environmental quality of the coop can be improved such that the health

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III

general got chronic respiratory diseases can be greatly improved. This study

successfully constructed a set of semi-automated system, and found that in the

development process and solved some practical management issues inside the

chicken coop. Observing chicken activities and habits, suitable logic of chicken

movement is designed accordingly in order to avoid injury to the chickens;

adjusting fan operation efficient and allocation to benefits and reduce the failure rate;

the development phase is continuing demand for traditional small and medium sized

semi-open farming environment in Taiwan and application of future technologies.

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IV 目錄 摘要 . . . I A B S T R A C T . . . I I 第一章前言 . . . 1 1 . 1 雞舍種類 ... 2 1 . 2 雞舍種類特性分析 ... 3 1 . 3 研究方法 ... 4 第二章文獻探討－雞舍環境成效分析與現今養殖概況相關設 備管理 . . . 5 2 . 1 雞隻飼養環境相關標準 ... 5 2 . 2 雞廢棄物對水質影響 ... 8 2 . 3 雞糞對地表汙染 ... 9 2 . 4 雞隻雞糞產生量之研究 ... 10 2 . 5 雞糞與飼料之化學成分 ... 13 2 . 6 現今台灣養殖概況 ... 17 2 . 7 雞隻的育成管理 ... 17 2 . 8 肉雞飼養管理 ... 18 2 . 9 肉雞育雛 ... 18 2 . 1 0 肉種雞育成 ... 19 第三章雞舍實地勘查與問卷調查 . . . 2 0 3 . 1 本次主要訪問與觀察對象 ... 20 3 . 2 本次主要合作探討對象為桃園市新屋區鄭家雞舍 ... 20 3 . 3 氣候 ... 24 3 . 4 問卷 ... 25 第四章系統架構與資料分析 . . . 2 7 4 . 1 系統整體架構 ... 27 4 . 2 模擬系統資料設計 ... 28 4 . 3 根據資料而設計的相對應措施 ... 28 4 . 4 模擬設計之實作 ... 29 4 . 5 程式編撰 ... 32 第五章結論 . . . 3 7 第六章未來展望 . . . 3 7 參考文獻 . . . 3 8

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V

圖目錄

Figure 1 開放式養雞環境 ... 2 Figure 2 半開放式養雞環境 ... 2 Figure 3 封閉式養雞環境 ... 3 Figure 4 研究方法流程圖 ... 4 Figure 5 懸浮固體物傳輸流程 ... 8 Figure 6 硝酸鹽類傳輸流程 ... 9 Figure 7 氮、磷 ( T N 、 T P ) 傳輸流程 ... 10 Figure 8 鄭家雞舍 G o o g l e 位置圖 ... 20 Figure 9 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地正面 0 1 ... 21 Figure 10 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地側面 0 2 ... 21 Figure 11 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地內部環境 0 1 .... 22 Figure 12 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地內部環境 0 2 .... 22 Figure 13 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地雛雞置入 0 1 .... 23 Figure 14 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地雛雞置入 0 2 .... 23 Figure 15 鄭家雞舍主人受訪 ... 26 Figure 16 系統運作圖 ... 27 Figure 17 馬達運作概念圖 ... 30 Figure 18 底面實作模擬俯視圖 ... 30 Figure 19 雞舍環境雞隻初放時溫度與壓力 ... 31

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VI

表目錄

表 0.1 ... 6 表 0.2 ... 12 表 0.3 ... 15 表 0.4 ... 16 表 0.5 ... 16

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1

第一章前言

隨著人們對食品安全的關注，崇尚綠色、自然、無公害食品，生產安全、優質、新鮮的禽產品已是現代人採買的必須條件。改善飼養環境、控制相關疾病，提高家禽生產性能，獲取更多的利潤是飼養者所關注的議題。強化雞舍環境控制，是保障消費者健康與飼養者的需求，因此，研究優化雞舍環境對於人類生活型態具有重要意義。台灣於傳統畜牧養殖時期面臨著人力短缺、生產成本升高、作業環境不佳與產品品質不穩定等問題時衍伸出自動化技術與設備之需求。傳統的開放式雞舍因應自動化逐漸轉為企業化經營的生物工廠式立體密閉式雞舍，養殖技術與以往傳統式有較大幅度改變。但目前台灣雞舍規模多為中小型傳統式雞舍，礙於成本問題全方位轉型實屬不易。本研究旨在改良台灣目前現有之中小型傳統式半開放式雞舍，降低台灣多數中小型傳統式半開放式雞舍之轉型成本，以利傳統養殖業者能逐步改善飼養環境，以較低成本之自動化設備建構仍可優化雞隻成長環境以利傳統業者於養殖市場生存、維持市場平衡。

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2 1 . 1 雞舍種類 開放式：台灣傳統民眾私人微量養殖多為此。如 Figure1 Figure 1 開放式養雞環境半開放式：台灣傳統養殖業者多為此。如 Figure2 Figure 2 半開放式養雞環境

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3 封閉式：大型且多現代全自動化養殖設備多為此。如 Figure3 Figure 3 封閉式養雞環境 1 . 2 雞舍種類特性分析 + 開放式：傳統開放式養殖空間成本較高，但養殖方式管理較簡略，易受外在環境影響雞隻生長不易掌握產量與品質。 + 半開放式：台灣傳統養殖業者多採用此方式養殖，空間成本較開放式低，但因設備環境仍為簡陋，故仍易受外在環境影響。 + 封閉式：此養殖方式空間成本低，且雞隻成長環境多為自動化控制管理，故於雞隻產量與品質較易控管。

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4 1 . 3 研究方法 本研究進行的程序如圖 F i g u r e 4 所示。 Figure 4 研究方法流程圖主題設置

