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摘要:科學技術水平的迅猛發展促進食用菌栽培管理水平逐步提高?;诖?,文章首先簡單介紹食用菌栽培環境監測的具體方法;其次對其監測預警系統的設計做出相應分析;最后,說明食用菌栽培硬件系統的配置和優化等內容,希望能夠給同行帶來一定的幫助。
關鍵詞:食用菌栽培;智能監測;系統設計
經過科研人員的大量實驗模擬以及實踐探索,相關人員順應時代發展的潮流,構建了一種科學完整的食用菌栽培環境智能監測預警處理系統,通過緊密聯系環境因子傳感器、信息采集與傳輸結構、云服務平臺及遠程終端處理系統后,可以實時了解食用菌栽培狀態以及生長情況,為后期食用菌栽培處理工作的提高奠定了夯實的基礎。
1食用菌栽培環境因素
1.1溫度
在食用菌生長發育期間溫度是最主要的環境影響因子,而且菇房空氣溫度很容易給菌絲生長速度帶來一定的影響,從某種程度上來看這還會關系到生長速度以及子實體的數量與質量。中國已知的食用菌有350多種,分別生活在不同的地區和生態環境中,而且食用菌在各生長階段對溫度要求也不同。這就需要根據菌種的不同,生長階段的不同,及時采集監控菇房內外的溫度,觸發設備調節菇房內的溫度,除此之外還要檢測采集菌棒內部的溫度,避免菌絲生長期的燒菌和子實體發育期的發育不良。使其實現菇農對食用菌智能栽培數據化,進而實現精細化管理。
1.2濕度
水分是食用菌最重要組成部分,食用菌的各個生長階段對濕度要求是不同的。所以要根據菌種的差異和不同的生長階段,及時采集和控制菇房內的濕度。必要時可以采用超聲波加潮汐式這樣的復合式控制濕度的辦法,控制好菇房的溫度是菇農實現增長增收效率提升的關鍵。
1.3空氣濃度
不同的食用菌品種,在其各個生長期需要不同的空氣濃度,或者菇農為了培養特色品種也要調節空氣中的濃度。空氣濃度主要是氧氣和二氧化碳的比值。這就要求空氣傳感器能及時根據菌種采集菇房內的數據,通風裝置及時調節菇房內部的空氣濃度。
1.4光照
不同的菌種在不同的生長階段需要的光照強度也不一樣。通過光照傳感器采集菇房的光照強度,云端控制光照的時長和強度。
2蘑菇栽培環境監測辦法
2.1監測對象
一般情況下,在實際的食用菌栽培監測過程中,管理人員應重點關注食用菌栽培環境中的空氣濕度、空氣溫度、空氣濃度、光照以及基質溫度等影響因素,在充分關注其具體的栽培特性后,應深入蘑菇栽培基層內部,通過實地調查等方式來收集食用菌栽培監測的基本數據信息,進而可以對食用菌栽培工作管理創造諸多有利條件。
2.2監測頻率和具體范圍
據有關資料顯示,此處以福建省漳州市某蘑菇栽培中心為主要研究對象,蘑菇栽培為一個長度6m、寬度為3m及肩高為2.5m的空間結構,每個蘑菇房的實際栽培棒數最多能達到1500棒左右,為了及時獲取食用菌栽培環境的監測信息,管理人員結合實際的情況建立7個蘑菇房環境監測點來記錄相關的溫度、濕度等數據變化,對每次監測數據信息進行妥善分析后,得出不同菌種在不同生長階段所需要的具體數據。
3食用菌栽培環境智能調控的系統設計
為了滿足食用菌栽培環境智能監測技術工作的順利開展,工作人員采用智能監測方法并和預警處理技術相結合后,在大數據時代背景下,利用互聯網處理系統對食用菌栽培環境進行全方位的管控,在規范的監測操作下,為食用菌養殖人員提供相對準確的數據信息,同時,部分食用菌栽培專家還在綜合運營云平臺處理系統后,通過官網、微信公眾號以及內部交流群向食用菌栽培人員提供大量的技術指導和支持。具體的食用菌栽培環境智能監測預警技術結構分析圖如圖1所示[1]。
4硬件子系統的配置與優化策略
4.1選擇合理的溫度傳感器和濕度傳感器
相關人員應投入適當的建設資金,采購密封性能最佳、傳導性較好的溫度傳感器,在統一的封裝操作處理下與NTC熱敏電阻傳感器緊密連接,在妥善操作處理下,對食用菌環境的具體數據進行監測,還能進一步得出栽培基質中的實際溫度,與此同時,還要提高對溫度傳感器基礎作用的重視度,充分利用NTC熱敏電阻,把溫度變化轉化為電壓變化,并借助放大器等基礎設備來實現AD信號向數字信號的轉化,繼而通過一定的方式進行主機架構的數據傳輸,在此過程中,應使用圓柱形金屬網膜傳感器來使得大量空氣可以平穩進入。近年來,市面上較為常見的空氣濕度傳感器大多數為霍尼韋爾型,設計人員經過激光微調操作處理,確??諝鉂穸刃畔⑾鄬蚀_,當然,空氣傳感器工作原理類似于溫度傳感器的工作機理,主要以模擬量型為主,在AD轉換后進行遠程傳遞,科研人員經過不斷完善和改進,最后加強對轉換算法的應用,進而不斷地提高監測數據的真實性。但就溫度傳感器和濕度傳感器尤其要注意,將這兩者平穩地放入百葉箱,避免由于噴霧加濕氣給內部結構帶來一定的影響[2]。
4.2完善和優化智能監測報警主機架構
