CN106094945B - 一种食用菌养殖监控系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及食用菌生产技术领域，具体涉及一种食用菌养殖监控系统及其方法，食用菌养殖系统包括终端，用于输入数据信息，将数据信息传输至云端服务器；食用菌养殖机，采集环境参数信息并将环境参数信息发送至云端服务器，执行环境参数调节信息的相应操作；所述云端服务器，根据接收的数据信息将环境参数信息与养殖参数信息比对生成环境参数调节信息，并将所述环境参数调节信息通过终端发送至食用菌养殖机。本发明提供的控制方法为基于上述监控系统所采用的方法。本发明提供的食用菌养殖监控系统和方法，有效对食用菌中种植环境的温度信息和湿度信息进行科学合理的监控，提供更加准确适宜的环境参数调节信息，充分满足不同种食用菌养殖的条件。

Description

一种食用菌养殖监控系统及其方法

技术领域

本发明涉及食用菌生产技术领域，具体涉及一种食用菌养殖监控系统及其方法。

背景技术

食用菌是指在真菌家族中能形成大型子实体或菌核并且具有食用或者药用价值的一类真菌，现在发现的食用菌有700多种，在中国能人工培养的有50多种，食用菌作为集营养与保健一体的食品，已经是位于，米、面、蔬、果之后的第五大消费，在2015年产值超过3500亿，但是由于其独特的营养方式，也造成了很多的误解，把其归为植物类就是其中之一，从进化角度讲，真菌界和动物界的亲缘关系较近，而和植物界的亲缘关系较远。真菌和植物的营养方式不同，真菌没有叶绿素，不能进行光合作用，靠分解有机物来获取能量和营养，同时消耗氧气，释放二氧化碳，和人类一样属于“异养生物”而植物有叶绿素，消耗二氧化碳，释放氧气，自己进行光合作用，所以属于“自养生物”。食用菌风味独特，营养丰富，蛋白质含量较高，含多种氨基酸、维生素、糖类和矿质元素等，有的还具有药用价值。人们对食品安全意识的提高，关于食用菌的农药残留，重金属残留，和硫磺熏制等食品安全问题越来越重视。然而大多数的食用菌还停留在食用烘干食用菌制品，烘干食用菌造成营养流失严重，食用流程繁琐，并且在食用菌养殖，采摘，烘干，运输过程中难免会受到各种污染，更在社会上出现硫磺熏制的食用菌，给大家带来了极大的困惑。为了解决上述技术问题，使人们食用到安全新鲜的食用菌，现有技术中出现了家用智能食用菌种植机，以满足普通家庭培育放心食用菌的需求。

但现有的针对智能化的食用菌养殖机往往存在装置结构设计和控制方式不合理，智能化程度低，在进行养殖时监控过程繁复，采集的数据参数的数据阈值精度低。例如公开号为CN204518573U的实用新型专利，公开了一种家用智能食用菌水培种植机，包括顶盖、培育箱体、底座、滤水篮、紫外线消毒灯、控制单元、基质容器，该顶盖通过培育箱体安装于该底座上，该紫外线消毒灯装于该顶盖上，该滤水篮放置于该底座上的水槽中，控制单元包括主控芯片、温度传感器、加热模块，该温度传感器的输出端与主控芯片的输入端相连接，该加热模块的电源端通过继电器与主控芯片的控制信号输出端相连接，基质容器用于发菌，其包括密封罐、密封盖，该密封盖上开有装设橡胶塞的孔，发好菌丝的培养基质放置于盛有陶粒的滤水篮上，于培育箱体环境中培育食用菌。该实用新型能够提供培育食用菌所需的环境条件，能够满足普通家庭培育放心食用菌的需求。已知在食用菌养殖过程中，针对其所生长环境的温度信息和湿度信息尤为重要，温度和湿度是否适宜直接影响食用菌的除菌率的养殖质量。但该种植机在进行温度调控时仅仅通过温度传感器的数值进行单一判断来进行温湿度的调控，其智能化程度交底，且调控方式不具有高度针对性，在针对食用菌种植环境进行调解时准确度不高。

由此可见，能否根据现有技术中的不足，提供一种改进的食用菌养殖养殖监控系统及其方法，使其具有智能化程度高，获取的食用菌养殖参数及发送的控制参数准确合理，同时能够更加科学合理的提供温湿度控制信息，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供一种食用菌养殖监控系统及其方法，使其具有结构设计合理，智能化程度好，有效监控食用菌养殖条件，使食用菌高产量、高质量生长。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种食用菌养殖监控系统，包括食用菌养殖机、云端服务器和终端，

所述终端，用于输入数据信息，并将所述数据信息传输至云端服务器；

所述食用菌养殖机，用于采集环境参数信息并将环境参数信息发送至云端服务器，同时食用菌养殖机接收环境参数调节信息，执行环境参数调节信息的相应操作；

所述云端服务器，用于存储养殖参数信息，根据接收的数据信息将环境参数信息与养殖参数信息比对生成环境参数调节信息，并将所述环境参数调节信息通过终端发送至食用菌养殖机，所述的环境参数信息包括温度信息和湿度信息，所述养殖参数信息包括湿度标准信息，所述环境参数调节信息包括温度控制信息和湿度控制信息，所述云端服务器基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息。

