CN115250836A - 一种食用菌栽培环境智能监测预警系统 - Google Patents

一种食用菌栽培环境智能监测预警系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，结合食用菌栽培技术需求，既应用智能监测又紧密的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的相关温度在线监测，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，在信息方面促进农民和技术专家之间互动，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，不断提高生产的产量，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。

Description

一种食用菌栽培环境智能监测预警系统
技术领域
本发明涉及食用菌栽培技术领域，具体涉及一种食用菌栽培环境智能监测预警系统。
背景技术
食用菌通称蘑菇，是大家餐桌上不可缺少的佐食，蘑菇味道鲜美，富含维生素和植物蛋白质。现在经过人工培植的蘑菇有300多种，中国是世界蘑菇最大的生产国。目前基本上是两种培植模式，一种是家庭大棚式，一种是工厂式培植，这两种方式各有利弊，家庭大棚式粗放效率低，工厂式培植人工成本高，投资大。
发明内容
为此，本发明提供一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，以解决现有食用菌栽培存在的劳动力生产强度高、生产效率低、人工成本高的问题。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，所述系统包括：
栽培环境参数监测模块，用于利用多种传感器采集环境参数数据；
数据传输模块，用于将采集到的环境参数数据上传至云服务平台；
云服务平台，用于对获取到的环境参数数据进行存储、处理、分析及查询，根据环境参数设定的报警阈值进行预警处理并向报警设备发送报警信息，并结合环境参数设定的报警阀值向栽培环境参数调控模块下发远程操作指令；
报警设备，用于根据获取到的预警信息进行报警；
栽培环境参数调控模块，用于根据接收到的远程操作指令对现场电子设备进行控制，实现对环境参数的调节。
进一步地，所述环境参数数据包括蘑菇养殖箱内外温度及湿度、菌包内温度及湿度、养殖箱内氧气与二氧化碳浓度以及养殖箱内光照度数据。
进一步地，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、氧气传感器和二氧化碳传感器。
进一步地，所述栽培环境参数调控模块具体用于调节养殖箱内温度、湿度、光照度、氧气与二氧化碳浓度参数。
进一步地，所述电子设备包括用于将水箱内的水抽取到养殖箱内的水泥地面上调节养殖箱内部湿度的水泵、用于调节光照度的照明装置、用于调节湿度的雾化器、用于调节温度的空气压缩机、用于调节氧气与二氧化碳浓度的通风装置。
进一步地，所述系统还包括远程终端，所述远程终端包括电脑客户端、手机客户端，所述电脑客户端用于管理员的登录以及环境参数监测及调控相关信息的查询和管理，所述手机客户端用于包括菇农和技术专家以及农业管理人员的登录以及环境参数监测及调控相关信息的查询和管理。
进一步地，所述云服务平台包括预警模块，所述预警模块用于现场预警和远程预警，现场预警经过报警设备把报警信息向现场管理人员传达，远程预警经过各种形式向管理人员实现对报警信息传达，包括短信和电话形式。
进一步地，所述云服务平台还包括用户管理模块，用于对用户账号进行管理，包括普通用户账号和区域管理员账号以及总管理员账号。
进一步地，所述云服务平台还包括参数设置模块，用于基本信息的设置以及传感器的启闭控制。
本发明具有如下优点：
本发明提出的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，结合食用菌栽培技术需求，既应用智能监测又紧密的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的相关温度在线监测，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，且充分的应用发明技术，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，不断提高生产的产量，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。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述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示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
图1为本发明实施例1提供的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统的结构示意图；
图2为本发明实施例1提供的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统的具体实施架构示意图。
