食用菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析.pdf

2022年12期 智慧農(nóng)業(yè)導(dǎo)刊 Journal of Smart Agriculture 智慧農(nóng)業(yè) 食用菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析 高 虎 ?？谕胸悩?lè)科技有限責(zé)任公司 海南 ?？?570100 經(jīng)過(guò)科研人員的大量實(shí)驗(yàn)?zāi)M以及實(shí)踐探索 相關(guān) 人員順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的潮流 構(gòu)建了一種科學(xué)完整的食用 菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù)警處理系統(tǒng) 通過(guò)緊密聯(lián)系環(huán)境 因子傳感器 信息采集與傳輸結(jié)構(gòu) 云服務(wù)平臺(tái)及遠(yuǎn)程 終端處理系統(tǒng)后 可以實(shí)時(shí)了解食用菌栽培狀態(tài)以及生 長(zhǎng)情況 為后期食用菌栽培處理工作的提高奠定了夯實(shí) 的基礎(chǔ) 1 食用菌栽培環(huán)境因素 1 1 溫度 在食用菌生長(zhǎng)發(fā)育期間溫度是最主要的環(huán)境影響因 子 而且菇房空氣溫度很容易給菌絲生長(zhǎng)速度帶來(lái)一定的 影響 從某種程度上來(lái)看這還會(huì)關(guān)系到生長(zhǎng)速度以及子實(shí) 體的數(shù)量與質(zhì)量 中國(guó)已知的食用菌有350多種 分別生 活在不同的地區(qū)和生態(tài)環(huán)境中 而且食用菌在各生長(zhǎng)階段 對(duì)溫度要求也不同 這就需要根據(jù)菌種的不同 生長(zhǎng)階段的不同 及時(shí)采 集監(jiān)控菇房?jī)?nèi)外的溫度 觸發(fā)設(shè)備調(diào)節(jié)菇房?jī)?nèi)的溫度 除 此之外還要檢測(cè)采集菌棒內(nèi)部的溫度 避免菌絲生長(zhǎng)期的 燒菌和子實(shí)體發(fā)育期的發(fā)育不良 使其實(shí)現(xiàn)菇農(nóng)對(duì)食用菌 智能栽培數(shù)據(jù)化 進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理 1 2 濕度 水分是食用菌最重要組成部分 食用菌的各個(gè)生長(zhǎng)階 段對(duì)濕度要求是不同的 所以要根據(jù)菌種的差異和不同的 生長(zhǎng)階段 及時(shí)采集和控制菇房?jī)?nèi)的濕度 必要時(shí)可以采 用超聲波加潮汐式這樣的復(fù)合式控制濕度的辦法 控制好 菇房的溫度是菇農(nóng)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)增收效率提升的關(guān)鍵 1 3 空氣濃度 不同的食用菌品種 在其各個(gè)生長(zhǎng)期需要不同的空氣 濃度 或者菇農(nóng)為了培養(yǎng)特色品種也要調(diào)節(jié)空氣中的濃 度 空氣濃度主要是氧氣和二氧化碳的比值 這就要求空 氣傳感器能及時(shí)根據(jù)菌種采集菇房?jī)?nèi)的數(shù)據(jù) 通風(fēng)裝置及 時(shí)調(diào)節(jié)菇房?jī)?nèi)部的空氣濃度 1 4 光照 不同的菌種在不同的生長(zhǎng)階段需要的光照強(qiáng)度也不 一樣 通過(guò)光照傳感器采集菇房的光照強(qiáng)度 云端控制光 照的時(shí)長(zhǎng)和強(qiáng)度 2 蘑菇栽培環(huán)境監(jiān)測(cè)辦法 2 1 監(jiān)測(cè)對(duì)象 一般情況下 在實(shí)際的食用菌栽培監(jiān)測(cè)過(guò)程中 管 理人員應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注食用菌栽培環(huán)境中的空氣濕度 空氣 溫度 空氣濃度 光照以及基質(zhì)溫度等影響因素 在充分 關(guān)注其具體的栽培特性后 應(yīng)深入蘑菇栽培基層內(nèi)部 通 過(guò)實(shí)地調(diào)查等方式來(lái)收集食用菌栽培監(jiān)測(cè)的基本數(shù)據(jù) 信息 進(jìn)而可以對(duì)食用菌栽培工作管理創(chuàng)造諸多有利條件 摘 要 科學(xué)技術(shù)水平的迅猛發(fā)展促進(jìn)食用菌栽培管理水平逐步提高 基于此 文章首先簡(jiǎn)單介紹食用菌栽培環(huán)境監(jiān)測(cè) 的具體方法 其次對(duì)其監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做出相應(yīng)分析 最后 說(shuō)明食用菌栽培硬件系統(tǒng)的配置和優(yōu)化等內(nèi)容 