食用菌栽培环境智能监测预警技术系统的设计与实现分析.pdf

2022年12期 智慧农业导刊 Journal of Smart Agriculture 智慧农业 食用菌栽培环境智能监测预警技术系统的设计与实现分析 高 虎 海口托贝乐科技有限责任公司 海南 海口 570100 经过科研人员的大量实验模拟以及实践探索 相关 人员顺应时代发展的潮流 构建了一种科学完整的食用 菌栽培环境智能监测预警处理系统 通过紧密联系环境 因子传感器 信息采集与传输结构 云服务平台及远程 终端处理系统后 可以实时了解食用菌栽培状态以及生 长情况 为后期食用菌栽培处理工作的提高奠定了夯实 的基础 1 食用菌栽培环境因素 1 1 温度 在食用菌生长发育期间温度是最主要的环境影响因 子 而且菇房空气温度很容易给菌丝生长速度带来一定的 影响 从某种程度上来看这还会关系到生长速度以及子实 体的数量与质量 中国已知的食用菌有350多种 分别生 活在不同的地区和生态环境中 而且食用菌在各生长阶段 对温度要求也不同 这就需要根据菌种的不同 生长阶段的不同 及时采 集监控菇房内外的温度 触发设备调节菇房内的温度 除 此之外还要检测采集菌棒内部的温度 避免菌丝生长期的 烧菌和子实体发育期的发育不良 使其实现菇农对食用菌 智能栽培数据化 进而实现精细化管理 1 2 湿度 水分是食用菌最重要组成部分 食用菌的各个生长阶 段对湿度要求是不同的 所以要根据菌种的差异和不同的 生长阶段 及时采集和控制菇房内的湿度 必要时可以采 用超声波加潮汐式这样的复合式控制湿度的办法 控制好 菇房的温度是菇农实现增长增收效率提升的关键 1 3 空气浓度 不同的食用菌品种 在其各个生长期需要不同的空气 浓度 或者菇农为了培养特色品种也要调节空气中的浓 度 空气浓度主要是氧气和二氧化碳的比值 这就要求空 气传感器能及时根据菌种采集菇房内的数据 通风装置及 时调节菇房内部的空气浓度 1 4 光照 不同的菌种在不同的生长阶段需要的光照强度也不 一样 通过光照传感器采集菇房的光照强度 云端控制光 照的时长和强度 2 蘑菇栽培环境监测办法 2 1 监测对象 一般情况下 在实际的食用菌栽培监测过程中 管 理人员应重点关注食用菌栽培环境中的空气湿度 空气 温度 空气浓度 光照以及基质温度等影响因素 在充分 关注其具体的栽培特性后 应深入蘑菇栽培基层内部 通 过实地调查等方式来收集食用菌栽培监测的基本数据 信息 进而可以对食用菌栽培工作管理创造诸多有利条件 摘 要 科学技术水平的迅猛发展促进食用菌栽培管理水平逐步提高 基于此 文章首先简单介绍食用菌栽培环境监测 的具体方法 其次对其监测预警系统的设计做出相应分析 最后 说明食用菌栽培硬件系统的配置和优化等内容 希望能够给 同行带来一定的帮助 关键词 食用菌栽培 智能监测 系统设计 中图分类号 S 1 文献标志码 A 文章编号 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 s 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 作者简介 高虎 1979 男 本科 董事长 总经理 研究方向为智能农业 主题式教育 探索多功能养殖 集装箱养蘑菇 都市农业 DOI nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 13 2022年12期智慧农业 智慧农业导刊 Journal of Smart Agriculture 2 2 监测频率和具体范围 据有关资料显示 此处以福建省漳州市某蘑菇栽培中 心为主要研究对象 蘑菇栽培为一个长度6 m 宽度为3 m 及肩高为2 5 m的空间结构 每个蘑菇房的实际栽培棒数 最多能达到1 500棒左右 为了及时获取食用菌栽培环境 的监测信息 管理人员结合实际的情况建立7个蘑菇房环 境监测点来记录相关的温度 湿度等数据变化 对每次监 测数据信息进行妥善分析后 