•思考應用主題

•基本構想雛形

主要對象勘查

•實地勘察雞舍

•與雞舍主人訪談

資料收集

•與雞舍工作人員進行問卷調查

•觀察雞舍內運作情況

研究設備

•設備需求之討論

•如何設置與運作規劃

進行小型主題模擬

•模型規格設計

•程式撰寫

未來改良與結合

•與雞舍主人進行實驗探討後續

•找尋更多可使用之資源作結合

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第二章文獻探討－雞舍環境成效分析與現

今養殖概況相關設備管理

2 . 1 雞隻飼養環境相關標準 A S H R A E H a n d b o o k 指出現今雞舍環境可分為開放式、捲簾式 ( 半開放式 ) 、密閉式。開放式雞舍借助自然通以風扇輔助進而促進雞舍內空氣動。半開放式可依環境控制作業的要求而將捲簾升起進行通風。其所推薦的雞隻之環境控制標準如下。溫度為 1 0 ~ 3 0∘ C ，若溫度高於上限，可採用蒸發式的冷卻而降溫；相對溼度為 5 0 ~ 7 0 % ；通風速率之要求；於夏季仍須保持舍內空氣溫度高於外界空際溫度在 1 ~ 2∘C 之範圍內；氨氣濃度須維持 3 0 p p m ，但理想情況為 1 0 p p m 以下；維持地面與排泄物儲存區於乾燥的情況，並勤於將排泄物清除至室外與有足夠的通風。於夏季增加空氣的流動可增加動物的成長率與降低其熱緊迫 ( 雞隻燥熱中暑 ) 。通風作業的主要目的在調節濕度與排除不良氣體。 [ 2 9 ] P r a t t a n d M a y 以及 B o ye r 的研究指出，強期工作於畜舍的工作人員因畜舍內所含的臭氣及懸浮微粒，有 7 0 % 的人因而患有鼻肺與氣管炎等疾病 [ 3 0 , 3 6 ] 。 D o n h a m e t a l . 建議畜舍內的粉塵濃度

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6 應低於 0 . 2 3 m g / m３ ( 2 3 c p m ) ，以確保動物的健康。李 ( 1 9 8 7 ) 指出二氧化碳的濃度於正常空氣中之值為 3 1 5 p p m， 1 % 的體積含量相當於 1 0 , 0 0 0 p p m 。黃 ( 1 9 8 5 ) 指出雞隻飼養時空氣中二氧化碳含量的安全範圍在 0 . 1 ~ 0 . 4 %，如果空氣中的含量達到 1 5 % 時會使人昏迷，而當期達到 1 7 % 以上時會有高可能性致死 [ 6 . 1 6 ] 。 A S H R A E H a n d b o o k 規定空氣品質之標準如表 0 . 1 所示，其中 I D L H 為立刻傷害到人體健康的濃度 A C C 為 8 小時內所接受之濃度， T WA 8 為時重平均值 ( 連續 8 小時之算術平均值 ) ，而 M 為氣體分子量。 [ 2 8 , 2 9 ] 表 0.1 雞舍空氣品質

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7 A l b r i g h t 指出假設畜舍內設有兩個同等面積之進氣口與排氣口，若於無風速的情況下打開，並假設進氣口與排氣口之流量係數為 0 . 6 5，則該處設內於熱對流現象所產生之通風量可以求出，倘若室內外之溫度與進氣口之大小均保持不變，則增加進氣口與排氣口之高度差有助於增進自然通風之效果 ( 熱空氣上升之原理 ) 。 [ 2 7 ] 中國農業部定義公告指出雞舍場址的選擇與建設標準。雞舍廠址要求距離交通幹道、村莊、礦場、其他養殖場 1 0 0 0 m 以上，若距離交通幹道不足 1 0 0 0 m，需建圍牆、綠化帶加以隔離；地勢要高且乾燥，較平坦；不可選擇河灘、山澗等險地；當地水源充足，水質合格，開闢新井要進行水質化驗；架設三相四線低壓電路，根據動力負荷配備一台發電機組；廠區大小要與飼養規模適應，商品育成雞場、蛋雞場 1 5 隻 / m2_{，採用密閉式人工環境控制} 系統，負壓縱向、橫向通風結合，保證雞舍內空氣新鮮流通，溫、濕度符合雞隻生長需求。 [ 8 ] 對於開放式雞舍，自然通風為雞舍內換氣的主要方式，因此建築應注意高度與寬度。雞舍適宜寬度應為 9 . 1 4 公尺，高度為 2 . 4 4 公尺，而在氣溫較高地區，高度應增加至 3 . 0 5 公尺。強制通風之主要方式為利用風扇使雞舍內空氣流動率上升，其主要目

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8 的是利用風通過雞隻體表時將熱量帶走，使體讓迅速散發，並移去雞隻周圍由雞隻呼出之濕氣。若雞舍外的溫度或相對溼度大於雞舍內的溫度或相對溼度時，即無法進行溫度與濕度調節通風，此時必須進行空氣品質調節通風，即通風作業僅在降低氨氣或二氧化碳濃度 [ 1 3 ] 。 2 . 2 雞廢棄物對水質影響 雞廢棄物對水質之影響。根據台灣北區養雞協會公布之資訊，雞廢棄物主要為雞糞、雞糞墊料及在飼養期間之死雞，雖然雞舍內之雞糞每次在雞被販賣出後會清除回收，但雞舍內的雞糞於雞被販售前是未經過處理的，導致平常累積的廢棄物會對雞舍內環境造成相當大的影響以及在雞隻被販售後清理雞舍環境時，使用大量水體沖刷將雞廢棄物沖刷至周遭土地使其汙染物注入土壤與地下水、河川等水體造成汙染如 Figure 5 所示 [ 2 3 , 2 6 ] 。 Figure 5 懸浮固體物傳輸流程

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9 2 . 3 雞糞對地表汙染 雞糞從地表傳輸至他處之前在汙染，可從三種方式為之 ( 1 ) 以溶液 / 懸浮液， ( 2 ) 附著土壤顆粒， ( 3 ) 以顆粒方式。汙染物以第一種方式傳輸的包括一些有機氮之形式，如尿酸、溶解態磷、碳、硝酸鹽氮及氮氣等；以第二種方式的有氨氮與磷，會吸附於土壤顆粒而被沖刷所傳輸；以第三種顆粒形式所傳輸者為有機碳、磷及氮。微生物能夠以第一種及第二種方式而傳輸。當這些汙染物傳輸至土壤與水系統時，會產生與人類及動物健康相關之負面影響。例如：氮、磷對水庫優養化之影響，硝酸鹽含量過高會影響嬰兒之健康，水生生物會被氨氮之毒性極低溶氧度所影響，以及病原生物對人體及動物之感染性，這些都是因為水質受到汙染所可能引起的危害 Figure 6 與 Figure 7 為反應後產物汙染傳輸流程 [ 2 3 , 2 6 ] 。 Figure 6 硝酸鹽類傳輸流程

