一種蘑菇大棚環境監測系統的制作方法
【專利摘要】本發明涉及一種蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于：包括控制器（1）、環境信息采集系統（2）、總存儲器（3）和信息傳送系統，環境信息采集系統（2）、總存儲器（3）與控制器（1）分別通過總線連接；環境信息采集系統（2）負責環境信息的采集；總存儲器（3）負責環境信息的存儲；信息傳送系統負責將環境信息傳送給相關人員。信息傳送系統包括WIFI模塊（4）或者短信發送模塊（5）或者局域網（6）和云處理服務器（7）或者三者的組合；WIFI模塊（4）、短信發送模塊（5）與控制器（1）通過總線連接，控制器（1）、局域網（6）、云處理服務器（7）之間通過網線連接或無線網絡連接。
【專利說明】
一種蘑菇大棚環境監測系統
技術領域
[0001]本發明屬于農業工程技術領域，具體涉及一種蘑菇大棚環境監測系統。
【背景技術】
[0002]影響蘑菇生長的環境因素有:溫度、水分(濕度，包括菌棒中的水分和生長環境中的水分)、光線、空氣(02和C02濃度)、PH等。
[0003]蘑菇菌絲生長有一定的適宜溫度范圍，在最適溫度下，蘑菇菌絲生長旺盛，色澤潔白而粗壯。同一品種，在適溫范圍內，溫度較低時，子實體發育較慢，不易開傘，質量較好。當菌絲生理成熟時，突遇較短時間的外界低溫刺激，菌絲生長速度將變慢，營養物質集中運輸，積貯成聚點，使子實體發生多而整齊。在恒溫條件下，多數蘑菇品種難以形成子實體。
[0004]蘑菇生長對水分的要求，一是培養基內的含水量;二是生長環境的空氣相對濕度。在不同生長時期，蘑菇對培養基、生長環境水分的要求不同，不同品種要求也不一樣。一般來講，是干養菌，濕出菇。
[0005]蘑菇為喜氧性真菌，但在菌絲生長階段，菇房不需要較大通風，子實體的形成與生長階段需充足的氧氣。當空氣新鮮、氧氣充足時，蘑菇進行有氧呼吸，釋放大量能量，保證菌絲良好生長。若空氣不流通、不新鮮，菌絲體的生長繁殖和子實體的發育將受抑制，甚至導致死亡。缺氧時，菌絲借酵解作用可暫時維持生命，但需消耗大量營養，菌絲易衰老死亡。
[0006]蘑菇為需光性真菌，光強度適合的漫散射光，是蘑菇完成正常生活史的必要環境條件。菌絲體和子實體的生長都不需要光線，在黑暗的條件下，子實體潔白而柔嫩。但在黑暗條件下，蘑菇只能進行營養生長，不能分化子實體，即使勉強長出子實體也是色澤不佳、肉薄柄長、畸形菇多。
[0007]不同的蘑菇，在不同的生長周期，有不同的酸堿度pH值范圍，超出范圍，菌絲生長、原基的分化和子實體的萌發，都要受到影響。
[0008]現有的蘑菇大棚培養中，對溫度、水分、菌棒濕度、光線、02和C02濃度、棒料PH值等環境因子的檢測，基本靠人工檢測，有的大棚，甚至沒有檢測設備，完全憑感覺和經驗。隨著社會發展和城市化進程的進一步加快，從事農業勞動的人，將會越來越少，而農產品的市場需求，將會越來越大，所以完全靠手工操作的蘑菇大棚養殖，生長質量沒有辦法得到保證，同時也沒有辦法為后續的蘑菇大棚環境因子調控，提供依據，提高蘑菇大棚產量、質量。
[0009]若要生產高品質的蘑菇，農業工作人員就要及時監測大棚環境因子變化情況，但大部分農戶都得在家庭、大棚、蘑菇采購站、菌棒生產企業等地來回奔走，如果距離比較遠，或者需要排隊等情況下，時間耽擱就比較久。農產品生長周期長，在此過程中，實際上并不能保證每個大棚都能夠得到很好的照顧，特別是氣候變化多端的季節，因此迫切需要一種能自動監測蘑菇大棚環境因子的系統，減輕農民來回奔波的煩惱，保證蘑菇大棚的產量、質量，同時為后續的蘑菇大棚環境因子調控，提供一定的基礎數據依據。
【發明內容】
[0010]為了解決上述存在的技術問題，本發明設計了一種蘑菇大棚環境監測系統。
[0011]為了解決上述存在的技術問題，本發明采用了以下方案:
一種蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:包括控制器(I)、環境信息采集系統(2)、總存儲器(3)和信息傳送系統，環境信息采集系統(2)、總存儲器(3)與控制器(I)分別通過總線連接;環境信息采集系統(2)負責環境信息的采集;總存儲器(3)負責環境信息的存儲;信息傳送系統負責將環境信息傳送給相關人員。