希望能夠給 同行帶來(lái)一定的幫助 關(guān)鍵詞 食用菌栽培 智能監(jiān)測(cè) 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 中圖分類(lèi)號(hào) S 1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼 A 文章編號(hào) 2096 9902 2022 12 0013 03 Abstract The rapid development of science and technology promotes the cultivation and management of edible fungi Based on this this paper first briefly introduces the specific methods of edible fungus cultivation environment monitoring secondly it makes a corresponding analysis on the design of the monitoring and early warning system finally it explains the configuration and optimization of the edible mushroom cultivation hardware system so as to bring some help to the peers Keywords edible fungus cultivation intelligent monitoring system design 作者簡(jiǎn)介 高虎 1979 男 本科 董事長(zhǎng) 總經(jīng)理 研究方向?yàn)橹悄苻r(nóng)業(yè) 主題式教育 探索多功能養(yǎng)殖 集裝箱養(yǎng)蘑菇 都市農(nóng)業(yè) DOI nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 13 2022年12期智慧農(nóng)業(yè) 智慧農(nóng)業(yè)導(dǎo)刊 Journal of Smart Agriculture 2 2 監(jiān)測(cè)頻率和具體范圍 據(jù)有關(guān)資料顯示 此處以福建省漳州市某蘑菇栽培中 心為主要研究對(duì)象 蘑菇栽培為一個(gè)長(zhǎng)度6 m 寬度為3 m 及肩高為2 5 m的空間結(jié)構(gòu) 每個(gè)蘑菇房的實(shí)際栽培棒數(shù) 最多能達(dá)到1 500棒左右 為了及時(shí)獲取食用菌栽培環(huán)境 的監(jiān)測(cè)信息 管理人員結(jié)合實(shí)際的情況建立7個(gè)蘑菇房環(huán) 境監(jiān)測(cè)點(diǎn)來(lái)記錄相關(guān)的溫度 濕度等數(shù)據(jù)變化 對(duì)每次監(jiān) 測(cè)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行妥善分析后 得出不同菌種在不同生長(zhǎng)階 段所需要的具體數(shù)據(jù) 3 食用菌栽培環(huán)境智能調(diào)控的系統(tǒng)設(shè)計(jì) 為了滿(mǎn)足食用菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)技術(shù)工作的順利 開(kāi)展 工作人員采用智能監(jiān)測(cè)方法并和預(yù)警處理技術(shù)相結(jié) 合后 在大數(shù)據(jù)時(shí)代背景下 利用互聯(lián)網(wǎng)處理系統(tǒng)對(duì)食用 菌栽培環(huán)境進(jìn)行全方位的管控 在規(guī)范的監(jiān)測(cè)操作下 為 食用菌養(yǎng)殖人員提供相對(duì)準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)信息 同時(shí) 部分食 用菌栽培專(zhuān)家還在綜合運(yùn)營(yíng)云平臺(tái)處理系統(tǒng)后 通過(guò)官 網(wǎng) 微信公眾號(hào)以及內(nèi)部交流群向食用菌栽培人員提供大 量的技術(shù)指導(dǎo)和支持 具體的食用菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù) 警技術(shù)結(jié)構(gòu)分析圖如圖1所示 1 圖1 食用菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)調(diào)控技術(shù)結(jié)構(gòu)分析圖 4 硬件子系統(tǒng)的配置與優(yōu)化策略 4 1 選擇合理的溫度傳感器和濕度傳感器 相關(guān)人員應(yīng)投入適當(dāng)?shù)慕ㄔO(shè)資金 采購(gòu)密封性能最 佳 傳導(dǎo)性較好的溫度傳感器 在統(tǒng)一的封裝操作處理下 與NTC熱敏電阻傳感器緊密連接 