CN105746175A - 一种食用菌培养箱 - Google Patents

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谢晓东
张文成
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    • A01G18/00Cultivation of mushrooms
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05BCONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
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    • G05B19/02Programme-control systems electric
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    • G05B19/042Programme control other than numerical control, i.e. in sequence controllers or logic controllers using digital processors
    • G05B19/0428Safety, monitoring

Abstract

本发明涉及一种食用菌培养箱,属于食用菌种植技术领域,包括箱体,箱体的一侧设有柜门,箱体内部设置隔板并安装照明光源,箱体外壁上设有通风口,箱体上设有控制系统;控制系统包括人机交互系统、控制器、检测系统和执行系统,人机交互系统用于输入过程控制参数并对检测系统实际测得的参数值予以显示;控制器用于获取人机交互系统中的过程控制参数值,并与检测系统反馈给控制器的实测参数值进行比较后发出信号驱动执行系统。本发明根据食用菌的各阶段生长所需环境进行参数过程曲线的设定,实现全程自动调节空气环境,满足食用菌各生长阶段的要求,无需人工干预。

Description

一种食用菌培养箱
技术领域
[0001]本发明涉及一种食用菌培养箱,属于食用菌种植技术领域。
背景技术
[0002]食用菌因其营养丰富、味道鲜美常被当成美味出现在人们的餐桌上,特别是新鲜食用菌,其口感和营养更佳,但由于其存放时间短、易变质,通常被烘干脱水后存放。
[0003]食用菌的生长条件要求较高,对环境的温湿度和含氧量有着严格的要求,现阶段多采用大棚人工种植。人工种植不但风险大,投入精力较多,需要时时留意菌房内的温湿度变化、氧气浓度、二氧化碳浓度和光照强度等,随时人工通风换气或加水补给。近几年,不断发生的食品安全问题也成为消费者的担忧,但受制于食用菌种植环境的苛刻所限,消费者也很难实现自己种植。
[0004] 针对人工种植的现有技术的不足,近几年,市场上也逐渐出现一些适用于大棚种植的食用菌种植控制系统,或者可提供温湿度可控的食用菌培养设备。但以上现有设备只初步解决了对环境温湿度的单一控制,提供一个相对稳定且恒定的生长环境,无法做到根据食用菌的生长阶段所需环境的变化来调节其生长环境,仍需要人工的干预,无法做到真正的自动化管理。
发明内容
[0005]基于上述考虑,本发明目的是提供一种食用菌培养箱,可根据不同食用菌品种的生长习性设定过程控制参数,根据所设定的过程控制参数实现全程自动化管理,无需人工干预。
[0006]为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案为:
一种食用菌培养箱,包括箱体,箱体的一侧设有柜门,箱体内部设置隔板并安装照明光源,箱体外壁上设有通风口,箱体上设有控制系统;所述控制系统包括人机交互系统、控制器、检测系统和执行系统,控制器的信号输入端连接人机交互系统和检测系统,控制器的信号输出端连接执行系统和照明光源;所述人机交互系统用于输入过程控制参数并对检测系统实际测得的参数值予以显示,控制器用于获取人机交互系统中的过程控制参数值,并与检测系统反馈给控制器的实测参数值进行比较后发出信号驱动执行系统。
[0007]作为上述方案的进一步设置:
所述过程控制参数包括温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度、硫化氢浓度和氨气浓度;所述检测系统包括温度传感器、湿度传感器、光传感器、二氧化碳检测装置、硫化氢检测装置、臭氧检测装置和氨气检测装置;所述执行系统包括制冷制热装置、换气模块、报警模块、雾化加湿装置、灭菌装置。
[0008]所述制冷制热装置采用热栗式空调器,热栗式空调器的制冷端和制热端均安装有温度传感器,温度传感器与控制器的信号输入端连接。
[0009]所述灭菌装置采用臭氧发生器,臭氧发生器上安装硅光电池,硅光电池与控制器的信号输入端相连。
[0010]所述换气模块采用气体搅动装置,在气体搅动装置上安装气体流量计,气体流量计与控制器的信号输入端连接。
[0011 ]所述控制系统还包括连接控制器的通信模块、存储模块和摄像头。
[0012]所述通风口为上下两个,两个通风口之间用通风管道在箱体外部相连;制冷制热装置、气体搅动装置、雾化加湿装置和灭菌装置均安装于通风管道内。
[0013]所述通风管道靠近两个通风口处均安装有三通管件,三通管件上均安装有蝶阀,其中一个三通管件上安装有连接控制器信号输出端的风扇。
[0014]所述通风管道靠近两个通风口处各用一根软管接出,每根软管上均安装蠕动栗,蠕动栗连接控制器信号输出端。
[0015]所述通风口上安装空气过滤器,柜门为透明材质。
[0016]本发明提供的食用菌培养箱,完全针对食用菌生长环境要素进行相关功能模块设计并提供相关参数的过程控制,功能齐全,适用于各种食用菌的培养,可根据各种食用菌的生长阶段特性灵活设置相应的控制参数;食用菌生长全程自动化管理,无需人工干预,给食用菌的种植带来了便利,也使得食用菌爱好者自行培养成为可能。