本发明所提供的食用菌养殖监控系统，所述的养殖参数信息为基于不同品种和生长使养殖菌所建立的养殖菌生长的环境参数标准信息的数据库，在进行使用时，云端服务器将采集的环境参数信息和养殖参数信息做一一比对，来生成相应的环境参数调节信息。在生成温度控制信息时，本发明基于温度信息和湿度信息的数值，以及湿度标准信息计算露点温度值，并根据露点温度值判断食用菌的湿度在符合湿度标准信息时，食用菌养殖换新的温度符合的最小温度值。对于本领域技术人员已知食用菌养殖中，露点温度值计算非常重要。露点温度值是一个特殊的温度值，使空气保持某一定湿度必须达到的最低温度。当空气的温度低于露点时，空气容纳不了过多的水分，这些水分会变成雾、露水或霜。由此可见本发明基于上述内容所建立的食用菌监控系统更加科学合理，针对食用菌养殖机准确生成温度控制信息和湿度控制信息，提高食用菌的生长效率和生长质量。

进一步的，所述的露点温度值的计算公式为：

其中，T为食用菌养殖机当前的温度信息，RH为湿度标准信息，Dp为露点温度值。

基于食用菌的自身养殖特点，本发明经过大量的研究和分析，经过大量的总结实验，最终筛选得到针对本发明食用菌养殖系统所采用的露点温度值计算公式，在该公式的基础上，所得到的食用菌养殖环境的露点温度值准确无误，进一步云端服务器基于露点温度值判断温度控制信息和湿度控制信息更加科学合理。

进一步的，所述云端服务器将接收的环境参数信息基于逻辑运算规则进行修正，并将修正后的环境参数信息与养殖参数信息比对生成环境参数调节信息，所述逻辑运算规则包括线性补偿法和温度补偿法，所述的修正后的环境参数信息为经线性补偿和温度补偿后的环境参数信息。

为了使云端服务器输出的温度控制信息更加准确，避免不同湿度传感器在本发明系统中所带来的误差性。本发明对食用菌养殖机采集的湿度信息的数值进行的修正，使得食用菌养殖机采集的湿度信息更加准确，进一步增加了云端服务器对食用菌养殖环境情况的判断，以输出更加准确的湿度控制信息。

进一步的，所述食用菌养殖机包括湿度传感器和温度传感器，所述修正后的环境参数信息包括经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，所述养殖参数信息包括温度标准信息，所述的线性补偿法包括以下公式：

RH₁＝C₁+C₂×SO_RH+C₃×SO_RH ²，

其中，RH₁为经过线性补偿后的湿度信息；SO_RH为湿度传感器采集的当前湿度信息；C₁、C₂、C₃为线性补偿系数，当所述湿度传感器的分辨率为12bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.0405，C₃＝-2.8×10^-6；当所述湿度传感器的分辨率为8bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.648，C₃＝-7.2×10^-4；

所述温度补偿法包括以下公式：

RH₂＝(T_℃-25)×(t₁+t₂×SO_RH)+RH₁，

其中，RH₂为依次经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，

T_℃为温度传感器采集的当前SO_RH湿度信息的温度信息；

t₁和t₂为温度补偿系数，当湿度传感器的分辨率为12bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00008；当湿度传感器的分辨率为8bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00128。本发明基于食用菌的生长特性和食用菌养殖机的大量研究，经过大量的实验记录和参数总结归纳得到上述计算公式，经过上述公式所获取的修正后的温度信息更加准确，与食用菌所处的环境温度几乎无误差，在此基础上也使云端服务器输出的温度控制信息更加科学合理。

进一步的，所述的数据信息包括养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述的环境参数信息还包括照片信息、水位信息和二氧化碳浓度信息；

所述养殖参数信息还包括光照标准信息、温度标准信息、水位标准信息和二氧化碳浓度标准信息；

所述环境参数调节信息包括光照控制信息、水位控制信息和二氧化碳浓度控制信息；

所述温度信息为食用菌养殖机当前的温度值，温度标准信息为目前食用菌养殖机内所应该达到的温度值，所述湿度信息为食用菌养殖机当前的湿度值，湿度标准信息为目前食用菌养殖机内所应该达到的湿度值；所述水位信息为食用菌养殖机内水箱的当前水位值。所述水位标准信息为食用菌养殖机内水箱应该达到的水位值；

所述的食用菌养殖机还包括依次连接的控制芯片、定时器和操控设备，所述操控设备包括遮阳板、照明组件、制冷装置、加热装置、雾化组件、通风组件和补水组件；

所述终端包括食用菌信息输入模块和数据传输模块，

所述云端服务器包括数据接收模块、数据库筛选模块和控制模块；

所述信息输入模块，用于输入养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述数据传输模块，用于将信息输入模块输入的数据信息传输至云端服务器；

所述数据接收模块，用于接收终端传输的数据信息及食用菌养殖机采集的环境参数信息，并将所述数据信息传输至数据库筛选模块，将所述环境参数信息传输至控制模块；

所述数据库筛选模块，用于存储各品种食用菌分别在菌丝体生长阶段、子实体分化阶段和子实体生长发育阶段的养殖参数信息，根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，并将所述养殖参数信息传输至控制模块；

所述控制模块，用于将接收的养殖参数信息和环境参数信息比对，并根据比对结果生成环境参数调节信息，基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息；将所述环境参数调节信息传输至食用菌养殖机的主控芯片，所述主控芯片控制遮阳板、照明组件、制冷装置、加热装置、补水组件、通风组件和雾化组件的开启和关闭。

本发明终端、食用菌养殖机和云端服务器的各部件和模块匹配设置，相互配合，智能化程度更高，且结构设置更加合理。

进一步的，所述的云端服务器还包括所述修正模块，用于接收数据接收模块发送的环境参数信息并对环境参数信息进行修正，将修正的环境参数信息发送至控制模块；

一种食用菌养殖监控系统的监控方法，包括以下步骤：

步骤S11：通过终端将输入的数据信息至云端服务器；

步骤S12：通过食用菌养殖机采集环境参数信息并将环境参数信息发送至云端服务器；

步骤S13、所述云端服务器根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，将养殖参数信息和环境参数信息比对，根据比对结果生成环境参数调节信息，并将环境参数调节信息传输至食用菌养殖机，所述的环境参数信息包括温度信息和湿度信息，所述养殖参数信息包括湿度标准信息，所述环境参数调节信息包括温度控制信息和湿度控制信息，所述云端服务器基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息；