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10 Figure 7 氮、磷 ( T N 、 T P ) 傳輸流程 2 . 4 雞隻雞糞產生量之研究 有關雞隻雞糞產生量之研究， ( 1 ) 在蛋雞方面 : M i n e r 與 S m i t h ( 1 9 7 5 ) 估算每 1 0 0 0 公斤之蛋雞每天產生 1 3 . 4 公斤之乾雞糞； M i d w e s t P l a n S e r v i c e ( 1 9 8 0 ) 則估算每 1 . 8 公斤之蛋雞每天產生 2 4 克乾糞。李等 ( 1 9 9 4 ) 估算，蛋雞體重 0 . 8 ~ 1 . 4 公斤每隻每天平均排份量 0 . 1 4 公斤，含水率 7 8 % ，乾重 0 . 0 3 1 公斤。 ( 2 ) 在肉雞方面，M i n e r 與 S m i t h ( 1 9 7 5 ) 估算，每 1 0 0 0 公斤之肉雞每天產生 1 7 . 1 公斤之乾雞糞； O v e r c a s h e t a l . ( 1 9 8 3 ) 估算，每 1 0 0 0 公斤之肉雞每天生產 1 7 . 4 公斤之乾雞糞；而 M i d w e s t P l a n S e r v i c e ( 1 9 8 0 ) 則建議平均 0 . 9 公斤之蛋雞每天產生 1 6 克乾糞；前兩者之估計相當接近。李等 ( 1 9 9 4 ) 估算，肉雞體重 0 . 0 4 ~ 2 . 8 公斤每隻每天平均排份量 0 . 1 3 公斤，含水率 7 8 % ，乾重 0 . 0 2 9 公斤 [ 6 , 3 1 , 3 2 , 3 3 ] 。

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11 S i m m o n s e t a l . ( 1 9 8 7 ) 更進一步利用迴歸分析方法，推估肉雞體重、糞便量與生長天數之關係，如下二式所示 [ 3 4 ] ： W = 4 9 . 8 9 + 7 . 8 9 D + 0 . 8 1 D2, R2= 0 . 9 9 M = 8 . 7 6 + 0 . 2 4 D + 0 . 1 4 D2, R2= 0 . 9 6 式中，Ｄ：肉雞飼養天數， d a y Ｗ：每一隻肉雞之體重， g Ｍ：每隻雞每日糞便產生量， g / c a p i t a 下表 0 . 2 為雞糞產生量之估計，估計方法為飼養之前先於場中放置 1 0 0 包粗糠，以作為調和雞糞作堆肥之用，待雞隻出售後可回收約 4 0 0 包之粗糠與雞糞之混合物，依此可估計場內之乾雞糞收集量；再由雞隻之作息，可估計整個放養場地之乾雞糞總量；最後由雞糞之含水率與飼養數量，可估計單位雞糞量；由反推之每之雞每天雞糞排泄量約 1 4 0 g / c / d 。 [ 2 6 ]

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12 表 0.2 養雞場隻雞糞產生量估計 [ 2 6 ] 雞糞收集量乾雞糞總量估計單位雞糞量估計粗糠 ( 包 ) 粗糠＋雞糞 ( 包 ) 每包重 ( k g ) 場內乾雞糞量 ( k g ) 場外乾雞糞量 (kg)1 總乾雞糞量 ( k g ) 每隻雞乾雞糞便量 ( k g / c ) 每隻每天雞乾糞便量(g/c/d)2 每隻每天糞便量(g/c/d)3 1 0 0 4 0 0 6 0 1 8 , 0 0 0 1 8 , 0 0 0 3 6 , 0 0 0 3 . 6 3 5 1 4 0 1_{：以場內休息與場外放養時間等長估計；} 2_{：以 3 . 5 個月計；} 3_{：水分以 7 5 % 計。}

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13 2 . 5 雞糞與飼料之化學成分 有關雞糞之性質分析相關文獻。E d w a r d s 與 D a n i e l 的分析結果如表 0 . 3 所示。國內溫 ( 2 0 0 1 ) 對飼料與雞糞之特性分析，主要分析項目為 C O D 、 T K N 、 T P 等，如表 0 . 4 ~ 0 . 5 所示。。註： B O D 生化需氧量、 C O D 化學需氧量 B O D 與 C O D 比較 C O D 的測定不售水質條件限制，測定的時間短。但是 C O D 不能區分可被生物氧化與難以被生物氧化的有機物，不能表示出微生物所能氧化的有機物量，而且化學氧化劑不但不能氧化全部有機物，反而會把某些還原性的無機物也氧化了。所以採用 B O D 作為有機物汙染程度的指標較為合適，在水質條件限制不能作 B O D 測定時方用 C O D 替代。 生化需氧量 ( B i o c h e m i c a l O x y g e n D e m a n d ， B O D ) 地面水體中微生物分解有機物的過程消耗水中的溶解氧的量，稱生化需氧量，通簡稱 B O D ，常用單位為 m g / L 。一般有機物在微生物作用下，其降解過程可分為兩階段，第一階段是有機物轉化為二氧化碳、氨和水的過程，第二階段則是在亞硝化細菌和硝化細菌的作用下，轉化為亞硝酸鹽和硝酸鹽，及所謂的硝化

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14 過程。 B O D 一般指是第一階段生化反應的耗氧量。 B O D 反映水體中可被微生物分解的有機物總量，以每升水中消耗溶氧的毫克數來表示。 B O D 小於 1 m g / L 表示水體清淨；大於 3 - 4 m g / L，表示受到有機物的汙染。但 B O D 的測定時間長；對毒性大的廢水因微生物活動受到抑制，而難以準確測定。 化學需氧量 ( C h e m i c a l O x y g e n D e m a n d ， C O D ) 水體中能被氧化的物質在規定條件下進行化學氧化過程中所消耗氧化劑的量，以每升水樣消耗氧的毫克數表示，通常記為 C O D 。在 C O D 測定過程中，有機物被氧化成二氧化碳和水。水中各種有機物進行化學氧化反應的難易程度是不同的，因此化學需氧量只表示在規定條件下，水中可被氧化物的需氧量的總和。當前測定化學需氧量常用的方法有高錳酸鉀與重鉻酸鉀法，前者用於測定較清靜的水樣，後者用於污染嚴重的水樣和工業廢水。同一水樣用上述兩種方法測定的結果是不同的，因此在報告化學需氧量的測定結果時要註明測定方法。

