Development of a Web Server-Based Remote Monitoring System for Environmental Conditions in Broiler Chicken Farming

Abstract

Broiler chicken farming has become one of the increasingly widespread branches of production due to rising demand. Harmful gases such as carbon dioxide, ammonia, and hydrogen sulfide that emerge in the poultry house environment have significant effects on the atmosphere, avian health, and consequently human health. This situation emphasizes the need for precise control over the processes in broiler chicken farming. In this study, indoor environmental conditions (temperature, relative humidity, carbon dioxide, and ammonia) of a 2-story poultry farm engaged in broiler production were monitored using sensors during 2 growing periods. Subsequently, a remote monitoring system was established through a developed web server application. During the 1st production period, the initial temperature of the poultry house environment averaged around 34 °C, while relative humidity values were at around 50%. In the following weeks, the temperature gradually decreased, and in the last days of the production period, the minimum temperature was determined to be 20 °C, and the relative humidity reached around 70%. Throughout the 2nd production period, starting from the 9th day, the average temperature was 25 °C, and relative humidity values were around 50%. As the weeks progressed, the temperature gradually decreased, and in the last days of the production period, the minimum temperature was found to be 14 °C, and the relative humidity reached around 70%. The CO2 value during the 1st production period generally remained within acceptable limits for both floors, exceeding the widely accepted threshold of 3000 ppm only on the 1st floor for 2-3 hours and remaining within acceptable limits at other times. However, during the 2nd production period, with the cooling weather, it was observed that on days 10-15, chicks on the ground floor were exposed to CO2 levels exceeding 3000 ppm for more than 12 hours, and on the 1st floor, CO2 levels reached up to 5000 ppm for a few hours. For both production periods, the NH3 value showed a tendency to increase in the last week, and this increase reached a maximum value of 8 ppm.

Keywords

• PLC
• Web server
• Broiler

Etlik Piliç Yetiştiriciliğinde Çevre Koşullarının İzlenmesine Yönelik Web Tabanlı Bir Uzak İzleme Sisteminin Geliştirilmesi

Abstract

Etlik piliç yetiştiriciliği artan talep doğrultusunda giderek yaygınlaşan üretim kollarından biri haline gelmiştir. Kümes ortamında ortaya çıkan Karbondioksit, Amonyak, Hidrojen Sülfür gibi zararlı gazlar, atmosfer, kanatlı sağlığı ve dolayısıyla insan sağlığı açısından önemli etkilere sahiptir. Bu durum, etlik piliç yetiştiriciliğinde süreçlerinin hassas kontrolünü ön plana çıkarmaktadır. Bu çalışmada, etlik piliç üretimi yapan 2 katlı bir çiftliğe ait kümes içi ortam koşulları (sıcaklık, bağıl nem, karbondioksit ve amonyak,) 2 yetiştirme dönemi süresince sensörlerle okunmuştur. Daha sonra geliştirilen bir web server uygulaması ile uzak izleme sistemi oluşturulmuştur. 1. üretim döneminde kümes ortamının başlangıç sıcaklığı ortalama 34 °C, bağıl nem değerleri ise % 50 seviyelerinde gerçekleşmiştir. İlerleyen haftalarda sıcaklık değerinin kademeli olarak düştüğü ve üretim döneminin son günlerinde minumun sıcaklık değerinin 20 °C, bağıl nem değerinin ise %70 seviyelerine ulaştığı belirlenmiştir. 2. üretim dönemi süresince 9. günden itibaren yapılan ölçümlerde, ortalama sıcaklık değerinin 25 °C, bağıl nem değerleri ise % 50 seviyelerinde gerçekleşmiştir. İlerleyen haftalarda sıcaklık değerinin kademeli olarak düştüğü ve üretim döneminin son günlerinde minumun sıcaklık değerinin 14 °C, bağıl nem değerinin ise %70 seviyelerine ulaştığı belirlenmiştir. CO2 değeri ise 1. üretim döneminde her iki kat için genel olarak kabul edilebilir sınır değer olan 3000 ppm değerini sadece 1. katta 2-3 saat süre ile aştığı diğer zamanlarda kabul edilebilir sınırlar içerisinde olduğu görülmüştür. Ancak havaların soğumasıyla birlikte 2. üretim döneminde 10-15. günlerde civcivlerin zemin katta 12 saatten daha fazla süreyle 3000 ppm’in üzerinde CO2’e maruz kaldığı, 1. katta ise birkaç saat süre ile 5000 ppm seviyelerine kadar çıktığı görülmüştür. Her iki üretim dönemi için NH3 değerinin son hafta içerisinde artış gösterme eğiliminde olduğu ve bu artışın maksimum 8 ppm değerine ulaştığı belirlenmiştir.