[0017]以下通过附图和具体实施方式对本发明做进一步阐述。
[0018]附图说明:
图1为本发明培养箱结构示意图;
图2为本发明换气实施例一的培养箱背面结构示意图;
图3为本发明换气实施例二的培养箱背面结构示意图;
图4为本发明换气实施例一的控制系统原理框图;
图5为本发明换气实施例二的控制系统原理框图。
[0019]具体实施方式:
如图1至图5所示,本发明提供的一种食用菌培养箱,包括箱体1,箱体I的一侧设有透明的柜门,便于从外部观察箱体I内食用菌的生长情况;箱体I内部设置用于放置食用菌培养菌棒的隔板2,隔板2可根据实际需要设置成多层,考虑到多层之间的通风,隔板2设计为镂空形状;在箱体I内的上部安装照明光源3,为食用菌提供光照;箱体I的外壁上开设两个一上一下的通风口 5,在箱体I上安装控制系统。
[0020]控制系统包括人机交互系统4、控制器、检测系统和执行系统,本实施例中控制器选用单片机;人机交互系统4用于输入过程控制参数并对检测系统实际测得的参数值予以显示;单片机的信号输入端连接人机交互系统4和检测系统,单片机的信号输出端连接执行系统和照明光源3,单片机用于获取人机交互系统4中的过程控制参数值,并与检测系统反馈给单片机的实测参数值进行比较后发出信号驱动执行系统。其中用于调节食用菌生长环境的过程控制参数包括温度、湿度、二氧化碳浓度和光照强度。对应上述控制参数的检测系统为温度传感器,用于检测环境温度;湿度传感器,用于检测环境湿度;二氧化碳检测装置,用于检测空气中的二氧化碳浓度,浓度超标需要进行通风换气处理;光传感器,用于检测环境的光照亮度。对应可调节上述控制参数的执行系统为制冷制热装置7、雾化加湿装置9、换气模块8和照明光源3。
[0021]因食用菌在生长过程中还释放出少量的硫化氢和氨气,因此上述过程控制参数还包括硫化氢浓度和氨气浓度,对应的检测系统还包括硫化氢检测装置和氨气检测装置。
[0022]为了给食用菌提供一个干净无菌的环境,在食用菌培养前,还需要对所处环境进行灭菌处理,快速杀灭空气中的各种微生物,保障食用菌生长的空气质量。因此在上述执行系统中增加灭菌装置10,本实施例中采用臭氧发生器来灭菌。为了防止臭氧的泄露,在检测系统中增设臭氧检测装置,检测空气中的臭氧浓度,一旦发现臭氧浓度超标,则启动换气模块进行通风换气。为了防止臭氧发生器出现故障不能及时发现,在臭氧发生器上安装硅光电池,硅光电池与单片机的信号输入端相连,硅光电池对臭氧发生器发出的紫外线进行采集,以确定臭氧发生器是否正常工作。
[0023]上述执行系统中还包括报警模块,用于各项检测参数超标时报警提醒;所使用的用于调节温度和除湿的制冷制热装置7采用热栗式空调器,为了监测热栗式空调器是否正常工作,在热栗式空调器的制冷端和制热端同时安装温度传感器,温度传感器与单片机的信号输入端连接;换气模块8采用气体搅动装置,如风扇或气栗能使空气流动的装置均可,为了监测气体搅动装置是否正常运行,在气体搅动装置上安装气体流量计,气体流量计与单片机的信号输入端连接,通过气体流量计检测周围的空气是否流动。
[0024]上述方案中的制冷制热、加湿、灭菌和通风换气,均采用空气对流方式实现,S卩:在两个通风口 5之间用通风管道6在箱体I外部相连,制冷制热装置7、换气模块8、雾化加湿装置9和灭菌装置10均安装于通风管道6内,利用单片机驱动通风管道6内的换气模块8转动带动箱体I内部空气的流动,使得两个通风口5分别变成进风口和出风口,实现箱体I内气体的温湿度和空气灭菌的控制。
[0025]当箱体I内的二氧化碳浓度、硫化氢浓度、氨气浓度和臭氧浓度超标时,需要对箱体I内的空气和箱体I外部空气进行换气处理,本实施例仅给出以下两种开启换气功能的结构,但本发明的技术方案不限于以下两种。方式一:在通风管道6靠近两个通风口 5处各安装一个三通管件11,每个三通管件11上各安装一个蝶阀12用于开启和关闭三通管件11,以便形成内外气体的连通通道,还需要在其中一个三通管件11上安装连接单片机信号输出端的风扇13,该风扇13用于通过施加到蝶阀12上的风压实现蝶阀12的开闭。方式二:在通风管道6靠近两个通风口5处各用一根软管16接出,每根软管16上均安装蠕动栗15,蠕动栗15连接单片机信号输出端,由单片机带动蠕动栗15运转,蠕动栗15上的转辊可视为开关,从而起到对软管16内气体的交换作用。为了防止在换气时箱体I外部的空气含尘量过大影响食用菌的生长,还可以在两个通风口 5上加装空气过滤器14。
[0026]使用上述方案中的控制系统时,需预先通过人机交互系统4设定食用菌的温度时间曲线、湿度时间曲线、二氧化碳浓度曲线、硫化氢浓度曲线、氨气浓度曲线和光照强度曲线,可根据食用菌品种的不同(如蘑菇、金针菇、茶树菇、银耳等等)结合其特有的生长参数进行设定。在食用菌培养前,先启动臭氧发生器进行灭菌作业,然后再将购买的对应品种的食用菌培养菌棒放入具有上述控制系统的培养箱中,灭菌结束后各检测系统开始工作,并将实时检测结果反馈给单片机,由单片机获取人机交互系统4中的对应控制参数进行比对,从而向对应的控制执行系统发送命令并报警。例如检测到湿度较低,则开启雾化加湿装置9并报警;检测到湿度较大或温度较高或温度较低,则开启热栗式空调器进行除湿或制冷或制热并报警;检测到光照强度不足,则开启照明光源3或调解照明光源3的亮度;检测到二氧化碳、硫化氢、氨气和臭氧浓度超标,则开启换气模块8进行通风换气。
[0027]为了使用户能实时了解和掌握箱体I内食用菌的生长情况,还可以在上述控制系统中增设连接单片机的通信模块、存储模块和摄像头,单片机将实时接收到的检测参数和摄像头记录的食用菌长势情况通过通信模块发送至用户智能手机或平板电脑上,用户可通过安装的APP进行查看和远程操作。