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16 表 0.4 飼料與雞糞成分分析 [ 2 6 ] C O D ( p p m ) T K N ( p p m ) T P ( p p m ) 飼料 3 8 6 2 0 0 2 7 , 6 4 0 8 8 0 0 新鮮雞糞 ( 場外 ) 1 9 5 1 0 0 9 1 , 2 0 0 1 0 9 0 0 雞糞 + 粗糠 ( 場內 ) 2 2 1 8 0 0 3 5 , 2 7 0 1 2 6 0 0 雞糞 + 粗糠 ( 場外 ) 2 9 2 3 5 0 3 0 , 0 6 0 1 4 4 0 0 表 0.5 表 0.6 飼料與雞糞成分分析 [ 2 6 ] C O D ( p p m ) T K N ( p p m ) T P ( p p m ) 飼料 4 3 9 , 5 0 0 3 8 , 2 4 0 4 9 , 1 0 0 新鮮雞糞平均 1 5 7 , 2 0 0 11 , 9 5 0 1 5 , 9 0 0 次新鮮雞糞平均 1 0 9 , 5 0 0 1 3 , 8 6 0 2 7 , 4 0 0 新鮮雞糞 ( 乾重 ) 平均 1 6 7 , 2 0 0 3 1 , 3 5 0 4 6 , 2 0 0 水分 ( % ) 6 1 . 8 6 5 . 6

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17 2 . 6 現今台灣養殖概況 台灣目前高密度飼養之自動化蛋雞舍至少有 2 0 棟，其飼養總數超過一百萬隻，而其他廠牌包括有美國、荷蘭、比利時，德國與義大利等國；除整場由國外引進的設備外，亦有業者自行建造房舍已降低成本，整體而言，基於土地利用之考量，單位面積飼養量一直在提升，從最初的平房到目前之雙層樓面，唯須特別考量環控作業的操作與投資金額及安全性等，國內亦已建立相關技術，國內業者的最大飼養量已達到三十萬隻雞。目前國內養雞業者引進的自動化生產設備已達相當水準，先進國家採用者幾乎均可在國內看到；但因為氣候條件國內與國外有相當大的不同，造成的影響，仍有待仔細評估，開發適合本土的控制設備是必須的，創要一個好的環境給禽畜舍中的生物，給管理者方便管理節省人力這些目的的解決方法都指向：自動化。 [ 1 ] 2 . 7 雞隻的育成管理 以飼養管理觀念及經驗幫助農民，最佳的飼養管理觀念雖然無法保證最終的產能結果，但在生產管理的過程中，各個方面的因素都必須以正確的方法與適當的時機配合再一起，才能達到最理想的效果，任何一個飼養育成管理者所具有的飼養管理技術和工作效率都與其智慧與觀念有關。以下簡單介紹肉雞飼養管理，其中 2 . 8 節至 2 . 1 0 節之內容主要參考美國艾拔益加育種公司肉用雞飼養管理手冊 [ 2 ] 。

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18 2 . 8 肉雞飼養管理 一批肉雞的飼養包刮接雛準備、接雛、育雛期、斷喙、免疫、育成期、產蛋期。接雛準備程序是為雞群提供乾淨舒適的環境，根除以往雞群和外界環境汙染中的病源體，須作清舍與消毒程序，並舖灑乾淨乾燥的乾墊料，厚度至少為 1 0 釐米，最常用的墊料為稻穀。每批雞群間的空舍時間有利於減少場內汙染源，空舍時間是指清潔消毒程序完成之後至下批雞群到場的間隔時間，建議最短空舍時間為兩週；實施有效的控制嚙齒類的程序，誘餌是最有效的方法但必須連續不斷的實施 [ 2 ] 。雛雞送到之前要正確計算飼養的除雞數量以及必要的設備，設備經過測試正常，雛雞到來之前數小時應提早啟動育雛傘使除雞到場時溫度達到 2 9 ~ 3 1０ C，雛雞到來時盡快且小心的將雛雞由運雛車中移出，並根據育雛傘能容納的育雛數量正確的放置育雛傘下 [ 2 ] 。 2 . 9 肉雞育雛 育雛期的目的為雛雞提供適宜的熱量、通風使雛雞便於飲水採食，最大限度使雛雞達到預期的生長發育。各時期理想的育雛條件在一日齡時，雛雞在一日齡時雛雞需要育雛保溫傘下方溫度為 3 2 ~ 3 5０ C，舍內溫度為 2 6 ~ 2 7０C，傳統的育雛保溫傘最多提供 5 0 0 隻雞使用，不建議雞舍使用中央供熱系統，因為不但不能使墊料加溫變暖且會使舍內溫度不平均易使雛雞脫水。育雛傘下的溫度每隔四天大約可逐漸降 2０ C，到 1 4 ~ 2 1 日齡時，雞群應該已經可遍布雞舍，此時最重要的是替雞群保持理想的是溫使其逐漸不再依賴育雛傘 [ 2 ] 。若於雛期的雛雞會堆擠在育雛傘下、牆邊或雞舍柱周圍表示此時雞群受到冷緊迫，在雛雞生命中的最初受到冷緊迫，在日後會增加死亡率且生長緩慢，雞群均勻度變差且易發生腹水症。當雛機會俯臥在地上張嘴喘氣或是擠在飲水機旁邊使全身濕透一般，是因為雛雞受到熱緊迫，熱緊迫對雛雞日後的生長也會有不好影響，包括脫水、死亡率上升、發育不良、均勻度差等，且此時飼料消耗量變低，導致生長速度明顯緩慢嚴重時會因熱緊迫引發猝死症。為雞隻提供足夠、方便且潔淨、無細菌的飲水，水是雞隻很重要的營養成分，雞隻體內的水份佔其體重 7 0 %，限水將