Keywords

• PLC
• Web sunucu
• Etlik piliç

References

1. Al-Mashhadani E, Beck M.M 1985. Effect of atmospheric ammonia on the surface ultrastructure of the lung and trachea of broiler chicks. Poultry Sci, 64(11): 2056-2061.
2. Atılgan A, Coşkan A, Öz H, İşler E. 2010. Etlik piliç kümesinde kış döneminde amonyak gaz düzeyinin vakum sistemi ile azaltılması. Kafkas Univ Vet Fak Derg, 16(2): 257-262.
3. Avşaroğlu, H. 2008. Çukurova koşullarında Broiler Kümeslerinde Kullanılan Bir Pedli Serinletme Sisteminin Performans Özellikleri ve Kümes İçi Sıcaklık Dağılımı. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, Türkiye, pp: 47.
4. Bootstrap. 2020. Bootstrap Basic Table. https://www.w3schools.com/bootstrap/bootstrap_tables.asp (erişim tarihi: 12 Ocak 2022).
5. Boyacı S. 2018. Etlik piliç kümeslerinde, ısıtma ve soğutma derece gün değerlerinin derece gün yöntemiyle belirlenmesi: Kırşehir ili örneği. Nevşehir Bil Teknol Derg, 7(1): 75-82.
6. Dağtekin M. 2012. Etlik piliç kümeslerinin serinletilmesinde güneş enerjisi kullanımının tekno-ekonomik analizi. Çukurova Üniv Zir Fak Derg, 27(2): 11-20.
7. Da'na, S, Sagahyroon A, Elrayes A, Al-Ali AR, Al-Aydi, R. 2008. Development of a monitoring and control platform for PLC-based applications. Comp Stand Interfaces, 30(3): 157-166.
8. Gürdil GA, Yıldız Y. 2010. Kümeslerde havalandırma sistemlerinin tasarımına yönelik bir programın geliştirilmesi üzerinde bir araştırma. Doktora Tezi, Çukurova Universitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, Türkiye, pp: 237.

9. jQery. 2023. jQery html Method. URL: https://www.w3schools.com/jquery/html_html.asp (erişim tarihi: 22 Mayıs 2022).
10. Kılıç İ, Şimşek E. 2009. Hayvan barinaklarindan kaynaklanan gaz emisyonlari ve çevresel etkileri. Uludağ Üniv MühMimarlık Fak Derg, 14(2): 151-160.
11. MariaDB Foundation. 2020. MariaDB Server. URL: https://mariadb.org/download/?t= mariadb&p=mariadb&r=11.2.0&os=windows&cpu=x86_64&pkg=msi&m=truenetwork (erişim tarihi: 10 Mayıs 2022).
12. Maton A, Daelemans J, Lambrecht J. 1985. Housing of Animals. Elsevier Science Publishing Company Inc., Newyork, US, pp: 458.
13. Olanrewaju HA, Dozier WA, Purswell JL, Branton SL, Miles DM, Lott BD, Thaxton JP. 2008. Growth performance and physiological variables for broiler chickens subjected to short-term elevated carbon dioxide concentrations. Int J Poultry Sci, 7(8):738-742.
14. Poltryhub. 2023. Climate in Poultry Houses. URL: https://www.poultryhub.org/all-about-poultry/husbandry-management/climate-in-poultry-houses (erişim tarihi: 2 Ağutos 2023).
15. Siemens. 2023. S7/1200 PLC. URL: https://www.siemens.com/global/en/products/automation/ systems/industrial/plc/ s7-1200.html (erişim tarihi: 18 Aralık 2021).
16. Sözcü A, Koyuncu M. 2015. Etlik piliç yetiştiriciliğinde çevresel koşulların ve beslemenin karkas kalitesi üzerine etkileri. Uludağ Üniv Zir Fak Derg, 29(1): 115-122.
17. Yıldız Y, Gürdil GAK, Dağtekin M. 2001. Adana çevresi etlik yetiştirme kümeslerinde amonyak NH3 ve hidrojen sülfir H2S gazlarının oluşum düzeyleri. Tarımsal Mekanizasyon 20. Ulusal Kongresi, Şanlıurfa, Türkiye, 13 - 15 Eylül 2001, pp: 317-323.
18. Yıldız Y, Karaca C, Dağtekin M. 2010. Hayvan barınaklarında çevre denetim. Hasad Yayıncılık, Adana, Türkiye, pp: 256.