步骤S14：所述食用菌养殖机根据接收的环境参数调节信息执行相应操作；继续重复步骤S12至步骤S14直至获取的环境参数信息位于养殖参数信息的范围内，所述温度信息不小于在该温度信息下的露点温度值。

进一步的，所述的露点温度值的计算公式为：

其中，T为食用菌养殖机当前的温度信息，RH为湿度标准信息，Dp为露点温度值。

进一步的，在步骤S13中，所述云端服务器将接收的环境参数信息基于逻辑运算规则进行修正，并根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，将养殖参数信息和修正后的环境参数信息比对，根据比对结果生成环境参数调节信息，并将环境参数调节信息传输至食用菌养殖机，所述逻辑运算规则包括线性补偿法，所述的修正后的环境参数信息为经线性补偿和温度补偿后的环境参数信息；

所述食用菌养殖机包括湿度传感器和温度传感器，所述修正后的环境参数信息包括经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，所述养殖参数信息包括温度标准信息和湿度标准信息，所述的线性补偿法包括以下公式：

RH₁＝C₁+C₂×SO_RH+C₃×SO_RH ²，

其中，RH₁为经过线性补偿后的湿度信息；SO_RH为湿度传感器采集的当前湿度信息；C₁、C₂、C₃为线性补偿系数，当所述湿度传感器的分辨率为12bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.0405，C₃＝-2.8×10^-6；当所述湿度传感器的分辨率为8bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.648，C₃＝-7.2×10^-4；

所述温度补偿法包括以下公式：

RH₂＝(T_℃-25)×(t₁+t₂×SO_RH)+RH₁，

其中，RH₂为依次经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，

T_℃为温度传感器采集的当前SO_RH湿度信息的温度信息；

t₁和t₂为温度补偿系数，当湿度传感器的分辨率为12bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00008；当湿度传感器的分辨率为8bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00128。

进一步的，所述的数据信息包括养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述的环境参数信息还包括照片信息、水位信息和二氧化碳浓度信息；

所述养殖参数信息还包括光照标准信息、温度标准信息、水位标准信息和二氧化碳浓度标准信息；

所述环境参数调节信息还包括光照控制信息、水位控制信息和二氧化碳浓度控制信息；

在所述步骤S12和步骤S13中依次包括以下步骤：

步骤S21：所述云端服务器先根据接收的数据信息和照片信息生成光照控制信息；

步骤S22：所述食用菌养殖机根据接收的光照控制信息控制遮阳板和/或照明组件的开启和关闭；本领域技术人员基于常识知识能够了解到当光照不足时，将遮阳板或照明组件开启，当光照满足需要时，将遮阳板或照明组件关闭。

步骤S31：所述云端服务器继续根据接收的数据信息和二氧化碳浓度信息生成二氧化碳浓度控制信息；

步骤S32：所述食用菌养殖机根据接收的二氧化碳浓度控制信息控制通风组件的开启和关闭，当所述二氧化碳浓度信息高于二氧化碳标准信息时，控制通风组件开启，同时控制所述制冷装置、加热装置和雾化组件关闭；本领域技术人员基于该处内容和常识知识能够了解，当二氧化碳浓度信息位于二氧化碳标准信息限定范围内时，控制通风组件关闭。

步骤S41：所述食用菌养殖机根据接收的湿度控制信息控制所述制冷装置、加热装置、通风组件和雾化组件的开启和关闭，当所述湿度信息高于湿度标准信息时，控制所述制冷装置、加热装置和雾化组件关闭并控制所述通风组件开启；当所述湿度信息低于湿度标准信息时，控制所述雾化组件开启，同时控制通风组件关闭；本领域技术人员基于该处内容和常识知识能够了解，当温度信息位于温度标准信息限定范围内时，控制通风组件关闭和雾化组件关闭。

步骤S51：所述食用菌养殖机根据接收的温度控制信息控制制冷装置和加热装置的开启和关闭，当所述温度信息小于露点温度值时，控制所述加热装置开启和制冷装置关闭，当所述温度信息大于温度标准信息时，控制所述制冷装置开启和加热装置关闭。

采用上述技术方案，本发明包括以下有益效果：本发明提供的食用菌养殖监控系统，能够为不同品种和多茬食用菌提供个性化环境生长参数，无需人工种植，就能为食用菌提供最优化的生长环境，促进食用菌健康生长，有效对食用菌中种植环境的温度信息和湿度信息监控和科学调控，充分满足不同种食用菌养殖的条件。同时本发明提供一种食用菌养殖监控系统的控制方法，该方法有效实现了种植不同品种食用菌的环境控制需求，本发明根据采集的食用菌生长情况信息，进一步修订云端服务器存储的养殖参数信息，提供更加准确适宜的环境参数调节信息，以控制本申请食用菌养殖机内食用菌的健康生长，满足用户饮食需求。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的食用菌养殖机内部结构示意图；

图2为本发明实施例提供的食用菌养殖机结构示意图；

图3为本发明实施例提供的食用菌养殖监控系统框图；

图4为本发明食用菌养殖监控方法一种实施例的流程图；

图5为本发明食用菌养殖监控方法另一种实施例的流程图；

附图标记说明：

1、培育箱体；2、LED灯；3、排风扇；4、补水组件；5、温湿度控制组件；6、雾化组件；7、主控芯片；8、电源；9、菌棒；10、定时器；11、控制及显示面板；12、呼吸灯；13、水位传感器；14、蜂鸣器；15、二氧化碳传感器；16、透明种植罩；17、云端服务器；18、终端；19、食用菌信息输入模块；20、数据传输模块；21、数据接收模块；22、数据库筛选模块；23、控制模块；24；修正模块。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面将结合附图对本发明作进一步的详细介绍。