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19 影響雞隻採食量和生長率，天熱時雞隻不能及時補充水分也易死亡且易引發群體併發症 ( 雞隻抵抗力衰減 ) [ 2 ] 。育成期需要處理兩個重要流程，斷喙與免疫程序。部分修剪喙部約剪除 1 / 3，但在斷喙前 2 4 小時應提供維生素Ｋ有助於斷喙後的止血效果。免疫程序的目的在於父母肉種雞中，產生均勻的疾病抵抗能力，並通過種蛋將抗體傳給商品代的肉雞，一般給藥方式有飲水免疫、噴霧免疫、滴眼免疫、滴鼻免疫、皮下注射免疫、肌肉注射免疫與刺翅注射免疫等 [ 2 ] 。 2 . 1 0 肉種雞育成 肉種雞育成期應控制環境條件與營養程序，培育生產力最強的種母雞與種公雞。飼養密度的環境要求根據管理手冊的標準，育成期應按到要求計算最小飼養面積，環境密度的要求在炎熱的氣候環境下，每平方公尺的飼養密度為母雞 4 . 8 隻，公雞 2 . 7 5 隻；在有環境控制的雞舍或較為適宜氣候的地區，每平方公尺的飼養密度為母雞 6 . 2 隻，公雞 3 . 0 隻 [ 2 ] 。

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第三章雞舍實地勘查與問卷調查

3 . 1 本次主要訪問與觀察對象 本次研究主要訪談對象為台灣三所雞舍。其一所為桃園市新屋區鄭家雞舍、高市大社區私人工寮雞舍、高市仁武區鳥林廟前雞舍，進行實地勘查並與雞舍主人及工人作討論。 3 . 2 本次主要合作探討對象為桃園市新屋區鄭家雞舍 合作雞舍位於桃園市新屋區北湖國小對面之產業道路旁鄰近桃園西濱濱海公路，為交通便利且環境氣候適宜之場地。該地地處鄉下較為偏僻，四周未有工業區且植被水文良好。平時飼養雞隻約五萬隻至八萬隻不等。 Figure 8 鄭家雞舍 G o o g l e 位置圖

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Figure 9 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地正面 0 1

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Figure 11 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地內部環境 0 1

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Figure 13 桃園市新屋區鄭家雞舍合作場地雛雞置入 0 1

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24 3 . 3 氣候 3 . 3 . 1 氣溫 該地位於北回歸線之間，所處緯度低，受海岸及暖流影響，氣溫較高，屬熱帶海洋性氣候，其特徵為夏季酷熱多雨，冬季乾寒，夏季較長，但夏冬兩季溫差仍達 1 2 ~ 1 5０ C，全年平均氣溫為 2 3０C ，年平均最高氣溫為 3 4０C ，年平均最低氣溫為 1 2０C 。平均而言，每年從五月開始氣溫逐月上升，其中以七、八兩月之天氣最為炎熱，直至十月氣溫才又逐漸下降。 3 . 3 . 2 降雨量 雨量多集中於六、七、八月，以西北雨及颱風雨為主；夏季之雨量幾佔全年雨量百分之九十以上，十月至翌年三月雨量稀少，不及夏季雨量十分之一。 3 . 3 . 3 風速與風向 桃園地區之氣候受季風之影響深遠，冬季受大陸冷氣團控制盛行東北偏北季風，乾燥冷冽；夏季則受太平洋高壓影響，西南氣流旺盛，高溫多濕，且於每年七、八月颱風旺季時氣團對流風速甚快易有熱浪吹襲。 3 . 3 . 4 地形與位置環境 鄭家雞舍位於桃園市新屋區，屬於平地區，該處地處偏遠，較為鄉下且遠離桃園工業區域，周遭植被多，儘管鄰近海港易受海洋季風吹撫，但土質與水文、環境品質於台灣北區養雞協會評價甚佳。

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25 3 . 4 問卷 3 . 4 . 1 問卷內容

於目前作業之雞舍環境評估問卷

您好！此為不記名問卷。我是義守大學電機系學生，為了獲知於雞舍環境工作中面臨的問題與困擾以及雞隻飼養之注意事項，以利學生設計改良，特進行問卷調查，請您依實際經驗與個人認知回答下列問題，請撥冗填寫，以茲參考，謝謝。義守大學電機系學生胡鴻君啟

一、雞舍空間環境

很滿意 5 滿意 4 尚可 3 不滿意 2 很不滿意 1 1. 雞舍內空氣流通率 □ □ □ □ □ 2. 雞舍內動線安排適宜 □ □ □ □ □ 3. 於雞舍作業時口罩的需要性(5表非常需要、1為不需要) □ □ □ □ □ 4. 雞舍內氣體是否讓您感到不適(5表非常適應、1為不適應) □ □ □ □ □ 5. 整體而言，雞舍的作業環境感到滿意 □ □ □ □ □ 二、長期於雞舍環境作業之身體狀況與環境改變之方向很滿意 5 滿意 4 尚可 3 不滿意 2 很不滿意 1 1. 是否有因長期於雞舍環境作業造成呼吸道不健康之狀況（5表有受影響、1表不受影響） _□ _□ _□ _□ _□ 2. 是否認同雞舍內空氣流通有利於改上工作環境品質 □ □ □ □ □ 3. 是否認同雞舍內糞便翻動後待重新沉澱能減少有害氣體的沉積 □ □ □ □ □ 4. 是否認同雞舍應強化頂部抽風裝置能有效利氣體排出 □ □ □ □ □

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26 5. 是否認同雞舍內糞便應翻動對雞隻成長較為有利 □ □ □ □ □ 本問卷到此全部填答完畢，請您檢查是否遺漏，再次感謝您的合作與配合。 3 . 4 . 2 問卷結論 根據上述問卷統計，總受訪之傳統雞舍三戶，作業總人數為二十五人。由受訪者回覆統計之數據可得知，受訪者對於目前作業之雞舍內環境多為不滿意狀態，特別是時節為夏季，不良環境之影響更甚。本次訪談項目主要針對飼養者對於氣體影響雞隻之觀點，受訪者皆認同有害氣體堆積於雞舍內造成作業與雞隻的不適，若能提高雞舍內通風率與降低雞糞所產生的細菌滋生及有害氣體生成，可有效改善目前雞舍內的工作環境。 3 . 4 . 3 Figure 15 鄭家雞舍主人受訪

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第四章系統架構與資料分析

4 . 1 系統整體架構 本研究的整體架構為建立出一套改良傳統半開放式雞舍的系統。本次設計採階段且具特定條件優先考量式環境控制，主要為處理雞糞與改良通風，對象為針對桃園鄭家雞舍作為資料原型，分析相關數值 ( 溫度、相對濕度控制、氨、氮氣濃度、一氧化碳、二氧化碳、甲烷、粉塵粒子濃度 ) 並作出有利於雞舍環境之調整。故市面上已有的部分監控系統不在本次模擬含括範圍內，例如：光照管理、飲水管理、餵飼管理，孵化管理、、、等。控制方面選用 A r d u i n o U N O 作為前端控制器，配合撰寫適當的控制策略包含控制系統、校正系統，驅動相對應硬體設備例如側風扇、伺服馬達、抽風扇等。此開發為基礎原型概念，可因需求增設簡單操作面板對於現場設備作操控動作也可因需求加裝其他監控設備例如影像或其他感測元件等。受監控環境濕度 C O / C O2 烷類壓力溫度側風扇抽風扇伺服馬達感測器模組資訊控制電路嵌入式系統控制器數值分析嵌入式系統控制器給予對應指令 Figure 16 系統運作圖

