群落式杏鲍菇生长环境远程监控系统设计

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1、2015年2月农机化研究第2期群落式杏鲍菇生长环境远程监控系统设计陈官，赵晨晨，谢翠芳，邢坤，朱学军(宁夏大学机械工程学院，银川750021)摘要:针对目前宁夏南部山区杏鲍菇子实体生长发育期对环境依赖性较强的特点，设计了一种群落式杏鲍菇生长环境远程监控系统。该系统集成应用了多传感器技术、GPＲS传输技术、PLC控制及软件组态技术，对菇棚内的温度、湿度、CO2浓度和光照强度进行实时数据采集、处理和显示。同时，依据杏鲍菇生长发育期对环境因子的不同需求，利用S7－200PLC控制菇棚内的空调、喷淋装置、换气扇、散光灯等执行器的运行，对菇棚环境因子进行综合调控。在实际生产过程中的应

2、用表明，该系统工作性能稳定，在数据采集、传输、执行器控制以及群落式生长环境调控等方面均满足工程设计要求。关键词:杏鲍菇;群落式;数据采集;GPＲS;PLC;组态王;远程监控+中图分类号:TP273．5文献标识码:A文章编号:1003－188X(2015)02－0112－05DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2015.02.027成本低等优点，因此基于ZigBee的无线传感器网络深0引言受研究者的青睐;但其组网技术复杂，容易出现发送杏鲍菇(PleurotusEryngii)又名刺芹侧耳，是一种冲突、多跳、数据丢包、抗干扰能力差等问题，且对墙［8］集食用、药用、

3、食疗于一体的珍稀食用菌品种，深受广壁障碍的穿透力极低，使其应用有了局限性。因［1］大消费者的喜爱。近年来，我国多个省区引进了大此，在综合考虑西北冷凉地区的环境特点和杏鲍菇暗型杏鲍菇周年工厂化项目，如宁夏彭阳县建立了以杏室培养的条件下，本文基于GPＲS技术设计出了区域鲍菇、双孢菇为主的食用菌生产基地，杏鲍菇产业已适用的群落式杏鲍菇生长环境远程监控系统，从而满［2］成为当地农民新的经济增长点。杏鲍菇对栽培环足杏鲍菇子实体生长发育期对环境的苛刻要求，加快境中的温度、湿度、光照度以及CO2浓度等环境因子的西北地区珍稀食用菌工厂化、周年化生产的实现，取敏感性差异很大。目前，虽然有许多

4、关于杏鲍菇栽培得良好的经济效益。的研究，但其针对的目标各不相同，尤其针对西北地1系统整体设计区群落式杏鲍菇栽培环境精准调控的研究仍属空白，从而制约了西北地区食用菌工厂化、自动化、周年化杏鲍菇在食用菌中属于环境敏感型菌类，由于中［3］国南北方气候的差异，不同地区栽培杏鲍菇所采取的生产的完整实现。［9］如今，现代无线通信技术被广泛应用于温室远程调控策略也不相同。因此，在以前学者对杏鲍菇栽监测与控制中，解决了传统温室监控系统中布线复培环境的研究基础之上，结合宁夏彭阳当地的气候条杂、维护困难等问题，同时温室的群控技术也得到广件，探寻到杏鲍菇子实体生长发育期环境因子调控的泛研究和应用

5、，摆脱了智能温室单棚单控的局限最佳范围:温度最佳点16℃，调节范围15～17℃;湿性［4］。分析总结先前学者的研究可知:现代无线远程度的调节点90%，调节范围75%～95%;CO2浓度的－6－6监控系统大多是基于ZigBee、蓝牙、WiFi、GPＲS等技最佳调节范围1200×10～2500×10;光照度的术，其工程应用优势明显。ZigBee、蓝牙、WiFi均属短最佳理论值为100lux。距离传输，但蓝牙和WiFi的成本较高、功耗大、传输群落式杏鲍菇生长环境监控系统主要是在单个［5－7］菇棚环境监控的基础之上实现四区域环境监控，再以效率低。由于ZigBee具有节点规模大、功耗

6、小、四区域监控为一个控制单元，逐渐拓展单元数量;由收稿日期:2014－02－26上位机接收汇总各个控制单元发送的数据，然后根据基金项目:“十二五”国家科技支撑计划项目(2013BAD16B04)作者简介:陈官(1989－)，男，银川人，硕士研究生，(E－mail)调控策略进行调控，达到宁夏彭阳食用菌标准化示范chenguan40@163．com。基地出菇区112间杏鲍菇菇棚群落式监控的目的。通讯作者:朱学军(1970－)，男，浙江金华人，教授，硕士生导师，(E－mail)zhuxuejunnxu@sina．com。群落式和单栋温室监控系统构架如图1所示。·112·2015年

7、2月农机化研究第2期照度这4个环境因子，所以选择JWSL－3VB型温湿度传感器工作量程分别为0～50℃、0～100%ＲH，精度为±0．5℃、3%ＲH;LCO2－V1型CO2浓度传感器－6－6工作量程为0～5000×10，精度为±30℃、10±5%;GZD－V1型光照度传感器工作量程为0～1000lux;传感器的输出均为0～5V电压信号。2．2数据采集模块系统选用AL－4AI4DO经济实用型数据采集模块。其集成了4路0～5V/0～20mA采集、4路继电器输出功能。采集接口分辨率12位，精度为±0．01V。继电器接口为