Claims (10)

1.一种食用菌培养箱,包括箱体,其特征在于:箱体的一侧设有柜门,箱体内部设置隔板并安装照明光源,箱体外壁上设有通风口,箱体上设有控制系统;所述控制系统包括人机交互系统、控制器、检测系统和执行系统,控制器的信号输入端连接人机交互系统和检测系统,控制器的信号输出端连接执行系统和照明光源;所述人机交互系统用于输入过程控制参数并对检测系统实际测得的参数值予以显示,控制器用于获取人机交互系统中的过程控制参数值,并与检测系统反馈给控制器的实测参数值进行比较后发出信号驱动执行系统。
2.根据权利要求1所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述过程控制参数包括温度、湿度、二氧化碳浓度、光照强度、硫化氢浓度和氨气浓度;所述检测系统包括温度传感器、湿度传感器、光传感器、二氧化碳检测装置、硫化氢检测装置、臭氧检测装置和氨气检测装置;所述执行系统包括制冷制热装置、换气模块、报警模块、雾化加湿装置、灭菌装置。
3.根据权利要求2所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述制冷制热装置采用热栗式空调器,热栗式空调器的制冷端和制热端均安装有温度传感器,温度传感器与控制器的信号输入端连接。
4.根据权利要求2所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述灭菌装置采用臭氧发生器,臭氧发生器上安装硅光电池,硅光电池与控制器的信号输入端相连。
5.根据权利要求2所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述换气模块采用气体搅动装置,在气体搅动装置上安装气体流量计,气体流量计与控制器的信号输入端连接。
6.根据权利要求1所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述控制系统还包括连接控制器的通信模块、存储模块和摄像头。
7.根据权利要求5所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述通风口为上下两个,两个通风口之间用通风管道在箱体外部相连;制冷制热装置、气体搅动装置、雾化加湿装置和灭菌装置均安装于通风管道内。
8.根据权利要求7所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述通风管道靠近两个通风口处均安装有三通管件,三通管件上均安装有蝶阀,其中一个三通管件上安装有连接控制器信号输出端的风扇。
9.根据权利要求7所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述通风管道靠近两个通风口处各用一根软管接出,每根软管上均安装蠕动栗,蠕动栗连接控制器信号输出端。
10.根据权利要求1所述的一种食用菌培养箱,其特征在于:所述通风口上安装空气过滤器,所述柜门为透明材质。
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