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28 4 . 2 模擬系統資料設計 根據文獻蒐集與本次半開放式雞舍所在地區作出相對應數據為嵌入式系統控制器之程式參考用之變數設計。 4 . 2 . 1 雞糞之水份含量 正常新鮮雞糞水份含量約 6 0 ~ 7 0 % ，此時過多的水份易造成雞糞中的細菌滋生，根據文獻若能將水份比例下降至 4 5 % 以下可有效抑制雞糞中細菌生長，藉由抑制細菌之生長可降低細菌與雞糞中氮氣與磷等物質作用產生之負面性汙染。 4 . 2 . 2 雞舍內相對濕度 根據該研究地區相對濕度，夏季相對溼度之月平均值為 7 3 . 5 ~ 8 1 . 1 %，白天平均相對溼度為 6 0 . 6 ~ 7 0 . 8 %，而夜間平均相對濕度為 8 3 . 0 ~ 8 8 . 3 % ；季節相對溼度之月平均值為 7 7 . 1 ~ 8 3 . 0 % ，白天平均相對溼度為 6 9 . 5 ~ 7 7 . 4 % ，而夜間平均相對溼度為 8 6 . 2 ~ 8 7 . 8 % ，與雞隻生長之相對濕度 5 0 ~ 7 0 % 相較，可發現夜間及冬季之相對濕度均有偏高的現象。 4 . 2 . 3 雞舍內之溫度 根據文獻可知雞隻能適應之溫度為 1 0 ~ 3 0０ C 且因該地區溫差須有所調整。本次研究地區均溫 2 3０ C ，但雞舍內環境溫度須高外界環境 2０ C 且考量本次研究地區溫度冬夏溫差大，故將雞隻夏季生長之常溫定義為 2 3０ C + 2０C；冬季生長之常溫定義為 2 5 ０ C + 2０C 。 4 . 2 . 4 雞舍內溫室氣體與有害氣體及空氣懸浮微粒 根據文獻可知雞糞造成之溫室氣體、有害氣體、空氣懸浮微粒皆非常直接的影響雞隻的健康狀況，且雞隻飼養必定之產物雞糞為隨時可能堆積之情形，氣體沉積與堆積需避免。 4 . 3 根據資料而設計的相對應措施 本次設計採階段具特定條件優先考量式環境控制，例如當溫度、濕度、雞糞水份比三者為條件時，設計強度為溫度 > 濕度 > 雞糞水份比之考量。

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29 相對應措施為有效驅動伺服馬達、側風扇、抽風扇之設計。為有效解決雞糞內水份過多之現象，本設計藉由伺服馬達驅動對雞糞作出撥動之動作，提高雞糞內水份之蒸發及雞糞與空氣接觸之表面積，提高水份被流動空氣攜走之比率；當雞糞受到撥動時，原沉積之溫室氣體與有害氣體及懸浮微粒也會游動，此時雞舍內環境對雞隻為不佳環境，為有效且快速將溫室氣體與有害氣體及懸浮微粒排出，則提高側風扇及上方抽風扇之轉速，以利氣體排出。但因當風扇提高轉速時，雞舍內溫度會有變化，故需對風扇轉速作出相對應控制使轉速有適合之變化，以減少於過程中造成雞隻的不適。 E x . 於該地夏季七、八月時高溫雨多相對濕度大，故仍保持雞舍內溫度為 2 5０ C ，但雞舍內通風率須提高以降低相對濕度。原相對濕度為 6 5 % 夏季為 8 8 . 7 %，則為降低相對濕度須提高原通風率 1 倍 ( 2 m / s e c ) 才可保持抑制細菌生長之環境，若期間溫度若下降可藉由調整風扇轉速與雞舍內基本配備保暖用燈泡作為輔助以維持雞隻較佳之環境。 4 . 4 模擬設計之實作 4 . 4 . 1 馬達運作 此馬達設計之運作，外部四個馬達皆為順向運動之方式，但內部馬達之運作則為逆向之方式，此為考量到雞隻習性與雞舍之規格。當外部四個運作為順向時內部須為逆向，此時雞隻才有移動閃躲之空間避免因馬達之運作而傷害到雞隻或造成雞隻推擠而產生緊迫。

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30 Figure 17 馬達運作概念圖 Figure 18 底面實作模擬俯視圖 4 . 4 . 2 感測裝置 ( A ) . 溫濕度感測 ( B ) . 溫度壓力 ( C ) . M Q - 2 氣體感測器三者交互使用，來判別受監控環境是否符合正常舒適狀態。 4 . 4 . 3 風扇本次模擬環境僅以兩可控制風扇呈現，一為側面通風扇、一為雞舍環境上方之抽風扇。

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31 4 . 4 . 4 模擬劇情定義原風扇轉速為 ( 每秒轉 3 6 0 度 ) 。定義外部四個伺服馬達 + 內部一個小伺服馬達，為初始每隔 8 秒進行一次撥弄轉動 ( 來回 2 ~ 3 次 ) 。溫度超過 2 5０ C 側風扇加強轉動 ( 每秒轉 1 0 8 0 度 )，超過 2 7０ C 時側風扇在強化轉動 ( 每秒轉 1 4 4 0 度 ) 且上方抽風扇加強轉動。壓力感測器所感測到的雞舍內初放僅有雞隻時壓力平均多為 9 9 1 x x p a ；因雞隻排放與雞糞化學作用，氣體含量變多而提高雞舍環境內壓力，所以當壓力超過 1 0 0 0 0 0 p a 時，則表示氣體過多即側風扇與抽風扇同時提高轉速 ( 每秒轉 1 0 8 0 度 ) 。正常相對濕度約 5 0 ~ 7 0 % 若超過 7 0 % 則側風扇轉速提高 ( 每秒轉 1 0 8 0 度 ) ，上方抽風扇轉速也提高為 ( 每秒轉 1 0 8 0 度 ) 。偵測部分為輪流進行，伺服馬達完成撥弄後開始溫度感測 > 壓力感測 > 濕度感測之順序執行。溫度與壓力實測數據如附圖 D . 4 所示。 Figure 19 雞舍環境雞隻初放時溫度與壓力