本发明实施例提供的一种食用菌养殖机，如图1所示，包括，设置于培育箱体1内的照明组件、补水组件4、通风组件、温湿度控制组件5、主控芯片7和电源8，照明组件、补水组件4、通风组件、温湿度控制组件5、主控芯片7均分别与电源8连接。培育箱体1内还包括菌棒9和定时器10，菌棒9与补水组件4连接，主控芯片7通过定时器10分别与照明组件、温湿度控制组件5、补水组件4和通风组件连接。

在本实施例中，进一步的，基于本领域技术人员使用的常规技术手段，可得到本发明食用菌养殖机电源还与下述实施方式中其他需要供电的装置连接。

上述食用菌养殖机，通过实时监测培育箱体1内环境，设置定时器10控制通风组件排出种植罩16中的二氧化碳，控制补水组件4对菌棒9进行补水，控制温湿度控制组件5达到食用菌所需要的空气湿度，为食用菌提供最佳的生长环境。本发明提供的食用菌养殖机，相比现有技术中菌棒9仅能出菇一次的情况，当上一茬食用菌采摘完毕后，经过菌棒的休眠，通过设置定时器控制水泵补水时间及控制雾化器定时开启时间来保证食用菌所需要的空气湿度，当湿度传感器检测菌棒内的湿度达到所需数值时候停住补水，启动降温装置，温度传感器检测到温度降底十度时停止降温，待养殖机内温度自然回升，来刺激菌棒菌丝苏醒，从而实现了菌棒9多茬生长的可能，使投入和产出比达到最佳，真正实现智能农业的标准。

本实施例中，进一步的，食用菌养殖机还包括呼吸灯12，所述呼吸灯与主控芯片连接，照明组件为LED灯2，LED灯2置于培育箱体1内，呼吸灯12安装在培养箱体1外。当检测到光线低于菌类生长时触发LED灯2，LED灯2提供食用菌生长所需要的光能，当水位传感器检测到缺水时呼吸灯会用闪红色光提醒用户，当检测到设备没有联网时呼吸灯闪绿色。

本实施例中，进一步的，所述通风组件包括排风扇3；温湿度控制组件5包括温度传感器、湿度传感器、制冷装置、加热装置和加湿器，温度传感器和湿度传感器的信号输出端与主控芯片7的信号输入端连接，所述制冷装置、加热装置和加湿器的电源端通过继电器与所述定时器的输出端连接，主控芯片的控制信号输出端与定时器的输入端连接。

湿度传感器与主控芯片7和加湿器连接，温度传感器与主控芯片7、加热装置和制冷装置连接，当湿度传感器接受的湿度信号低于主控芯片中设定的阀值时，控制加湿装置开启；当温度传感器接受的温度信号低于主控芯片中设定的阀值时，控制加热装置开启；当温度传感器接受的温度信号高于主控芯片中设定的阀值时，控制加热装置关闭，控制制冷装置开启，当温度传感器接受的温度信号等于主控芯片中设定的阀值时，控制加热装置或制冷装置关闭。

本实施例中，进一步的，如图2所示，食用菌养殖机还包括控制及显示面板11，控制及显示面板11安装在培育箱体1外，控制及显示面板11与主控芯片7相连接，及时的将采集到的环境信息传输到显示模块，便于技术人员查看，了解食用菌养殖机的实时环境信息，以便根据当前的环境信息情况进行调整，对食用菌菇的培育具有重要意义。

本实施例中，进一步的，食用菌养殖机还包括遮阳板，所述遮阳板与所述培养箱体的顶部活动连接且与主控芯片连接；补水组件4包括依次连接的水箱、电机、水泵和喷水管道，水泵至于水箱内，喷水管道位于菌棒9内部，喷水管道出水口设置有喷嘴I，通过喷嘴I进行补水。

本实施例中，进一步的，食用菌养殖机还包括水位传感器13和蜂鸣器14，水位传感器13设置于水箱中，水位传感器13与主控芯片7相连接，蜂鸣器14与主控芯片7相连接。当主控芯片7接收的水位传感器13的数据信息小于设定的阀值，主控芯片7控制蜂鸣器14开启或控制所述补水组件对水箱内进行补水，当主控芯片接收的水位传感器13的数据信息等于设定的阀值时，主控芯片控制蜂鸣器14关闭或控制所述补水组件停止对水箱内进行补水。

本实施例中，进一步的，食用菌养殖机还包括雾化组件6，雾化组件6安装在培养箱体内，主控芯片7通过定时器10与雾化组件6连接，雾化组件6包括依次连接的超声波雾化器、输送管道和喷嘴II，超声波雾化器设于水箱中；或者所述雾化组件包括储水箱、风扇和海绵，所述海绵位于所述储水箱内，所述储水箱顶部设置有开口且所述风扇连接在开口处。

当食用菌所在箱体空气湿度低于食用菌生长所需实，控制雾化组件开启，对食用菌所在箱体内空气进行加湿，使空气湿度达到利于食用菌生长的所需湿度。

本实施例中，进一步的，食用菌养殖机还包括二氧化碳传感器15，二氧化碳传感器15设置在培育箱体1内，二氧化碳传感器15与主控芯片7相连接，二氧化碳传感器15检测出二氧化碳浓度，当浓度高于菌类所需时触发排风尚进行排风换气，降低到适宜食用菌生长的浓度。