在妥善操作處理下 對(duì) 食用菌環(huán)境的具體數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè) 還能進(jìn)一步得出栽培基 質(zhì)中的實(shí)際溫度 與此同時(shí) 還要提高對(duì)溫度傳感器基礎(chǔ) 作用的重視度 充分利用NTC熱敏電阻 把溫度變化轉(zhuǎn)化 為電壓變化 并借助放大器等基礎(chǔ)設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)AD信號(hào)向 數(shù)字信號(hào)的轉(zhuǎn)化 繼而通過(guò)一定的方式進(jìn)行主機(jī)架構(gòu)的數(shù) 據(jù)傳輸 在此過(guò)程中 應(yīng)使用圓柱形金屬網(wǎng)膜傳感器來(lái)使 得大量空氣可以平穩(wěn)進(jìn)入 近年來(lái) 市面上較為常見(jiàn)的空 氣濕度傳感器大多數(shù)為霍尼韋爾型 設(shè)計(jì)人員經(jīng)過(guò)激光微 調(diào)操作處理 確?？諝鉂穸刃畔⑾鄬?duì)準(zhǔn)確 當(dāng)然 空氣傳感 器工作原理類(lèi)似于溫度傳感器的工作機(jī)理 主要以模擬量 型為主 在AD轉(zhuǎn)換后進(jìn)行遠(yuǎn)程傳遞 科研人員經(jīng)過(guò)不斷 完善和改進(jìn) 最后加強(qiáng)對(duì)轉(zhuǎn)換算法的應(yīng)用 進(jìn)而不斷地提 高監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的真實(shí)性 但就溫度傳感器和濕度傳感器尤其 要注意 將這兩者平穩(wěn)地放入百葉箱 避免由于噴霧加濕 氣給內(nèi)部結(jié)構(gòu)帶來(lái)一定的影響 2 4 2 完善和優(yōu)化智能監(jiān)測(cè)報(bào)警主機(jī)架構(gòu) 每一個(gè)智能監(jiān)測(cè)與報(bào)警器都會(huì)存在一個(gè)惟一的ID識(shí) 別號(hào)碼 可以進(jìn)行基礎(chǔ)的GPS定位 還在跟蹤管理工作和 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用 通過(guò)對(duì)整體架構(gòu)進(jìn)行分析 SIM 卡槽是主機(jī)的重要組成部分 數(shù)據(jù)處理人員通過(guò)2G 3G 4G網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)GMS短信通訊處理 在和4條線路的傳 感器進(jìn)行連接后 形成一個(gè)完整的監(jiān)測(cè)處理系統(tǒng) 方便食 用菌栽培人員使用 除此之外 還要合理運(yùn)用主機(jī)鳴器報(bào) 警特點(diǎn) 可以在主機(jī)內(nèi)部加設(shè)2 200 mA的鋰電池進(jìn)行突 發(fā)狀況的斷電操作設(shè)施 在保證持航可以達(dá)到6 5 h以上 后 提升監(jiān)測(cè)系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性 同時(shí) 也可以為主機(jī)配設(shè) 8 1 cm 6 6 cm的液晶顯示器 3 從而能夠同時(shí)將監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù) 記錄電池容量以及信號(hào)強(qiáng)度呈現(xiàn) 4 4 3 軟件子系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 從菇農(nóng)的視角上來(lái)看只要加強(qiáng)對(duì)手機(jī)客戶(hù)端的應(yīng)用 一定程度上能實(shí)現(xiàn)蘑菇子栽培環(huán)境職能檢測(cè)預(yù)警 還能充 分掌握菇農(nóng)的實(shí)際情況 便于及時(shí)地觀看 如果在線的話 APP產(chǎn)品圖標(biāo)顯示的顏色為綠色 如果不在線的話 APP 14 2022年12期 智慧農(nóng)業(yè)導(dǎo)刊 Journal of Smart Agriculture 智慧農(nóng)業(yè) 產(chǎn)品圖標(biāo)的顏色為灰色 還能了解環(huán)境溫濕度情況 及時(shí) 查看實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息 獲取監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)信息 便于更好地 進(jìn)行蘑菇栽培管理 使其獲得良好的管理效果 最重要的 一點(diǎn)是能了解歷史檢測(cè)數(shù)據(jù) 且經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析不斷提高食 用菌栽培管理水平 實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化管理 