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32 4 . 5 程式編撰 # i n c l u d e < S e r v o . h > # i n c l u d e < O n e Wi r e . h > # i n c l u d e < D a l l a s Te m p e r a t u r e . h > # d e f i n e O N E _ W I R E _ B U S 2 / / A r d u i n o 數位腳位 2 接到 1 - Wi r e 裝置 O n e Wi r e o n e W i r e ( O N E _ W I R E _ B U S ) ; / / 運用程式庫建立物件 D a l l a s Te m p e r a t u r e s e n s o r s ( & o n e Wi r e ) ; c l a s s S w e e p e r { S e r v o s e r v o ; i n t p o s , p o s 1 , p o s 2 , p o s 3 , p o s 4 ; i n t i n c r e m e n t , i n c r e m e n t 1 , i n c r e m e n t 2 , i n c r e m e n t 3 , i n c r e m e n t 4 ; i n t u p d a t e I n t e r v a l , d e l a yt i m e = 8 0 0 0 ; u n s i g n e d l o n g l a s t U p d a t e ; p u b l i c : S w e e p e r ( i n t i n t e r v a l ) { p o s = 0 ; p o s 1 = 0 ; p o s 2 = 1 8 0 ; p o s 3 = 0 ; p o s 4 = 1 8 0 ; u p d a t e I n t e r v a l = i n t e r v a l ; i n c r e m e n t = 1 ; i n c r e m e n t 1 = 1 ; i n c r e m e n t 2 = - 1 ; i n c r e m e n t 3 = 1 ; i n c r e m e n t 4 = - 1 ; } v o i d A t t a c h ( i n t p i n ) { s e r v o . a t t a c h ( p i n ) ; } v o i d S t o p ( ) { p o s = 0 ;

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33 p o s 1 = 0 ; p o s 2 = 0 ; p o s 3 = 0 ; p o s 4 = 0 ; d e l a y ( d e l a y t i m e ) ; } v o i d D e t a c h ( ) { s e r v o . d e t a c h ( ) ; } v o i d U p d a t e ( ) { i f ( ( m i l l i s ( ) - l a s t U p d a t e ) > u p d a t e I n t e r v a l ) { l a s t U p d a t e = m i l l i s ( ) ; p o s + = i n c r e m e n t ; s e r v o . w r i t e ( p o s ) ; S e r i a l . p r i n t l n ( p o s ) ; i f ( ( p o s > = 1 8 0 ) | | ( p o s < = 0 ) ) { i n c r e m e n t = - i n c r e m e n t ; } } } v o i d U p d a t e 1 ( ) { i f ( ( m i l l i s ( ) - l a s t U p d a t e ) > u p d a t e I n t e r v a l ) { l a s t U p d a t e = m i l l i s ( ) ; p o s 1 + = i n c r e m e n t 1 ; s e r v o . w r i t e ( p o s 1 ) ; S e r i a l . p r i n t l n ( p o s 1 ) ; i f ( ( p o s 1 > = 9 0 ) | | ( p o s 1 < = 0 ) ) { i n c r e m e n t 1 = - i n c r e m e n t 1 ; } } } v o i d U p d a t e 2 ( ) { i f ( ( m i l l i s ( ) - l a s t U p d a t e ) > u p d a t e I n t e r v a l ) { l a s t U p d a t e = m i l l i s ( ) ; p o s 2 + = i n c r e m e n t 2 ; s e r v o . w r i t e ( p o s 2 ) ; S e r i a l . p r i n t l n ( p o s 2 ) ;

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34 i f ( ( p o s 2 > = 1 8 0 ) | | ( p o s 2 < = 9 0 ) ) { i n c r e m e n t 2 = - i n c r e m e n t 2 ; } } } v o i d U p d a t e 3 ( ) { i f ( ( m i l l i s ( ) - l a s t U p d a t e ) > u p d a t e I n t e r v a l ) { l a s t U p d a t e = m i l l i s ( ) ; p o s 3 + = i n c r e m e n t 3 ; s e r v o . w r i t e ( p o s 3 ) ; S e r i a l . p r i n t l n ( p o s 3 ) ; i f ( ( p o s 3 > = 9 0 ) | | ( p o s 3 < = 0 ) ) { i n c r e m e n t 3 = - i n c r e m e n t 3 ; } } } v o i d U p d a t e 4 ( ) { i f ( ( m i l l i s ( ) - l a s t U p d a t e ) > u p d a t e I n t e r v a l ) { l a s t U p d a t e = m i l l i s ( ) ; p o s 4 + = i n c r e m e n t 4 ; s e r v o . w r i t e ( p o s 4 ) ; S e r i a l . p r i n t l n ( p o s 4 ) ; i f ( ( p o s 4 > = 1 8 0 ) | | ( p o s 4 < = 9 0 ) ) { i n c r e m e n t 4 = - i n c r e m e n t 4 ; } } } } ; / / 馬達轉速 ( 更新頻率 ) S w e e p e r s w e e p e r 1 ( 1 0 ) ; S w e e p e r s w e e p e r 2 ( 1 0 ) ; S w e e p e r s w e e p e r 3 ( 1 0 ) ; S w e e p e r s w e e p e r 4 ( 1 0 ) ; S w e e p e r s w e e p e r 0 ( 1 0 ) ; S w e e p e r f a n 1 ( 1 0 0 ) ; S w e e p e r f a n 2 ( 1 0 0 ) ;