[0012]進一步，信息傳送系統包括WIFI模塊(4)或者短信發送模塊(5)或者局域網(6)和云處理服務器(7)或者三者的組合;WIFI模塊(4)、短信發送模塊(5)與控制器(I)通過總線連接，控制器(I)、局域網(6)、云處理服務器(7)之間通過網線連接或無線網絡連接。
[0013]進一步，環境信息采集系統(2)包括ZigBee總協調器(21)、溫室內空氣信息采集系統(22)、溫室內土壤信息采集系統(23)、菌棒內部信息采集系統(24)和信息存儲器(29)，溫室內空氣信息采集系統(22)、溫室內土壤信息采集系統(23)和菌棒內部信息采集系統(24)分別通過相對應的ZigBee終端和ZigBee總協調器(21)無線連接;ZigBee總協調器(21)和控制器(1)、信息存儲器(29)總線連接。
[0014]進一步，溫室內空氣信息采集系統(22)包括兩個或兩個以上并列設置的溫室內空氣信息采集模塊(221);溫室內空氣信息采集模塊(221)包括測量溫室內空氣信息的光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器以及多路開關和相對應的ZigBee終端，光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器并列設置且分別和該多路開關電路連接，該多路開關通過該相對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器(21)連接。
[0015]進一步，溫室內土壤信息采集系統(23)包括兩個或兩個以上并列設置的溫室內土壤信息采集模塊(231);溫室內土壤信息采集模塊(231)包括測量溫室內土壤溫度和濕度的溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器通過該溫室內土壤信息采集模塊(231)對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器(21)連接。
[0016]進一步，菌棒內部信息采集系統(24)包括多個并列設置的菌棒內部信息采集模塊(241);菌棒內部信息采集模塊(241)包括測量菌棒內部溫度、濕度和PH值的溫度傳感器、濕度傳感器和PH值傳感器，溫度傳感器、濕度傳感器和PH值傳感器通過該菌棒內部信息采集模塊(241)對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器(21)連接。
[0017]進一步，環境信息采集系統(2)還包括室外環境信息采集系統，室外環境信息采集系統包括溫室外空氣信息采集系統(25)和溫室外土壤信息采集系統(26)，溫室外空氣信息采集系統(25)和溫室外土壤信息采集系統(26)分別與溫室外環境信息傳送模塊(27)連接，溫室外環境信息接收模塊(28)接收到溫室外環境信息傳送模塊(27)的信息后傳送給ZigBee總協調器(21) ο
[0018]進一步，溫室外環境信息傳送模塊(27)包括ZigBee協調器1(271)、存儲器1(272)和無線發射模塊(273) ,ZigBee協調器1(271)分別與存儲器1(272)和無線發射模塊(273)電路連接;溫室外環境信息接收模塊(28)包括無線接收模塊(281)、ZigBee終端1(282)和存儲器Π (283) ,ZigBee終端1(282)分別與無線接收模塊(281)和存儲器Π (283)電路連接;無線發射模塊(273)和無線接收模塊(281)配合工作以接收溫室外環境信息，溫室外環境信息接收模塊(28)通過ZigBee終端1(282)與ZigBee總協調器(21)連接。
[0019]進一步，溫室外空氣信息采集系統(25)包括兩個或兩個以上并列設置的溫室外空氣信息采集模塊(251);溫室外空氣信息采集模塊(251)包括測量溫室外空氣信息的光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和風速風向傳感器以及多路開關和相對應的ZigBee終端，光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和風速風向傳感器并列設置且分別和該多路開關電路連接，該多路開關通過該相對應的ZigBee終端與溫室外環境信息傳送模塊(27)中的ZigBee協調器I(271)連接。
