【目的】为大型养鸡场设计LED灯真曩灯光照明控制嚣纯，满足养鸡场时光照的要求。
【方法】采用三基色LED光潭设计LED灯具。并与LED灯光控制器、Pc机以厦灯光蝙辑软件组成LED灯具JIl}明系统。
【蛄采】燕明系统能为养鸡墙提供适宜的光照。可l；‘节约电能、提高生产蛙奉。
【结论】谊研究设计的照明系统融合电子、电工技术与计算机技术、嵌入控制技术和同络通讯等技柬，顺应坞生理特性，能够提高鸡只生产性能。
已有研究表明，光照强度、光波长等光信息通过鸡眼球内的光受体、视网膜的神经节细胞传递至视觉中枢或者下丘脑内的相关光受体而被感知。这些光信息被转化为生物信号，进而影响与刺激下丘脑释放激素来调节鸡的生长发育、生殖功能和行为活动…。光环境是影响鸡只生产能力表现的重要因素之一。对鸡只的生理机能有着重要的调节作用。对鸡只的健康和生产能力有较大的影响。光环境控制是改善饲养环境的重要内容，是鸡饲养中不可忽视的条件。因此。现代化养鸡场普遍采用人工光源来提高鸡只生产性能。并根据鸡场环境、设备以及光源的技术特点制定光照管理程序并遵守”。基于鸡只在不同生长发育阶段对光环境要求不同的特点”。采用LED(Li-ght Emittirtg DiMe，发光二极管)作为光源。将计算机照明控制技术引入家禽设施养殖领域，顺应鸡只生理特性，设计适合大型养鸡场的自动化照明系统，且照明系统可根据不同的光照需求进行精确设置，从而实现有效控制。
一 LED灯光照明控制系统的构成
LED是一种场致发光光源，是可直接将电能转化为可见光和辐射能的半导体器件。与白炽灯、低压汞灯、高压汞灯等电灯光源比较，LED具有节能环保、光谱性能好、光束集中、容易控制、安全、可靠、耐用、应用灵活等优势，是理想的照明用具”’。LED是低压微电子产品，已经成功地与计算机技术、嵌人控制技术和网络通讯技术等融合。LED灯具采用COLORPIXEL灯光控制系统进行照明控制”。系统由Pc(个人电脑)机、LED灯光控制器及LED灯具等构成(图1)。PC机上装有“ght Studio应用软件，LightStudio软件建立在Windows操作系统平台上，可与AutoCAD软件结合在一起协同工作，并可以利用自带的转换工具把LED灯光照明方案转换为红光(R)、绿光(G)、蓝光(B)格式的LED灯光控制数据，进而实现LED灯具联机(同步)控制与脱机(异步)控制。
1.1 LED灯具虽然LED的发光效率高。但是1个LED光源发出的光通量有限。设计的LED灯具由多个LED组合成LED阵列，采用球形曲面式配光，将6个直径5 mm的RLED、6个直径5mm的CLED、6个直径5 rum的B LED分为3列，每列6个单色LED串联后均匀布置。基于3基色原理。分别选R、G、B LED各1个组合为I组作为发光单元。
在每1个LED发光单元上加上聚光镜来改变LED的发散角度进行组合。将发光单元发出的R、G、B 3基色光线进行迭加处理配光(图2)。然后。通过LED驱动电路对发光单元内每1个LED的流明比例(发光亮度)进行控钢调节。发光单元就可以发出白、黄、青、绿、紫、红、蓝等多种颜色的光线，并且亮度及色饱和度都可以根据鸡舍的需求进行调节。
LED驱动电路使用双线传输3通道LED驱动控制芯片SD600¨1，支持DMX(Digital Multiplex，多路数据传输)512通讯协议。芯片内部含有PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制电路、MCU(Micro Control Unit，微控制器)、信号解码模块、数据缓存器、3通道恒流驱动模块和内置振荡器，支持输出端极性反转，可外加三极管驱动。1个LED灯具功率为。6 W，工作电压为直流5。12 V，工作电流为130mA，点亮后可以为3 m2鸡笼提供>25 l】【的光照强度，是一种全彩色LED灯具。
1.2 LED灯光控制器LED灯光控制器采用DM)【512通讯协议来实现控制。工作过程是：Pc机将各个LED灯具的调光数据通过数据总线发送到LED灯光控制器的MCU，灯光控制器通过数据总线向LED灯具发出控制信息以及调光数据，同时接收来自LED灯具的返回信息，并返回Pc机。DMXSl2灯光控制器能够根据LED灯光控制数据产生l路或多路控制信号，控制l路或多路控制线路，每一路控制线路可以控制512÷3a170个全彩色LED灯具。目前，常用的1个LED灯光控制器可以控制8路全彩色LED灯具，即1 360叶-全彩色LED灯具。
工作人员可以通过修改LED灯具的发光效果，控制实现R、G、B各256级灰度，让LED灯具静态发出白色、红色、绿色、蓝色等多种颜色的光线。LED灯光控制器有联机工作模式和用SD卡存储控制数据的脱机工作模式(图3)。LED灯光控制器在脱机模式时可以用本机按键操作和遥控操作方式来控制和调节LED灯具"1。
二 LED灯光照明控制的实现
工厂化生产需要保持稳定的产量，充分发挥机械设备的运转效率和鸡舍的利用率，因此要根据鸡群不同日龄的生理特征，将整个饲养周期分成多阶段饲养方式。不同发育阶段的鸡只对光照时间长短、光照强度、光波长的要求不同，需要为不同阶段的鸡提供个性化光照。首先，根据养鸡场的生产区域的布置形式，以l m2鸡笼需要的最适宜光照强度、光波长、光照时间以及周期，进行LED灯光照明目标的设计。为了方便控制，要把LED灯具分成若干组，对每1个灯具进行控制。然后进行LED灯具的布置、连线，配置电源和LED灯光控制器。