每一個智能監測與報警器都會存在一個惟一的ID識別號碼,可以進行基礎的GPS定位,還在跟蹤管理工作和農業生產中被廣泛應用。通過對整體架構進行分析,SIM卡槽是主機的重要組成部分,數據處理人員通過2G、3G、4G網絡實現數據GMS短信通訊處理,在和4條線路的傳感器進行連接后,形成一個完整的監測處理系統,方便食用菌栽培人員使用。除此之外,還要合理運用主機鳴器報警特點,可以在主機內部加設2200mA的鋰電池進行突發狀況的斷電操作設施,在保證持航可以達到6.5h以上后,提升監測系統運行的穩定性,同時,也可以為主機配設8.1cm*6.6cm的液晶顯示器[3],從而能夠同時將監測數據、記錄電池容量以及信號強度呈現[4]。
4.3軟件子系統的開發
從菇農的視角上來看只要加強對手機客戶端的應用,一定程度上能實現蘑菇子栽培環境職能檢測預警,還能充分掌握菇農的實際情況,便于及時地觀看,如果在線的話,APP產品圖標顯示的顏色為綠色,如果不在線的話,APP產品圖標的顏色為灰色;還能了解環境溫濕度情況,及時查看實時監測數據信息,獲取監測數據信息,便于更好地進行蘑菇栽培管理,使其獲得良好的管理效果。最重要的一點是能了解歷史檢測數據,且經過數據分析不斷提高食用菌栽培管理水平,實現精準化管理[5]。電腦客戶端的信息系統設計具備一定功能,由于是傳感器校正功能,在確保傳感器具有良好穩定性能下,傳感器能實現對相關參數設置,還能校正檢測數值。這在確保傳感器準確性,不斷地延長使用壽命方面是最主要的一種方式[6]。
5食用菌栽培環境智能預警與調控系統實現的技術方案
隨著農業物聯網技術不斷發展,逐步擴大應用的范圍,使一些功能變得更加成熟化,尤其是傳感檢測和信息采集、遠程傳輸、平臺服務和數據分析功能。但對于一些先進的食用菌控制系統進行分析,其功能非常健全,價格高,在使用環境這方面具有較高的要求[7]。所以有必要加大開發力度,實現對食用菌栽培環境智能化監測預警與調控系統的開發,且所開發出的系統不僅要更加簡便,還要穩定實用,一定程度上促進蘑菇更好地生產,不斷提高勞動生產效率,讓菇品的價值得以展現[8]。環境因子傳感器和信息采集以及傳感模塊、遠程終端作為食用菌栽培環境智能監測預警與調控系統最主要的組成部分,不管是環境因子傳感器輸出端還是信息采集,將其型連接傳輸模塊,且通過云服務平臺將信息采集與傳輸模塊分別與控制模塊和遠程終端連接,環境因子傳感器負責對環境參數數據采集,信息采集與傳輸模塊針對環境因子傳感器采集的環境參數數據實現匯總,能將其上傳到云服務平臺中,而且從工作人員的角度上來看經過遠程終端登陸元服務平臺,控制模塊接收主要來自云服務平臺的指令,控制模塊連接與現場的電氣設備,且在控制模塊的控制下,其電氣設備能對環境參數實現調控。其中空氣溫度傳感器和栽培基質溫度傳感器以及空氣濕度傳感器作為環境因子傳感器。云服務平臺包括的模塊非常多,不僅有數據存儲模塊和數據查詢模塊以及數據處理,還有分析模塊和預警模塊以及遠程操作指令發送模塊等;且對于數據存儲模塊進行分析,除了可以在實時檢測數據和報警數據應用之外,還可應用在指令數據中;數據查詢模塊便于對實時數據查詢;數據處理與分析模塊在處理與分析數據中非常的適用;遠程操作指令發送模塊環節結合環境參數設定的報警閾值智能觸發操作指令,電氣設備能實現遠程控制。用戶管理模塊設置非常多,尤其是普通用戶賬號和區域管理員賬號以及總管理員賬號,普通用戶賬號由蘑菇栽培人員登錄相應的平臺實現對技術系統管理部署和管理,區域管理員賬號主要由區域管理員就區內蘑菇栽培專業戶部署技術系統管理,實現集中管理。對于參數設置模塊進行分析,不管是在修改基本信息還是在啟動與關閉傳感器這方面都非常的適用。對以上技術方案進行分析,結合食用菌栽培技術需求,既要加強對智能監測的應用還要緊密地融合預警與調控相結合的路線,并加強對物聯網技術的應用實現對菇房相關溫度的在線監測,尤其是菇房空氣溫度和培養基質溫度與空氣濕度,再加上有了移動通信作為支持,促進栽培戶更好地栽培食用菌使其對食用菌栽培各個過程管理,實現食用菌技術專業在技術這方面對栽培戶提供支持,而且農業局經過充分了解食用菌生產的實際情況,在其信息這方面促進農民和技術專家之間互動。且充分地應用發明技術,一定程度上使得食用菌栽培環境得到改善,促進食用菌更好地生產,不斷提高產量,還能避免給栽培戶帶來生產風險,降低勞動力生產強度,促進勞動力生產效率提高。食用菌栽培環境智能監測預警與調控系統不僅有環境因子傳感器、信息采集與傳輸模塊、云服務平臺模塊,還有控制模塊以及遠程終端,環境因子傳感器的輸出端和信息采集連接傳輸模塊。
6結束語
總而言之,食用菌栽培環境智能監測預警技術系統的設計與實現會受到外界各種環境因素的影響,企業的管理部門應做好相應的統籌規劃,在統一環境智能監測預警處理方法后,對工作人員進行專業的技術指導,避免存在安全事故。
作者:高虎 單位:??谕胸悩房萍加邢挢熑喂?/p>