本实施例中，进一步的，培育箱体1罩设有透明种植罩16，该种植罩16起到保持食用菌温度和湿度的作用；

所述培育箱体罩设有透明种植罩，所述培养箱体上还设置有摄像头，所述菌棒位于摄像头的照射范围内，所述摄像头的信号输出端与所述主控芯片的信号输入端连接。通过摄像头能够远程看到植物生长，如果用到智能农业上也可以做到追溯。

在本实施例中，进一步的，所述食用菌养殖机还包括电子标签和读取装置，所述主控芯片的信号输出端与所述电子标签的信号输入端连接，所述读取装置读取电子标签中的存储信息。

采用电子标签中写入有菌种信息及养殖参数，例如菌种种植的温度，湿度以及二次生长的温湿度条件，当用户需要种植某品种食用菌时，用户只需将读取装置读取电子标签中的养殖参数，进一步控制食用菌养殖机中的各操作组件。电子标签中的数据通过无线传输就能读取到主控制器里。在没有网络的情况下，也可实现食用菌个性化种植。

本实施例中提供一种食用菌养殖监控系统，如图3所示，包括食用菌养殖机、云端服务器和终端，

所述终端18，用于输入数据信息，并将所述数据信息传输至云端服务器；

所述食用菌养殖机19，用于采集环境参数信息并将环境参数信息发送至云端服务器，同时食用菌养殖机接收环境参数调节信息，执行环境参数调节信息的相应操作；

所述云端服务器17，用于存储养殖参数信息，根据接收的数据信息将环境参数信息与养殖参数信息比对生成环境参数调节信息，并将所述环境参数调节信息通过终端发送至食用菌养殖机，所述的环境参数信息包括温度信息和湿度信息，所述养殖参数信息包括湿度标准信息，所述环境参数调节信息包括温度控制信息和湿度控制信息，所述云端服务器基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息。

终端包括手机、平板电脑或电脑。由于不同品种的食用菌所需的生态环境数据是不同的，尤其是针对生长温度上，有很大的差别，本发明的云端服务器内存储有不同品种食用菌所需生长环境数据的数据库，实现精准养殖，不用人工操作和干预。在需要种植某一品种的食用菌时，用户在终端输入或选择相应的食用菌品种，调取到云端服务器中存储的相应品种食用菌生长所需的生态环境数据，所述云端服务器根据温度信息、湿度信息和温度标准信息计算露点温度值，基于露点温度值和采集的其他环境参数信息生成环境控制信息，将环境控制信息通过无线通信设备传输至食用菌养殖机的主控芯片，主控芯片进一步控制照明组件、补水组件、通风组件、温湿度控制组件、水位传感器、定时器和摄像头，同时主控芯片将获取的摄像头信息、温度数据、湿度数据等信息传输至云端服务器进行存储，以实现大数据的采集和分析。

在本实施例中，进一步的，所述的露点温度值的计算公式为：

其中，T为食用菌养殖机当前的温度信息，RH为湿度标准信息，Dp为露点温度值。

云端服务器基于预先编程好的上述公式计算露点温度值，并根据露点温度值与温度信息比较进一步生成温度控制信息，并将温度控制信息传输至食用菌养殖机的主控芯片，所述主控芯片进一步公知加热装置或制冷装置的开启和关闭。

在本实施例中，进一步的，所述云端服务器将接收的环境参数信息基于逻辑运算规则进行修正，并将修正后的环境参数信息与养殖参数信息比对生成环境参数调节信息，所述逻辑运算规则包括线性补偿法和温度补偿法，所述的修正后的环境参数信息为经线性补偿和温度补偿后的环境参数信息。

在本实施例中，进一步的，所述食用菌养殖机包括湿度传感器和温度传感器，所述修正后的环境参数信息包括经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，所述养殖参数信息包括温度标准信息和湿度标准信息，所述的线性补偿法包括以下公式：

RH₁＝C₁+C₂×SO_RH+C₃×SO_RH ²，

其中，RH₁为经过线性补偿后的湿度信息；SO_RH为湿度传感器采集的当前湿度信息；C₁、C₂、C₃为线性补偿系数，当所述湿度传感器的分辨率为12bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.0405，C₃＝-2.8×10^-6；当所述湿度传感器的分辨率为8bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.648，C₃＝-7.2×10^-4；

所述温度补偿法包括以下公式：

RH₂＝(T_℃-25)×(t₁+t₂×SO_RH)+RH₁，

其中，RH₂为依次经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，

T_℃为温度传感器采集的当前SO_RH湿度信息的温度信息；

t₁和t₂为温度补偿系数，当湿度传感器的分辨率为12bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00008；当湿度传感器的分辨率为8bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00128。

云端服务器基于预先编程好的上述公式对温度传感器采集的湿度信息做修正，并将修正好的湿度信息与湿度标准信息比对生成湿度控制信息。

在本实施例中，进一步的，所述的数据信息包括养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述的环境参数信息还包括照片信息、水位信息和二氧化碳浓度信息；

所述养殖参数信息还包括光照标准信息、温度标准信息、水位标准信息和二氧化碳浓度标准信息；

所述环境参数调节信息包括光照控制信息、水位控制信息和二氧化碳浓度控制信息；

所述温度信息为食用菌养殖机当前的温度值，温度标准信息为目前食用菌养殖机内所应该达到的温度值，所述湿度信息为食用菌养殖机当前的湿度值，湿度标准信息为目前食用菌养殖机内所应该达到的湿度值；所述水位信息为食用菌养殖机内水箱的当前水位值。所述水位标准信息为食用菌养殖机内水箱应该达到的水位值；

所述的食用菌养殖机还包括依次连接的控制芯片、定时器和操控设备，所述操控设备包括遮阳板、照明组件、制冷装置、加热装置、雾化组件、通风组件和补水组件；

所述终端包括食用菌信息输入模块19和数据传输模块20，

所述云端服务器包括数据接收模块21、数据库筛选模块22、控制模块23和修正模块24；

所述信息输入模块，用于输入养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述数据传输模块，用于将信息输入模块输入的数据信息传输至云端服务器；