得出不同菌种在不同生长阶 段所需要的具体数据 3 食用菌栽培环境智能调控的系统设计 为了满足食用菌栽培环境智能监测技术工作的顺利 开展 工作人员采用智能监测方法并和预警处理技术相结 合后 在大数据时代背景下 利用互联网处理系统对食用 菌栽培环境进行全方位的管控 在规范的监测操作下 为 食用菌养殖人员提供相对准确的数据信息 同时 部分食 用菌栽培专家还在综合运营云平台处理系统后 通过官 网 微信公众号以及内部交流群向食用菌栽培人员提供大 量的技术指导和支持 具体的食用菌栽培环境智能监测预 警技术结构分析图如图1所示 1 图1 食用菌栽培环境智能监测调控技术结构分析图 4 硬件子系统的配置与优化策略 4 1 选择合理的温度传感器和湿度传感器 相关人员应投入适当的建设资金 采购密封性能最 佳 传导性较好的温度传感器 在统一的封装操作处理下 与NTC热敏电阻传感器紧密连接 在妥善操作处理下 对 食用菌环境的具体数据进行监测 还能进一步得出栽培基 质中的实际温度 与此同时 还要提高对温度传感器基础 作用的重视度 充分利用NTC热敏电阻 把温度变化转化 为电压变化 并借助放大器等基础设备来实现AD信号向 数字信号的转化 继而通过一定的方式进行主机架构的数 据传输 在此过程中 应使用圆柱形金属网膜传感器来使 得大量空气可以平稳进入 近年来 市面上较为常见的空 气湿度传感器大多数为霍尼韦尔型 设计人员经过激光微 调操作处理 确保空气湿度信息相对准确 当然 空气传感 器工作原理类似于温度传感器的工作机理 主要以模拟量 型为主 在AD转换后进行远程传递 科研人员经过不断 完善和改进 最后加强对转换算法的应用 进而不断地提 高监测数据的真实性 但就温度传感器和湿度传感器尤其 要注意 将这两者平稳地放入百叶箱 避免由于喷雾加湿 气给内部结构带来一定的影响 2 4 2 完善和优化智能监测报警主机架构 每一个智能监测与报警器都会存在一个惟一的ID识 别号码 可以进行基础的GPS定位 还在跟踪管理工作和 农业生产中被广泛应用 通过对整体架构进行分析 SIM 卡槽是主机的重要组成部分 数据处理人员通过2G 3G 4G网络实现数据GMS短信通讯处理 在和4条线路的传 感器进行连接后 形成一个完整的监测处理系统 方便食 用菌栽培人员使用 除此之外 还要合理运用主机鸣器报 警特点 可以在主机内部加设2 200 mA的锂电池进行突 发状况的断电操作设施 在保证持航可以达到6 5 h以上 后 提升监测系统运行的稳定性 同时 也可以为主机配设 8 1 cm 6 6 cm的液晶显示器 3 从而能够同时将监测数据 记录电池容量以及信号强度呈现 4 4 3 软件子系统的开发 从菇农的视角上来看只要加强对手机客户端的应用 一定程度上能实现蘑菇子栽培环境职能检测预警 还能充 分掌握菇农的实际情况 便于及时地观看 如果在线的话 APP产品图标显示的颜色为绿色 如果不在线的话 APP 14 2022年12期 智慧农业导刊 Journal of Smart Agriculture 智慧农业 产品图标的颜色为灰色 还能了解环境温湿度情况 及时 查看实时监测数据信息 获取监测数据信息 便于更好地 进行蘑菇栽培管理 使其获得良好的管理效果 最重要的 一点是能了解历史检测数据 且经过数据分析不断提高食 用菌栽培管理水平 实现精准化管理 5 电脑客户端的信息系统设计具备一定功能 由于是传 感器校正功能 在确保传感器具有良好稳定性能下 传感 器能实现对相关参数设置 还能校正检测数值 这在确保 传感器准确性 不断地延长使用寿命方面是最主要的一种 方式 6 5 食用菌栽培环境智能预警与调控系统实现的技术方案 随着农业物联网技术不断发展 逐步扩大应用的范 围 使一些功能变得更加成熟化 尤其是传感检测和信息 采集 远程传输 平台服务和数据分析功能 但对于一些先 进的食用菌控制系统进行分析 其功能非常健全 价格高 在使用环境这方面具有较高的要求 7 所以有必要加大开 发力度 实现对食用菌栽培环境智能化监测预警与调控系 