食用菌菇房物联网系统组成与设备选型分析

２０１７年１１月　绦色科技　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｒｅｅｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第２１期　食用菌菇房物联网系统组成与设备选型分析　蔡杰，杨立新，徐红星　（湖北省科技信息研究院，湖北武汉４３００７１）　摘要：结合湖北食用菌菇房室内环境需求，提出了食用菌菇房物联网系统建设方案，分析了系统组成与功　能特色，并对系统设备组件性能要求进行了剖析。结果表明：该物联网系统系统能实现菌菇房环境智能控　制，使茵菇房内环境始终保持在食用茵最佳生长环境状态。　关键词：食用茵；物联网；设备选型　中图分类号：￥６４６　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—９９４４（２０１７）２１—００７４　０２　１食用菌生长环境需求　食用菌分为菌丝体生长阶段和子实体生长阶段两　个过程，不同品种、不同生长阶段对温湿度、氧气（二氧　化碳）浓度、光照度等要求不同。食用菌生长环境总体　要求是：适宜的温湿度、通气好、散射光照、适宜的酸碱　度，具体要求如下。　１．１　温度　２菌菇房物联网建设目标　建成一套实用、稳定、可靠、易安装维护、可扩展性　强的菌菇房环境智能控制系统，满足菌菇房日常环境管　理需要。当环境参数超出设定范围时，系统能自动启动　相应环境调节设备而不需人为操作，达到智能控制环境　目的，让菌菇房内环境参数始终保持在最佳生长环境状　态，最大限度地减少生产质量事故的发生。　温度的高低影响发菌的时间、出菇的时间和质量，　因此温度决定着生产的成败和经济效益。一般菌丝体　生长阶段温度要求较高，为２０～２６℃，子实体生长阶段　要求的温度较低，一般为１３～１８℃。　１．２　湿度　３菌菇房物联网系统组成与功能　菌菇房智能环境控制系统由环境信息传输子系统、　环境智能控制子系统、监控管理平台子系统组成（表　１）。其中环境信息传输子系统通过运用有线或无线通　信技术与嵌入式测控技术，实现各监测环境参数的实时　采集与传输。环境智能控制子系统通过所监测环境参　湿度可表现为栽培基料的含水量，一般为５５　～　６０　，即干料与水的比例为１：１．２～１．５。在发菌和出　菇阶段，湿度主要是指空气的相对湿度，发菌期要求湿　数变化情况实现自动化、智能化和节能等综合环境控　制。监控管理平台子系统实现对采集到环境信息的存　储、分析与管理，系统主要实现如下功能。　３．１　环境数据实时采集与传送　度在７Ｏ　左右，出菇期要求在８５　～９５　，但不能低于　６５　，否则会影响子实体的形成，但如果湿度高于　９５　，就容易导致病害的发生。　１．３氧气（二氧化碳）含量　食用菌是异养型真核生物，它靠消耗氧气来分解栽　培料中的有机质，以获取其生长所需要的营养物质；同　各类环境传感器能对菌菇房内温湿度、二氧化碳含　量、光照、ｐＨ值等环境数据进行实时采集，并通过传输　线路传送到环境监控主机或菌菇房管理者手机上，管理　人员通过电脑、手机实时查看菌菇房内各项环境参数。　３．２异常信息报警　当监测的环境参数超过设定的临界值或范围时，系　时分解有机物质时会产生有害的二氧化碳。栽培管理　时的通风换气既可满足食用菌对氧气的需要，又可排放　代谢废物二氧化碳。食用菌菌丝对二氧化碳的耐受力　较强，但出菇阶段如二氧化碳浓度过高的话就会影响子　实体的发育，造成畸形菇。　１．４　光照　统能够通过控制器进行声光报警，同时采取短信方式，　向至少３名指定人员发送报警信息。　３．３环境智能控制　多数食用菌菌丝体生长阶段，不需要光，弱光也无　当监测的环境参数超过设定的临界值或范围时，控　制器能自动开启或关闭其所连接的环境调节设备（风　机、增氧泵、湿帘等设备），当参数值回到指定范围，该动　作自动关闭。　３．