图中：栽培环境参数监测模块100、数据传输模块200、云服务平台300、报警设备400、栽培环境参数调控模块500、远程终端600。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本实施例提出了一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，系统包括：
栽培环境参数监测模块100，用于利用多种传感器采集环境参数数据。
食用菌栽培环境因素：
(1)温度
在食用菌生长发育期间温度是最主要环境影响因子，而且不管是菇房空气温度还是栽培基质温度会关系到菌丝生长速度，还会给生长速度和子实体的数量与质量带来不利的影响。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。
这就要求要根据菌种的不同，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，进而不断提高精细化管理水平。
(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有着不同的要求。所以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。
(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跟进菌种采集菇房内的数据，通风装即时调节菇房内部的空气浓度。
(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。
本实施例中，环境参数数据包括蘑菇养殖箱内外温度及湿度、菌包内温度及湿度、养殖箱内氧气与二氧化碳浓度以及养殖箱内光照度数据。
传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、氧气传感器和二氧化碳传感器。通过在菌棒内部插入温度传感器和湿度传感器采集菌棒的温度和湿度。通过食用菌养殖箱内部的温度传感器和湿度传感器采集养殖箱内的的温度和湿度。通过食用菌养殖箱外部的温度传感器和湿度传感器采集食用菌养殖箱所在地周边的温度和湿度。
本实施例中，选择监测点蘑菇栽培为一个长度6m、宽度为3m及肩高为2.5m的空间结构，每个蘑菇房的实际栽培棒数最多能达到1500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。
本实施例中，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，同时，还要高度重视温度传感器的基础作用，在对NTC热敏电阻合理运用的基础上，将温度变化进一步转化为电压变化，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，空气传感器和温度传感器的工作机理大体相同，都是采用模拟量型，在AD转换后进行远程传递，科研人员经过不断的完善和改进，最后采用转换算法来确保监测数据的真实性、完整性。值得注意的是，应将温度传感器和湿度传感器平稳的放入百叶箱中，防止喷雾加湿操作破坏其内部结构。
数据传输模块200，用于将采集到的环境参数数据上传至云服务平台300。
本实施例中，如图2所示，该系统还包括有智能监测与报警器主机，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定位以及跟踪管理工作中，在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条线路的湿传感器进行连接后，形成一个完整的监测处理系统，方便食用菌栽培人员进行使用。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2200mA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6.5h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8.1cm*6.6cm的液晶显示器，从而能够同时将监测数据。记录容量电池容量以及信号强度呈现。
云服务平台300，用于对获取到的环境参数数据进行存储、处理、分析及查询，根据环境参数设定的报警阈值进行预警处理并向报警设备发送报警信息，并结合环境参数设定的报警阀值向栽培环境参数调控模块下发远程操作指令。
云服务平台300包括预警模块，预警模块用于现场预警和远程预警，现场预警经过报警设备把报警信息向现场管理人员传达，远程预警经过各种形式向管理人员实现对报警信息传达，包括短信和电话形式。
进一步地，云服务平台300还包括用户管理模块，用于对用户账号进行管理，包括普通用户账号和区域管理员账号以及总管理员账号。
进一步地，云服务平台300还包括参数设置模块，用于基本信息的设置以及传感器的启闭控制。
云服务平台300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阀值智能触发操作指令，就电气设备能实现远程控制。用户管理模块设置有非常多，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，区域管理员账号向多个负责管理整个项目技术系统管理员管理，尤其是农业部门和农业专业等；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非常的适用。
报警设备400，用于根据获取到的预警信息进行报警。
栽培环境参数调控模块500，用于根据接收到的远程操作指令对现场电子设备进行控制，实现对环境参数的调节。