所述数据接收模块，用于接收终端传输的数据信息及食用菌养殖机采集的环境参数信息，并将所述数据信息传输至数据库筛选模块，将所述环境参数信息传输至控制模块；

所述数据库筛选模块，用于存储各品种食用菌分别在菌丝体生长阶段、子实体分化阶段和子实体生长发育阶段的养殖参数信息，根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，并将所述养殖参数信息传输至控制模块；

所述控制模块，用于将接收的养殖参数信息和环境参数信息比对，并根据比对结果生成环境参数调节信息，基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息；将所述环境参数调节信息传输至食用菌养殖机的主控芯片，所述主控芯片控制遮阳板、照明组件、制冷装置、加热装置、补水组件、通风组件和雾化组件的开启和关闭。

在本实施例中，进一步的，所述的云端服务器还包括所述修正模块，用于接收数据接收模块发送的环境参数信息并对环境参数信息进行修正，将修正的环境参数信息发送至控制模块。

本实施例还提供一种食用菌养殖监控系统的监控方法，如图4所示，包括以下步骤：

步骤S11：通过终端将输入的数据信息至云端服务器；

步骤S12：通过食用菌养殖机采集环境参数信息并将环境参数信息发送至云端服务器；

步骤S13、所述云端服务器根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，将养殖参数信息和环境参数信息比对，根据比对结果生成环境参数调节信息，并将环境参数调节信息传输至食用菌养殖机，所述的环境参数信息包括温度信息和湿度信息，所述养殖参数信息包括湿度标准信息，所述环境参数调节信息包括温度控制信息和湿度控制信息，所述云端服务器基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息；

步骤S14：所述食用菌养殖机根据接收的环境参数调节信息执行相应操作；继续重复步骤S12至步骤S14直至获取的环境参数信息位于养殖参数信息的范围内，所述温度信息不小于在该温度信息下的露点温度值。

在本实施例中，进一步的，所述的露点温度值的计算公式为：

其中，T为食用菌养殖机当前的温度信息，RH为湿度标准信息，Dp为露点温度值。

在本实施例中，进一步的，在步骤S13中，所述云端服务器将接收的环境参数信息基于逻辑运算规则进行修正，并根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，将养殖参数信息和修正后的环境参数信息比对，根据比对结果生成环境参数调节信息，并将环境参数调节信息传输至食用菌养殖机，所述逻辑运算规则包括线性补偿法，所述的修正后的环境参数信息为经线性补偿和温度补偿后的环境参数信息；

所述食用菌养殖机包括湿度传感器和温度传感器，所述修正后的环境参数信息包括经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，所述养殖参数信息包括温度标准信息和湿度标准信息，所述的线性补偿法包括以下公式：

RH₁＝C₁+C₂×SO_RH+C₃×SO_RH ²，

其中，RH₁为经过线性补偿后的湿度信息；SO_RH为湿度传感器采集的当前湿度信息；C₁、C₂、C₃为线性补偿系数，当所述湿度传感器的分辨率为12bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.0405，C₃＝-2.8×10^-6；当所述湿度传感器的分辨率为8bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.648，C₃＝-7.2×10^-4；

所述温度补偿法包括以下公式：

RH₂＝(T_℃-25)×(t₁+t₂×SO_RH)+RH₁，

其中，RH₂为依次经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，

T_℃为温度传感器采集的当前SO_RH湿度信息的温度信息；

t₁和t₂为温度补偿系数，当湿度传感器的分辨率为12bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00008；当湿度传感器的分辨率为8bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00128。

在本实施例中，进一步的，所述的数据信息包括养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述的环境参数信息还包括照片信息、水位信息和二氧化碳浓度信息；

所述养殖参数信息还包括光照标准信息、温度标准信息、水位标准信息和二氧化碳浓度标准信息；

所述环境参数调节信息还包括光照控制信息、水位控制信息和二氧化碳浓度控制信息；

如图5所示，在所述步骤S12和步骤S13中依次包括以下步骤：

步骤S21：所述云端服务器先根据接收的数据信息和照片信息生成光照控制信息；

步骤S22：所述食用菌养殖机根据接收的光照控制信息控制遮阳板和/或照明组件的开启和关闭；本领域技术人员基于常识知识能够了解到当光照不足时，将遮阳板或照明组件开启，当光照满足需要时，将遮阳板或照明组件关闭。

步骤S31：所述云端服务器继续根据接收的数据信息和二氧化碳浓度信息生成二氧化碳浓度控制信息；

步骤S32：所述食用菌养殖机根据接收的二氧化碳浓度控制信息控制通风组件的开启和关闭，当所述二氧化碳浓度信息高于二氧化碳标准信息时，控制通风组件开启，同时控制所述制冷装置、加热装置和雾化组件关闭；本领域技术人员基于该处内容和常识知识能够了解，当二氧化碳浓度信息位于二氧化碳标准信息限定范围内时，控制通风组件关闭。

步骤S41：所述食用菌养殖机根据接收的湿度控制信息控制所述制冷装置、加热装置、通风组件和雾化组件的开启和关闭，当所述湿度信息高于湿度标准信息时，控制所述制冷装置、加热装置和雾化组件关闭并控制所述通风组件开启；当所述湿度信息低于湿度标准信息时，控制所述雾化组件开启，同时控制通风组件关闭；本领域技术人员基于该处内容和常识知识能够了解，当温度信息位于温度标准信息限定范围内时，控制通风组件关闭和雾化组件关闭。