5 電腦客戶(hù)端的信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)具備一定功能 由于是傳 感器校正功能 在確保傳感器具有良好穩(wěn)定性能下 傳感 器能實(shí)現(xiàn)對(duì)相關(guān)參數(shù)設(shè)置 還能校正檢測(cè)數(shù)值 這在確保 傳感器準(zhǔn)確性 不斷地延長(zhǎng)使用壽命方面是最主要的一種 方式 6 5 食用菌栽培環(huán)境智能預(yù)警與調(diào)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的技術(shù)方案 隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)不斷發(fā)展 逐步擴(kuò)大應(yīng)用的范 圍 使一些功能變得更加成熟化 尤其是傳感檢測(cè)和信息 采集 遠(yuǎn)程傳輸 平臺(tái)服務(wù)和數(shù)據(jù)分析功能 但對(duì)于一些先 進(jìn)的食用菌控制系統(tǒng)進(jìn)行分析 其功能非常健全 價(jià)格高 在使用環(huán)境這方面具有較高的要求 7 所以有必要加大開(kāi) 發(fā)力度 實(shí)現(xiàn)對(duì)食用菌栽培環(huán)境智能化監(jiān)測(cè)預(yù)警與調(diào)控系 統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 且所開(kāi)發(fā)出的系統(tǒng)不僅要更加簡(jiǎn)便 還要穩(wěn)定 實(shí)用 一定程度上促進(jìn)蘑菇更好地生產(chǎn) 不斷提高勞動(dòng)生 產(chǎn)效率 讓菇品的價(jià)值得以展現(xiàn) 8 環(huán)境因子傳感器和信息采集以及傳感模塊 遠(yuǎn)程終端 作為食用菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù)警與調(diào)控系統(tǒng)最主要的 組成部分 不管是環(huán)境因子傳感器輸出端還是信息采集 將其型連接傳輸模塊 且通過(guò)云服務(wù)平臺(tái)將信息采集與傳 輸模塊分別與控制模塊和遠(yuǎn)程終端連接 環(huán)境因子傳感器 負(fù)責(zé)對(duì)環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)采集 信息采集與傳輸模塊針對(duì)環(huán)境 因子傳感器采集的環(huán)境參數(shù)數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)匯總 能將其上傳到 云服務(wù)平臺(tái)中 而且從工作人員的角度上來(lái)看經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)程終 端登陸元服務(wù)平臺(tái) 控制模塊接收主要來(lái)自云服務(wù)平臺(tái)的 指令 控制模塊連接與現(xiàn)場(chǎng)的電氣設(shè)備 且在控制模塊的 控制下 其電氣設(shè)備能對(duì)環(huán)境參數(shù)實(shí)現(xiàn)調(diào)控 其中空氣溫度傳感器和栽培基質(zhì)溫度傳感器以及空 氣濕度傳感器作為環(huán)境因子傳感器 云服務(wù)平臺(tái)包括的模塊非常多 不僅有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊 和數(shù)據(jù)查詢(xún)模塊以及數(shù)據(jù)處理 還有分析模塊和預(yù)警模塊 以及遠(yuǎn)程操作指令發(fā)送模塊等 且對(duì)于數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊進(jìn)行 分析 除了可以在實(shí)時(shí)檢測(cè)數(shù)據(jù)和報(bào)警數(shù)據(jù)應(yīng)用之外 還 可應(yīng)用在指令數(shù)據(jù)中 數(shù)據(jù)查詢(xún)模塊便于對(duì)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)查 詢(xún) 數(shù)據(jù)處理與分析模塊在處理與分析數(shù)據(jù)中非常的適 用 遠(yuǎn)程操作指令發(fā)送模塊環(huán)節(jié)結(jié)合環(huán)境參數(shù)設(shè)定的報(bào)警 閾值智能觸發(fā)操作指令 電氣設(shè)備能實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制 用戶(hù) 管理模塊設(shè)置非常多 尤其是普通用戶(hù)賬號(hào)和區(qū)域管理員 賬號(hào)以及總管理員賬號(hào) 普通用戶(hù)賬號(hào)由蘑菇栽培人員登 