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35 i n t f a n 1 = 5 ; i n t f a n 2 = 6 ; v o i d s e t u p ( ) { S e r i a l . b e g i n ( 9 6 0 0 ) ; S e r i a l . p r i n t l n ( " Te m p e r a t u r e S e n s o r " ) ; s e n s o r s . b e g i n ( ) ; / / 溫濕度感測初始化 s w e e p e r 1 . A t t a c h ( 7 ) ; / / 馬達 1 腳位 ( 7 ) s w e e p e r 2 . A t t a c h ( 9 ) ; / / 馬達 2 腳位 ( 9 ) s w e e p e r 3 . A t t a c h ( 11 ) ; / / 馬達 3 腳位 ( 11 ) s w e e p e r 4 . A t t a c h ( 1 3 ) ; / / 馬達 4 腳位 ( 1 3 ) s w e e p e r 0 . A t t a c h ( 8 ) ; / / 中心馬達腳位 ( 8 ) f a n 1 . A t t a c h ( 5 ) ; / / 風扇 1 腳位 ( 5 ) f a n 2 . A t t a c h ( 6 ) ; / / 風扇 2 腳位 ( 6 ) } v o i d l o o p ( ) { s w e e p e r 1 . U p d a t e 1 ( ) ; s w e e p e r 3 . U p d a t e 3 ( ) ; s w e e p e r 0 . U p d a t e ( ) ; s w e e p e r 2 . U p d a t e 2 ( ) ; s w e e p e r 4 . U p d a t e 4 ( ) ; s e n s o r s . r e q u e s t P r e s s u r e s ( ) ; / / 要求感測器進行壓力轉換 s e n s o r s . r e q u e s t Te m p e r a t u r e s ( ) ; / / 要求感測器進行溫度轉換 i f ( s e n s o r s . g e t P r e s s u r e B y I n d e x ( 0 ) > = 1 0 0 0 0 0 ) { / / 當壓力超過 1 0 0 0 0 0 p a 時，則表示氣體過多，風扇同時提高轉速 S w e e p e r f a n 1 ( 5 0 ) ; / / ( 風扇轉速快 ) S w e e p e r f a n 2 ( 5 0 ) ; } i f ( s e n s o r s . g e t Te m p C B y I n d e x ( 0 ) > = 2 5 ) { / / 當溫度大於攝氏 2 5 度，風扇運轉 i f ( s e n s o r s . g e t Te m p C B y I n d e x ( 0 ) > = 2 7 ) { / / 大於攝氏 2 7 度，風扇加速運轉 S w e e p e r f a n 1 ( 5 0 ) ; / / ( 風扇轉速快 ) S w e e p e r f a n 2 ( 5 0 ) ;

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36 f a n 1 . U p d a t e ( ) ; f a n 2 . U p d a t e ( ) ; } S w e e p e r f a n 1 ( 1 0 0 ) ; / / ( 風扇轉速慢 ) S w e e p e r f a n 2 ( 1 0 0 ) ; f a n 1 . U p d a t e ( ) ; f a n 2 . U p d a t e ( ) ; } s w e e p e r 1 . S t o p ( ) ; s w e e p e r 3 . S t o p ( ) ; s w e e p e r 2 . S t o p ( ) ; s w e e p e r 4 . S t o p ( ) ; s w e e p e r 0 . S t o p ( ) ; / / 馬達延遲 8 秒 }

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第五章結論

本研究設計採階段具特定條件優先考量式環境控制，主要針對雞糞作處理及雞糞處理時造成的雞舍內環境因子變化之應對措施。因考量台灣多數傳統半開放式養殖業者故以簡單低成本卻能有效提高雞舍環境為主要概念，現今雞舍已有許多自動化設備可搭配，所以在本次設計時就不多加以描述，但是此簡單之設計概念卻可以跟現今較高端之自動化設備作結合，屬於具變化性的雞舍環境改良之設計。此設計之環境能有效的降低雞舍內溫室氣體、有害氣體、空氣懸浮微粒之堆積沉積，改善雞隻成長環境也提高保障於雞舍作業人員之健康安全。

第六章未來展望

本系統若能有效結合影像處理及氣體與溫溼度多重關係之功能將能更有效的發揮。若於技術資源許可下，期待結合影像處理藉由 L a b v i e w Vi s i o n a s s i s t a n t 進行雞糞之影像處理分析，包含影像校正、影像運算、邏輯函數、座標系統、複變及傅立葉影像分析，能更準確掌握雞糞堆積之狀態作出有效翻動與覆蓋，達到大幅改善雞舍內因雞糞所造成之負面影響且因減少雞糞反應及降低雞糞汙染物滲透於土壤能有效保護周遭水體之水質。

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參考文獻

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I-Shou University Institutional Repository:Item 987654321/18741

感 測 及 控 制 技 術 應 用 於 改 良 傳 統 雞 舍 管 理

之 模 擬 研 究

Integrated sensing and control for

improving traditional coop

研究生：胡鴻君 撰

指導教授：馮介川 博士

義守大學

電機工程學系碩士班

碩士論文

A Thesis Submitted to the

Department of Electrical Engineering

of I-Shou University

in Partial Fulfillment of the Requirements

for the Master Degree

with a

Major in Electrical Engineering

June 2015

Kaohsiung Taiwan

Republic of China

感 測 及 控 制 技 術 應 用 於 改 良 傳 統 雞 舍 管

理 之 模 擬 研 究

研究生:胡鴻君

指導教授:馮介川博士

義守大學電機工程研究所

摘要

Integrated sensing and control for

improving traditional coop

Student:Hung-Jun Hu

Advisor: Chieh-Chuan Feng

Department of Electrical Engineering

I-Shou University

ABSTRACT

圖目錄

表目錄

第 一 章 前 言

•思考應用主題

•基本構想雛形

•實地勘察雞舍

•與雞舍主人訪談

•與雞舍工作人員進行問卷調查

•觀察雞舍內運作情況

•設備需求之討論

•如何設置與運作規劃

•模型規格設計

•程式撰寫

•與雞舍主人進行實驗探討後續

•找尋更多可使用之資源作結合

第 二 章 文 獻 探 討 － 雞 舍 環 境 成 效 分 析 與 現

今 養 殖 概 況 相 關 設 備 管 理

第 三 章 雞 舍 實 地 勘 查 與 問 卷 調 查

於目前作業之雞舍環境評估問卷

一、雞舍空間環境

第 四 章 系 統 架 構 與 資 料 分 析

第 五 章 結 論

第 六 章 未 來 展 望

參 考 文 獻

感測及控制技術應用於改良傳統雞舍管理

之模擬研究

研究生：胡鴻君撰

指導教授：馮介川博士

感測及控制技術應用於改良傳統雞舍管

理之模擬研究

第一章前言

第二章文獻探討－雞舍環境成效分析與現

今養殖概況相關設備管理

第三章雞舍實地勘查與問卷調查

第四章系統架構與資料分析

第五章結論

第六章未來展望

參考文獻