统的开发 且所开发出的系统不仅要更加简便 还要稳定 实用 一定程度上促进蘑菇更好地生产 不断提高劳动生 产效率 让菇品的价值得以展现 8 环境因子传感器和信息采集以及传感模块 远程终端 作为食用菌栽培环境智能监测预警与调控系统最主要的 组成部分 不管是环境因子传感器输出端还是信息采集 将其型连接传输模块 且通过云服务平台将信息采集与传 输模块分别与控制模块和远程终端连接 环境因子传感器 负责对环境参数数据采集 信息采集与传输模块针对环境 因子传感器采集的环境参数数据实现汇总 能将其上传到 云服务平台中 而且从工作人员的角度上来看经过远程终 端登陆元服务平台 控制模块接收主要来自云服务平台的 指令 控制模块连接与现场的电气设备 且在控制模块的 控制下 其电气设备能对环境参数实现调控 其中空气温度传感器和栽培基质温度传感器以及空 气湿度传感器作为环境因子传感器 云服务平台包括的模块非常多 不仅有数据存储模块 和数据查询模块以及数据处理 还有分析模块和预警模块 以及远程操作指令发送模块等 且对于数据存储模块进行 分析 除了可以在实时检测数据和报警数据应用之外 还 可应用在指令数据中 数据查询模块便于对实时数据查 询 数据处理与分析模块在处理与分析数据中非常的适 用 远程操作指令发送模块环节结合环境参数设定的报警 阈值智能触发操作指令 电气设备能实现远程控制 用户 管理模块设置非常多 尤其是普通用户账号和区域管理员 账号以及总管理员账号 普通用户账号由蘑菇栽培人员登 录相应的平台实现对技术系统管理部署和管理 区域管理 员账号主要由区域管理员就区内蘑菇栽培专业户部署技 术系统管理 实现集中管理 对于参数设置模块进行分析 不管是在修改基本信息还是在启动与关闭传感器这方面 都非常的适用 对以上技术方案进行分析 结合食用菌栽培技术需 求 既要加强对智能监测的应用还要紧密地融合预警与调 控相结合的路线 并加强对物联网技术的应用实现对菇房 相关温度的在线监测 尤其是菇房空气温度和培养基质温 度与空气湿度 再加上有了移动通信作为支持 促进栽培 户更好地栽培食用菌使其对食用菌栽培各个过程管理 实 现食用菌技术专业在技术这方面对栽培户提供支持 而且 农业局经过充分了解食用菌生产的实际情况 在其信息这 方面促进农民和技术专家之间互动 且充分地应用发明技 术 一定程度上使得食用菌栽培环境得到改善 促进食用 菌更好地生产 不断提高产量 还能避免给栽培户带来生 产风险 降低劳动力生产强度 促进劳动力生产效率提高 食用菌栽培环境智能监测预警与调控系统不仅有环境因 子传感器 信息采集与传输模块 云服务平台模块 还有控 制模块以及远程终端 环境因子传感器的输出端和信息采 集连接传输模块 6 结束语 总而言之 食用菌栽培环境智能监测预警技术系统的 设计与实现会受到外界各种环境因素的影响 企业的管理 部门应做好相应的统筹规划 在统一环境智能监测预警处 理方法后 对工作人员进行专业的技术指导 避免存在安 全事故 参考文献 1 张福山 杨际伟 陈玉珍 等 一种蘑菇栽培环境智能监测预警与调 控系统 CN107992136A P 2018 2 范宇飞 蘑菇栽培温室无线监控系统设计 D 保定 河北大学 2016 3 张亚丽 贾金川 赵书光 等 基于生物质梯次利用的菌菇工厂化生 产关键技术集成研究 J 农业科技通讯 2017 11 297 299 4 张福山 杨际伟 何学友 等 松墨天牛智能监测预警技术系统的设 计与实现 J 福建林业科技 2020 47 3 45 50 5 蒋友 蘑菇温室智能控制系统的设计 D 太原 太原理工大学 2010 6 许大春 李凤玉 赵华 等 用于蘑菇种植的监控调节系统 CN203378350U P 7 王洪亚 肖绍章 胡荣林 等 一种蘑菇种植工厂的环境监测系统 CN210036818U P 2020 8 张凯 张志勇 长白山人参栽培环境智能检测软件系统设计与实现 J 信息与电脑 理论版 2021 33 20 119 121 15