步骤S51：所述食用菌养殖机根据接收的温度控制信息控制制冷装置和加热装置的开启和关闭，当所述温度信息小于露点温度值时，控制所述加热装置开启和制冷装置关闭，当所述温度信息大于温度标准信息时，控制所述制冷装置开启和加热装置关闭。具体的例如，所述终端上设置有相应的APP或微信，同过wifi或蓝牙可以控制食用菌养殖机，及从网上获得数据。技术人员通过wifi或者蓝牙使智能食用菌养殖机与终端、云端相连接，从而可以把不同养殖的品种数据通过云端下载到食用菌养殖机上，使养殖机能以最佳的生态数据来养殖不同的品种。

所述温度传感器采用PTAT能隙材料制成的温度敏感元件，因而具有很好的线性温度输出。采集的温度信息如下：

T＝d₁+d₂×SO_T，

式中：d₁和d₂为特定系数，d₁的取值与SHT11工作电压有关，d₂的取值则与SHT11内部A/D转换器采用的分辨率有关，其对应关系分别如下表所列：

以上只通过说明的方式描述了本发明的某些示范性实施例，毋庸置疑，对于本领域的普通技术人员，在不偏离本发明的精神和范围的情况下，可以用各种不同的方式对所描述的实施例进行修正。因此，上述附图和描述在本质上是说明性的，不应理解为对本发明权利要求保护范围的限制。

Claims (9)

1.一种食用菌养殖监控系统，其特征在于，包括食用菌养殖机、云端服务器和终端，

所述终端，用于输入数据信息，并将所述数据信息传输至云端服务器；

所述食用菌养殖机，用于采集环境参数信息并将环境参数信息发送至云端服务器，同时食用菌养殖机接收环境参数调节信息，执行环境参数调节信息的相应操作；

所述云端服务器，用于存储养殖参数信息，根据接收的数据信息将环境参数信息与养殖参数信息比对生成环境参数调节信息，并将所述环境参数调节信息通过终端发送至食用菌养殖机，所述的环境参数信息包括温度信息和湿度信息，所述养殖参数信息包括湿度标准信息，所述环境参数调节信息包括温度控制信息和湿度控制信息，所述云端服务器基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息，

所述的数据信息包括养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述的环境参数信息还包括照片信息、水位信息和二氧化碳浓度信息；

所述养殖参数信息还包括光照标准信息、温度标准信息、水位标准信息和二氧化碳浓度标准信息；

所述环境参数调节信息还包括光照控制信息、水位控制信息和二氧化碳浓度控制信息；所述的食用菌养殖机还包括依次连接的控制芯片、定时器和操控设备，所述操控设备包括遮阳板、照明组件、制冷装置、加热装置、雾化组件、通风组件和补水组件；

所述终端包括食用菌信息输入模块和数据传输模块，

所述云端服务器包括数据接收模块、数据库筛选模块和控制模块；

所述信息输入模块，用于输入养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述数据传输模块，用于将信息输入模块输入的数据信息传输至云端服务器；

所述数据接收模块，用于接收终端传输的数据信息及食用菌养殖机采集的环境参数信息，并将所述数据信息传输至数据库筛选模块，将所述环境参数信息传输至控制模块；

所述数据库筛选模块，用于存储各品种食用菌分别在菌丝体生长阶段、子实体分化阶段和子实体生长发育阶段的养殖参数信息，根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，并将所述养殖参数信息传输至控制模块；

所述控制模块，用于将接收的养殖参数信息和环境参数信息比对，并根据比对结果生成环境参数调节信息，基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息；将所述环境参数调节信息传输至食用菌养殖机的主控芯片，所述主控芯片控制遮阳板、照明组件、制冷装置、加热装置、补水组件、通风组件和雾化组件的开启和关闭。

2.根据权利要求1所述的食用菌养殖监控系统，其特征在于，所述的露点温度值的计算公式为：

<mrow> <mi>L</mi> <mi>o</mi> <mi>g</mi> <mi>E</mi> <mi>W</mi> <mo>=</mo> <mn>0.66077</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mn>7.5</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mi>T</mi> </mrow> <mrow> <mn>237.3</mn> <mo>+</mo> <mi>T</mi> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>lg</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mi>H</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> </mrow>

其中，T为食用菌养殖机当前的温度信息，RH为湿度标准信息，Dp为露点温度值。

3.根据权利要求1或2所述的食用菌养殖监控系统，其特征在于，所述云端服务器将接收的环境参数信息基于逻辑运算规则进行修正，并将修正后的环境参数信息与养殖参数信息比对生成环境参数调节信息，所述逻辑运算规则包括线性补偿法和温度补偿法，所述的修正后的环境参数信息为经线性补偿和温度补偿后的环境参数信息。

4.根据权利要求3所述的食用菌养殖监控系统，其特征在于，所述食用菌养殖机包括湿度传感器和温度传感器，所述修正后的环境参数信息包括经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，所述养殖参数信息包括温度标准信息，所述的线性补偿法包括以下公式：

RH₁＝C₁+C₂×SO_RH+C₃×SO_RH ²，

其中，RH₁为经过线性补偿后的湿度信息；SO_RH为湿度传感器采集的当前湿度信息；C₁、C₂、C₃为线性补偿系数，当所述湿度传感器的分辨率为12bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.0405，C₃＝-2.8×10^-6；当所述湿度传感器的分辨率为8bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.648，C₃＝-7.2×10^-4；

所述温度补偿法包括以下公式：

RH₂＝(T_℃-25)×(t₁+t₂×SO_RH)+RH₁，

其中，RH₂为依次经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，

T_℃为温度传感器采集的当前SO_RH湿度信息的温度信息；

t₁和t₂为温度补偿系数，当湿度传感器的分辨率为12bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00008；当湿度传感器的分辨率为8bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00128。