４远程查看与管理　管理人员能通过电脑、手机，远程登陆软件平台或　不良反应，强光则影响菌丝体生长。在子实体阶段则需　要一定的散射光，不需要直射光。　１．５　ｐＨ值　大多数食用菌喜欢偏酸环境。菌丝生长适宜的　ｐＨ值为５～５．５，如大于７时则菌丝生长缓慢，大于８　时则几乎停止生长（但草菇除外）。　收稿日期：２Ｏ１７—０９—１　５　手机ａｐｐ，实时查看菌菇房内各项环境参数，并管理其　基金项目：湖北智慧农村公共服务信息平台运维与资源整合（编号：２Ｏｌ６ＡＢＢ０６９）　作者简介：蔡７４　杰（１９８１），男，农艺师，主要从事农业信息化方面的研究工作。　蔡杰，等：食用菌菇房物联网系统组成与设备选型分析　园艺与种苗　中环境调节设备。　器、交流接触器等配电装置组成，传感器将物理参量转　换为电压并完成信号的调理，再送人模块转换器，由下　４设备选型　４．Ｉ环境传感器　４．１．１　温湿度传感器　位单片机读取，单片机将数据通过４８５总线送给上位　机，上位机设有显示功能，根据预先设置的参数决定要　采取的措施，并将信息传给下位机，由下位机控制执行　装置，也可以手机远程控制。　４．３数据采集传输设备　４．３．１　数据通信控制器　可选用基于ＲＳ４８５总线技术工业、ＭＯＤＢＵＳ—　ＲＴＵ协议，开发的低成本温湿度状态在线监测的实用　型一体化传感器。例如，ＨＶ—ＳＡ一２ＨＴ型号温湿度　传感器，可实现多点同时监测，组网并远传，适用于各种　可选用工业级ＲＳ２３２／４８５和ＴＣＰ／ＩＰ之间协议转　化器。该串口服务器可以方便地使得串口设备连接到　场所，尤其适用于农业大棚、城市照明等场所。支持二　次开发，用户只需根据通讯协议即可使用任何串口通讯　软件实现传感器数据的查询和设置。　４．１．２　气体传感器　以太网和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，实现串口设备的网络化管理。和同　类产品相比，其显著特点是稳定性（可以全双工、不间断　发送大批量数据而不丢失一字节）和适中的价格。　４．３．２远程网络数据传输器　据调研，目前纯国产的气体传感器普遍存在测量数　据精准度不高，使用时间一长容易产生数据漂移，需要　重新校正等问题。建议可选用内置核心部分为进口品　可选用工业级ＲＳ２３２／４８５和ＴＣＰ／ＩＰ之间协议转　化器。该串口服务器可以方便地使得串口设备连接到　以太网和Ｉｎｔｅｒｎｅｔ，实现串口设备的网络化管理。和同　牌的国产传感器，注意要适用于高湿度环境，不受其他　气体干扰，具备自动温度、湿度补偿、零点、满量程漂移　补偿功能。　４．１．３光照度传感器、ｐＨ值传感器　类产品相比，其显著特点是稳定性（可以全双工、不间断　发送大批量数据而不丢失一字节）和适中的价格。　４．４系统软件和手机ａｐｐ　可选用内置核心部分为进口品牌的国产传感器，注　意要适用于高湿度环境，不受其他气体干扰，具备自动　温度、湿度补偿、零点、满量程漂移补偿功能。　４．１环境控制器　目前，湖北省科技信息研究院已组织开发省级农业　物联网云服务平台及手机ａｐｐ，该平台适配性强，只需　将所选传感器、控制器与平台进行数据接口开放对接即　可使用。　采用模块化设计，硬件结构由可编程控制器、继电　表Ｉ食用菌物联网系统设备清单　注：该清单所选产品及数量仅供参考，具体产品选型、产品数量实地考察后才能确定　７５　２０１７年１１月　绿色科技　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ　Ｇｒｅｅｎ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　第２１期　生态公益林下铁皮石斛栽培技术探讨　和敬萍　（云南省怒江州林业科学研究所，云南怒江６７３１９９）　摘要：指出了随着我国林权制度的不断改革和深化，林下经济取得了较快的发展，生态公益林下铁皮石斛　栽培技术也有了很好的应用前景。