本实施例中，栽培环境参数调控模块具体用于调节养殖箱内温度、湿度、光照度、氧气与二氧化碳浓度参数。电子设备包括用于将水箱内的水抽取到养殖箱内的水泥地面上调节养殖箱内部湿度的水泵、用于调节光照度的照明装置、用于调节湿度的雾化器、用于调节温度的空气压缩机、用于调节氧气与二氧化碳浓度的通风装置。
智能食用菌养殖箱内部由于雾化器加湿，会造成湿度不均衡的现象，利用软件控制水泵把水箱内的水，抽取到养殖箱内的水泥地面上。让水泥吸收水分自然挥发，这种缓慢挥发有利于均衡养殖箱内部湿度。
进一步地，该系统还包括远程终端600，远程终端包括电脑客户端、手机客户端，电脑客户端用于管理员的登录以及环境参数监测及调控相关信息的查询和管理，手机客户端用于包括菇农和技术专家以及农业管理人员的登录以及环境参数监测及调控相关信息的查询和管理。
不仅有电脑客户端web版软件，还有手机客户端APP软件，电脑客户端为管理员应用平台，手机客户端为相关人员共享应用平台，比如菇农和技术专家以及农业管理人员等。
从菇农的视角上来看只要加强对手机客户端的应用，就能让其蘑菇栽培环境智能监测预警得以实现。菇农能清楚运行的实际情况，还能更好地查看，系统在线APP产品图标显示的是绿色，如果不在线的情况下显示的是灰色；清楚环境温湿度能情况更好地查看，实时监测数据信息实现对报警信息获取，结合监测与预警信息实现蘑菇栽培管理，不断提高管理水平。且无论是历史监测数据还是监测数据趋势图，能更好地查看，且经过数据分析实现食用菌栽培精准化管理；结合产品应用场景和食用菌栽培阶段，在现有智能监测报警器设备与传感器名称之上加以修改，实现对环境温湿度传感器报警阀值设置。
电脑客户端主要由管理人员来实施，能进行云平台和菇农账号管理将其完成。电脑客户端具有两种功能，一种是具有手机客户端所有功能，另一种是具有管理菇农账号和添加、删除、转移产品以及管理项目功能等，添加与菇农联系运用的手机号码，不仅能实现数据推送频率的设置，还能实现记录频率的设置。
云平台经过各种监测预警方式就监预警信息实现及时传送。云平台的蘑菇栽培环境检测方式有好多种，除了有收集客户端和电脑客户端之外，还有短信和电话等。而且对于电脑提醒方式进行分析可实现对各种菇农手机号码的设置，在报警呼叫中可充分应用。
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，不断的延长使用寿命这方面是最主要的一种方式。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述系统包括：
栽培环境参数监测模块，用于利用多种传感器采集环境参数数据；
数据传输模块，用于将采集到的环境参数数据上传至云服务平台；
云服务平台，用于对获取到的环境参数数据进行存储、处理、分析及查询，根据环境参数设定的报警阈值进行预警处理并向报警设备发送报警信息，并结合环境参数设定的报警阀值向栽培环境参数调控模块下发远程操作指令；
报警设备，用于根据获取到的预警信息进行报警；
栽培环境参数调控模块，用于根据接收到的远程操作指令对现场电子设备进行控制，实现对环境参数的调节。
2.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述环境参数数据包括蘑菇养殖箱内外温度及湿度、菌包内温度及湿度、养殖箱内氧气与二氧化碳浓度以及养殖箱内光照度数据。
3.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述传感器包括温度传感器、湿度传感器、光照传感器、氧气传感器和二氧化碳传感器。
4.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述栽培环境参数调控模块具体用于调节养殖箱内温度、湿度、光照度、氧气与二氧化碳浓度参数。
5.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述电子设备包括用于将水箱内的水抽取到养殖箱内的水泥地面上调节养殖箱内部湿度的水泵、用于调节光照度的照明装置、用于调节湿度的雾化器、用于调节温度的空气压缩机、用于调节氧气与二氧化碳浓度的通风装置。
6.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述系统还包括远程终端，所述远程终端包括电脑客户端、手机客户端，所述电脑客户端用于管理员的登录以及环境参数监测及调控相关信息的查询和管理，所述手机客户端用于包括菇农和技术专家以及农业管理人员的登录以及环境参数监测及调控相关信息的查询和管理。
7.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述云服务平台包括预警模块，所述预警模块用于现场预警和远程预警，现场预警经过报警设备把报警信息向现场管理人员传达，远程预警经过各种形式向管理人员实现对报警信息传达，包括短信和电话形式。
8.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述云服务平台还包括用户管理模块，用于对用户账号进行管理，包括普通用户账号和区域管理员账号以及总管理员账号。
9.根据权利要求1所述的一种食用菌栽培环境智能监测预警系统，其特征在于，所述云服务平台还包括参数设置模块，用于基本信息的设置以及传感器的启闭控制。
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