5.根据权利要求1所述的食用菌养殖监控系统，其特征在于，所述的云端服务器还包括修正模块，用于接收数据接收模块发送的环境参数信息并对环境参数信息进行修正，将修正的环境参数信息发送至控制模块。

6.一种如权利要求1～5任一项所述的食用菌养殖监控系统的食用菌养殖监控方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S11：通过终端将输入的数据信息至云端服务器；

步骤S12：通过食用菌养殖机采集环境参数信息并将环境参数信息发送至云端服务器；

步骤S13、所述云端服务器根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，将养殖参数信息和环境参数信息比对，根据比对结果生成环境参数调节信息，并将环境参数调节信息传输至食用菌养殖机，所述的环境参数信息包括温度信息和湿度信息，所述养殖参数信息包括湿度标准信息，所述环境参数调节信息包括温度控制信息和湿度控制信息，所述云端服务器基于湿度标准信息和温度信息计算露点温度值，根据露点温度值与温度信息比对、湿度信息与湿度标准信息比对分别生成温度控制信息和湿度控制信息；

步骤S14：所述食用菌养殖机根据接收的环境参数调节信息执行相应操作；继续重复步骤S12至步骤S14直至获取的环境参数信息位于养殖参数信息的范围内，所述温度信息不小于在该温度信息下的露点温度值。

7.根据权利要求6所述的食用菌养殖监控方法，其特征在于，所述的露点温度值的计算公式为：

<mrow> <mi>L</mi> <mi>o</mi> <mi>g</mi> <mi>E</mi> <mi>W</mi> <mo>=</mo> <mn>0.66077</mn> <mo>+</mo> <mfrac> <mrow> <mn>7.5</mn> <mo>&amp;times;</mo> <mi>T</mi> </mrow> <mrow> <mn>237.3</mn> <mo>+</mo> <mi>T</mi> </mrow> </mfrac> <mo>+</mo> <mi>lg</mi> <mrow> <mo>(</mo> <mi>R</mi> <mi>H</mi> <mo>)</mo> </mrow> <mo>-</mo> <mn>2</mn> <mo>,</mo> </mrow>

其中，T为食用菌养殖机当前的温度信息，RH为湿度标准信息，Dp为露点温度值。

8.根据权利要求6所述的食用菌养殖监控方法，其特征在于，在步骤S13中，所述云端服务器将接收的环境参数信息基于逻辑运算规则进行修正，并根据接收的数据信息筛选出与数据信息匹配的养殖参数信息，将养殖参数信息和修正后的环境参数信息比对，根据比对结果生成环境参数调节信息，并将环境参数调节信息传输至食用菌养殖机，所述逻辑运算规则包括线性补偿法，所述的修正后的环境参数信息为经线性补偿和温度补偿后的环境参数信息；

所述食用菌养殖机包括湿度传感器和温度传感器，所述修正后的环境参数信息包括经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，所述养殖参数信息包括温度标准信息，所述的线性补偿法包括以下公式：

RH₁＝C₁+C₂×SO_RH+C₃×SO_RH ²，

其中，RH₁为经过线性补偿后的湿度信息；SO_RH为湿度传感器采集的当前湿度信息；C₁、C₂、C₃为线性补偿系数，当所述湿度传感器的分辨率为12bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.0405，C₃＝-2.8×10^-6；当所述湿度传感器的分辨率为8bit时，所述C₁＝-4，C₂＝0.648，C₃＝-7.2×10^-4；

所述温度补偿法包括以下公式：

RH₂＝(T_℃-25)×(t₁+t₂×SO_RH)+RH₁，

其中，RH₂为依次经线性补偿和温度补偿后的湿度信息，

T_℃为温度传感器采集的当前SO_RH湿度信息的温度信息；

t₁和t₂为温度补偿系数，当湿度传感器的分辨率为12bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00008；当湿度传感器的分辨率为8bit时，所述t₁＝0.01，t₂＝0.00128。

9.根据权利要求6所述的食用菌养殖监控方法，其特征在于，所述的数据信息包括养殖地信息、食用菌品种信息和食用菌生长阶段信息；

所述的环境参数信息还包括照片信息、水位信息和二氧化碳浓度信息；

所述养殖参数信息还包括光照标准信息、温度标准信息、水位标准信息和二氧化碳浓度标准信息；

所述环境参数调节信息还包括光照控制信息、水位控制信息和二氧化碳浓度控制信息；

在所述步骤S12和步骤S13中依次包括以下步骤：

步骤S21：所述云端服务器先根据接收的数据信息和照片信息生成光照控制信息；

步骤S22：所述食用菌养殖机根据接收的光照控制信息控制遮阳板和/或照明组件的开启和关闭；

步骤S31：所述云端服务器继续根据接收的数据信息和二氧化碳浓度信息生成二氧化碳浓度控制信息；

步骤S32：所述食用菌养殖机根据接收的二氧化碳浓度控制信息控制通风组件的开启和关闭，当所述二氧化碳浓度信息高于二氧化碳标准信息时，控制通风组件开启，同时控制所述制冷装置、加热装置和雾化组件关闭；

步骤S41：所述食用菌养殖机根据接收的湿度控制信息控制所述制冷装置、加热装置、通风组件和雾化组件的开启和关闭，当所述湿度信息高于湿度标准信息时，控制所述制冷装置、加热装置和雾化组件关闭并控制所述通风组件开启；当所述湿度信息低于湿度标准信息时，控制所述雾化组件开启，同时控制通风组件关闭；

步骤S51：所述食用菌养殖机根据接收的温度控制信息控制制冷装置和加热装置的开启和关闭，当所述温度信息小于露点温度值时，控制所述加热装置开启和制冷装置关闭，当所述温度信息大于温度标准信息时，控制所述制冷装置开启和加热装置关闭。