这种栽培技术充分利用林地资源，开展林下中草药种植，实现了良性循　环。基于此，探讨了林下铁皮石斛种植技术，以期提高林地利用率，实现良好的经济效益和生态效益。　关键词：生态林；铁皮石斛；栽培技术　中图分类号：￥５６７　文献标识码：Ａ　文章编号：１６７４—９９４４（２０１７）２１—００７６—０２　３．１林地选择　１　引言　铁皮石斛为多年生兰科植物，自然条件下繁殖率　铁皮石斛适宜生长在凉爽、湿润、空气流通的环境　里，不耐寒。因此，林地也要结合这些生长特点，选择四　季凉爽、空气较为潮湿，通风性能好的地方，最好是乔木　林，还要考虑交通因素。在选择铁皮石斛的附主时，要　选择树枝皮较厚且较为粗糙，而且要确保水分含量要　大口］。在将铁皮石斛进行移植前，还要适当修枝，及时　清杂草，防止害虫的出现，为幼苗的成长提供良好的　条件。　３．２种植时间和方法　低，是我国的重点保护物种。同时还是中国传统的珍贵　药材，其药用价值巨大。铁皮石斛富含多糖，石斛碱、总　氨基酸等成分，具有益胃生津、滋阴清热、解热镇痛、降　低血糖的作用　］。近年来，铁皮石斛的药用价值受到消　费者的重视，具有良好的销售市场，市场前景广阔，因　此，生态公益林下铁皮石斛栽培技术也取得了较大的发　展，林下栽培技术兼具经济效益和社会效益，不仅可以　提高林地的利用率，还可以保护生态环境。　科学选择铁皮石斛的种植时间和方法，是培育出质　量好的铁皮石斛的基础和前提。铁皮石斛移植的最佳　时期是每年的３～５月，９～１０月，要选用健康的、没有　病虫害的小苗进行培养。一株健康的铁皮石斛的茎长　通常在８　ｃｍ以上，单丛有效茎数要不少于５条的铁皮　石斛苗。准备一个麻网带或绳子，把幼苗绑在树干上，　只要确保苗不会掉下来就行。　３．３　田间管理　要加强对幼苗的管理工作，可以给幼苗提供一个良　２生态公益林下栽培技术的特点　（１）林下仿原生态种植铁皮石斛不需要依托大型设　施来控制光照、温度和湿度，只需要利用树叶遮挡阳光，　创造一种适合铁皮石斛生长的环境。国家对于铁皮石　斛的栽培有较好的政策扶持，而且栽培技术投入资金　少，种植产业门槛低，适合广大农户种植。　（２）生态公益林下种植铁皮石斛，是利用自然条件　进行种植的，这样可以对野生铁皮石斛起到一定的保护　好的生长环境。要及时清理幼苗周围的杂草，以免与幼　苗争抢阳光、水分等必要的营养。在进行除草时，要按　照由外到里、由浅到深的顺序进行作业，同时要把握好　作用，还可以减少资源的消耗，维护生态系统的稳定。　人工林下种植铁皮石斛可以减少对生态环境的破坏，起　到很好的保护自然环境的作用，从而维护生态系统的多　样性。　清理时间和次数，从而降低草量，使幼苗更好的成长。　除此之外，还要注意对湿润度的把握、追肥和整枝。小　苗在刚种植时，一定要注意适当补水，保持舒润，以利于　树苗茁壮成长。在夏季高温时，要注意通过滴灌补水，　如果是在冬天碰到低温时，还要采取适当的保护措施，　尽量不要补水。同时。在铁皮石斛生长的时候，还要对　（３）林下种植铁皮石斛抗逆性强，病虫害发生的概　率小。由于这种栽培技术种植的铁皮石斛附长在树上，　土壤较为肥沃，具有铁皮石斛生长所需要的养料，因此　不需要给它施加营养和肥料，只需正常生长即可，日常　管理起来很方便。　其进行施肥，可以将过磷酸钙、菜籽饼等加入沙子等混　合物撒到铁皮石斛苗的根部，通过这种手段追肥。除此　之外，还要定期整枝，对多余的、腐烂的枝节进行适当的　３林下铁皮石斛栽培技术　收稿日期：２０１７－１０—１９　修剪。　作者简介：和敬萍（１９８３一），女，怒族，工程师，主要从事林木种苗培育及种植技术方面的研究工作。　参考文献：　［１］王志国．基于ＰＩ　ｃ的智能温室环境控制系　设计［Ｊ］．哈尔滨师范　大学自然科学学报，２Ｏ１３（９）．　７６　［２］高智富．温室环境控制技术的现状及发展趋势［Ｊ］．中国市场　２Ｏ１７（３５）：１０６～１ｏ８．　Ｅ３］王俊杰．传感器与检测技术［Ｍ］．北京：清华大学出版社，２０１１．