2.1系统连接对于大型鸡饲养场所，要使用多个LED灯光控制器协同控制，多个LED灯光控制器要通过网络与PC机联网，用Pc机进行控制与参数设置。多个LED灯光控制器之间与PC机之间采用RJ45 100base—T网络电缆连接。使用芯片SD600的LED灯具有2组引出线，分别连接公母2个接头，公接头引出线对应信号的输入，母接头引出线对应信号的输出。引出线的性能为：公接头电源12 V、电源地、串行数据输入SDI、时钟CLⅪ，母接头电源12 V、电源地、串行数据输出SDO、时钟CLKO。在连接控制线时，要保证LED灯具和LED灯光控制器共地。
2.2系统设置PC机和LED灯光控制器通过网络连接后可以实现联机通讯，将控制命令下传，从而实现整个LED灯光控制工程。让每1个连接到网络上的控制器都有1个在该网络中唯一的IP地址，由4组数字表示。例如：将Pc机的口地址与控制器设置在同一网段内，为192。168。。10；第1个控制器的IP地址为192。168。。20，第2个控制器的IP地址为192。168。。2l，第3个控制器的IP地址为192。168。。22，第Ⅳ个控制器的IP地址为192。168。。20+Ⅳ。为了使系统便于操作，控制器使用1组连续的IP地址，前3个地址域相同。系统上电后，使用PING命令检测Pc机与控制器之间是否连接正常。检测到网络后，进入网络模式，通过联网PC机，配合Light Studio软件对控制器进行联机控制。
2.3灯光编辑打开AutoCAD软件界面，将该LED灯光照明控制系统使用的所有LED灯具和连线都在1个平面进行绘制。用1个圆形表示1个LED灯具，用1根直线表示LED灯具之间的连线，用1个方形表示LED灯光控制器的1个端口。每根控制线的起点和终点在圆外，按顺序从1个圆心连接到下1个圆心，每根线的终点在最后1个LED灯的圆心。“回l、回2、…、回^，t’代表系统的端口分配，标识端口号，1个LED灯光控制器端口控制128个LED灯具(图4)。填入该LED灯光照明控制系统所有的控制线数、每根控制线上联接的LED灯具数、灯具的联接方式、灯具和控制线的放置方式等。图形绘制完毕，以DXF格式保存LED灯具连线图。运行Light Studio软件，点击“打开”打开。DXF布线文件。把DXF格式保存的LED灯具连线图导入Light Studio软件，Light Studio软件工作区会显示LED灯具连线图，用鼠标调整好图形，点击“转换”，用“ght Studio软件读取。DXF布线设计文件，并转换成灯光配置文件。软件状态栏会出现下面信息：“灯数量”表示使用的LED灯具数量。“控制线”表示使用的控制线数量，“控制器”表示使用的控制器数量，“有效面积”表示灯具连线图在工作区的有效区域。点击“保存”。在“保存”对话框中填人控制器的IP地址。
然后保存记录有关参数的“项目报告”。是1个TxT文本文件。“放置图”是1个BMP图形文件。绘制了LED灯具的位置。点击“保存放置图”。可以导出1个LED灯具放置图的BMP图形文件。保存各项配置内容。以便多次凋用。点击“实时存储数据”，生成控制数据。
2.4灯光控制COLORPIXEL灯光控制系统能够通过网络发送数据。对LED灯光控制器进行联线控制。首先，选择从第1个端口开始测试，点击“连线控制”接键。软件通过网络向控制器发送出LED控制数据，按照连线顺序，逐个LED灯具亮红灯。其余LED灯具亮绿灯。测试LED灯具连线是否正确，然后测试第2个端口，直至第_Jv个端口。再从第1个端口开始测试。点击“连线控制”接键，软件通过网络向控制器发送出LED控制数据，按照连线顺序，逐个LED灯具亮绿灯，其余LED灯具亮蓝灯，测试LED灯具连线是否正确，然后锲4试第2个端口，直至第Ⅳ个端口。最后从第1个端口开始测试。点击“连线控制”按键，软件通过网络向控制器发送出LED控制数据。按照连线顺序。逐个LED灯具亮蓝灯，其余LED灯具亮红灯，测试LED灯具连线是否正确，然后测试第2个端口，直至第N个端n。
测试完毕，根据不同发育阶段的鸡只对光照时问长短、光照强度、光渡长的要求不同，对每1个LED灯具组进行R、G、B平衡、亮度、灰度、时闯等参数进行设置。为不同发育阶段的鸡只提供个性化光照环境。1个饲养规模IO万只的鸡场。生产面积为9 050 m2，用白炽灯照明。叠层式鸡笼1 m。需要的功率是3。5 w，则消费电能9 050×3。5=31 675 w；『f|i使用LED灯具，叠层式鸡笼I m2需要的功率是。6 W，仅消耗电能9 050×I。6=1 448W。因此，使用LED灯具可以节约大量电能。
三 结语
通过调节光照提高鸡的生产性能不仅有很大的潜力，提高鸡的福利。还可以减少鸡疾病，降低鸡的“药物残留”和“激素残留”等污染。我国是鸡蛋、鸡肉生产大国，但有关LED光源应用于鸡只饲养领域的理论和技术研究还处于初步发展阶段”。随着半导体照明技术的发展与生产成本的下降，LED光源的应用将越来越广泛，有着良好的应用前景。研制开发出符合生产实际的LED灯具、照明控制系统和鸡只饲养场所需要的环境调控设施。对发展中国养禽业具有重要的现实意义。