錄相應(yīng)的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)對(duì)技術(shù)系統(tǒng)管理部署和管理 區(qū)域管理 員賬號(hào)主要由區(qū)域管理員就區(qū)內(nèi)蘑菇栽培專(zhuān)業(yè)戶(hù)部署技 術(shù)系統(tǒng)管理 實(shí)現(xiàn)集中管理 對(duì)于參數(shù)設(shè)置模塊進(jìn)行分析 不管是在修改基本信息還是在啟動(dòng)與關(guān)閉傳感器這方面 都非常的適用 對(duì)以上技術(shù)方案進(jìn)行分析 結(jié)合食用菌栽培技術(shù)需 求 既要加強(qiáng)對(duì)智能監(jiān)測(cè)的應(yīng)用還要緊密地融合預(yù)警與調(diào) 控相結(jié)合的路線 并加強(qiáng)對(duì)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)菇房 相關(guān)溫度的在線監(jiān)測(cè) 尤其是菇房空氣溫度和培養(yǎng)基質(zhì)溫 度與空氣濕度 再加上有了移動(dòng)通信作為支持 促進(jìn)栽培 戶(hù)更好地栽培食用菌使其對(duì)食用菌栽培各個(gè)過(guò)程管理 實(shí) 現(xiàn)食用菌技術(shù)專(zhuān)業(yè)在技術(shù)這方面對(duì)栽培戶(hù)提供支持 而且 農(nóng)業(yè)局經(jīng)過(guò)充分了解食用菌生產(chǎn)的實(shí)際情況 在其信息這 方面促進(jìn)農(nóng)民和技術(shù)專(zhuān)家之間互動(dòng) 且充分地應(yīng)用發(fā)明技 術(shù) 一定程度上使得食用菌栽培環(huán)境得到改善 促進(jìn)食用 菌更好地生產(chǎn) 不斷提高產(chǎn)量 還能避免給栽培戶(hù)帶來(lái)生 產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn) 降低勞動(dòng)力生產(chǎn)強(qiáng)度 促進(jìn)勞動(dòng)力生產(chǎn)效率提高 食用菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù)警與調(diào)控系統(tǒng)不僅有環(huán)境因 子傳感器 信息采集與傳輸模塊 云服務(wù)平臺(tái)模塊 還有控 制模塊以及遠(yuǎn)程終端 環(huán)境因子傳感器的輸出端和信息采 集連接傳輸模塊 6 結(jié)束語(yǔ) 總而言之 食用菌栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)的 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)會(huì)受到外界各種環(huán)境因素的影響 企業(yè)的管理 部門(mén)應(yīng)做好相應(yīng)的統(tǒng)籌規(guī)劃 在統(tǒng)一環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù)警處 理方法后 對(duì)工作人員進(jìn)行專(zhuān)業(yè)的技術(shù)指導(dǎo) 避免存在安 全事故 參考文獻(xiàn) 1 張福山 楊際偉 陳玉珍 等 一種蘑菇栽培環(huán)境智能監(jiān)測(cè)預(yù)警與調(diào) 控系統(tǒng) CN107992136A P 2018 2 范宇飛 蘑菇栽培溫室無(wú)線監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì) D 保定 河北大學(xué) 2016 3 張亞麗 賈金川 趙書(shū)光 等 基于生物質(zhì)梯次利用的菌菇工廠化生 產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)集成研究 J 農(nóng)業(yè)科技通訊 2017 11 297 299 4 張福山 楊際偉 何學(xué)友 等 松墨天牛智能監(jiān)測(cè)預(yù)警技術(shù)系統(tǒng)的設(shè) 計(jì)與實(shí)現(xiàn) J 福建林業(yè)科技 2020 47 3 45 50 5 蔣友 蘑菇溫室智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì) D 太原 太原理工大學(xué) 2010 6 許大春 李鳳玉 趙華 等 用于蘑菇種植的監(jiān)控調(diào)節(jié)系統(tǒng) CN203378350U P 7 王洪亞 肖紹章 胡榮林 等 一種蘑菇種植工廠的環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng) CN210036818U P 2020 8 張凱 張志勇 長(zhǎng)白山人參栽培環(huán)境智能檢測(cè)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn) J 信息與電腦 理論版 2021 33 20 119 121 15