[0020]進一步，溫室外土壤信息采集系統(26)包括兩個或兩個以上并列設置的溫室外土壤信息采集模塊(261);溫室外土壤信息采集模塊(261)包括測量室外土壤溫度和濕度的溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器通過與該溫室外土壤信息采集模塊(261)相對應的ZigBee終端與溫室外環境信息傳送模塊(27)中的ZigBee協調器1(271)連接。
[0021]該發明蘑菇大棚環境監測系統具有以下有益效果:
(I)本發明可以按時自動檢測蘑菇大棚中的土壤溫度、濕度，空氣溫度、濕度、02和C02濃度，蘑菇棒料中的溫度、濕度，蘑菇大棚外的土壤溫度、濕度，空氣溫度、濕度、02和C02濃度、風速風向等數據，為后續的環境因子調配，提供原始數據，幫助蘑菇大棚高質量高產，同時系統安裝簡單，維護、保養方便，能減輕農民的勞動強度。
[0022](2)本發明蘑菇大棚環境監測系統，農戶能在大棚附近通過WiFi查詢大棚環境參數，離大棚比較遠的地方，可以通過短信或云服務器，獲得大棚環境參數，端減輕農民來回奔波的煩惱，保證蘑菇大棚的產量、質量。該系統效率比較高，維護保養簡單、快捷，系統無線采集，適合應用于現有蘑菇大棚的測試改進。
【附圖說明】
[0023]圖1:本發明蘑菇大棚環境監測系統的整體結構框圖；
圖2:本發明中環境信息采集系統的整體結構框圖；
圖3:本發明中環境信息采集系統各個模塊協調工作的結構框圖；
圖4:本發明中溫室內空氣信息檢測模塊結構示意框圖；
圖5:本發明中溫室內土壤信息檢測模塊結構示意框圖；
圖6:本發明中菌棒信息檢測模塊結構示意框圖；
圖7:本發明中溫室外空氣信息檢測模塊結構示意框圖；
圖8:本發明中溫室外土壤信息檢測模塊結構示意框圖；
圖9:本發明中溫室外環境信息傳送、接受模塊的結構示意框圖。
[0024]附圖標記說明:
I 一控制器;2 一環境彳目息米集系統;21 —ZigBee總協調器;22 一溫室內空氣彳目息米集系統；221 —溫室內空氣?目息米集模塊;23—溫室內土壤彳目息米集系統;231 —溫室內土壤彳目息米集模塊;24一菌棒內部彳目息米集系統；241 一菌棒內部彳目息米集模塊;25一溫室外空氣f目息米集系統；251 一溫室外空氣彳目息米集模塊;26 一溫室外土壤彳目息米集系統;261 一溫室外土壤?目息米集模塊;27一溫室外環境彳目息傳送模塊;271 一ZigBee協調器I ； 272一存儲器I ；273—無線發射模塊;28—溫室外環境信息接收模塊;281 —無線接收模塊;282—ZigBee終端I; 283—存儲器Π ; 29—信息存儲器;3—總存儲器;4一WIFI模塊;5—短信發送模塊;6—局域網；7—云處理服務器。
【具體實施方式】
[0025]下面結合附圖，對本發明做進一步說明:
圖1至圖9示出了一種蘑菇大棚環境監測系統，包括控制器1、環境信息采集系統2、總存儲器3、WIFI模塊4、短信發送模塊5、局域網6和云處理服務器7，環境信息采集系統2、總存儲器3、WIFI模塊4、短信發送模塊5與控制器I均通過總線連接，控制器1、局域網6、云處理服務器7之間通過網線連接或無線網絡連接，如圖1所示。
[0026]如圖2和圖3所示，環境信息采集系統2包括ZigBee總協調器21、溫室內空氣信息采集系統22、溫室內土壤信息采集系統23、菌棒內部信息采集系統24、溫室外空氣信息采集系統25、溫室外土壤信息采集系統26、溫室外環境信息傳送模塊27、溫室外環境信息接收模塊28和信息存儲器29。溫室內空氣信息采集系統22、溫室內土壤信息采集系統23、菌棒內部信息采集系統24和溫室外環境信息接收模塊28分別通過不同的ZigBee終端和ZigBee總協調器21無線連接;溫室外空氣信息采集系統25和溫室外土壤信息采集系統26分別和溫室外環境信息傳送模塊27連接，溫室外環境信息接收模塊28接收到溫室外環境信息傳送模塊27的信息后傳給ZigBee總協調器21;信息存儲器29和ZigBee總協調器21總線連接；ZigBee總協調器21和控制器I通過總線連接。
[0027]如圖3所示，溫室內空氣信息采集系統22包括兩個或兩個以上并列設置的溫室內空氣信息采集模塊221。如圖4所示，溫室內空氣信息采集模塊221包括測量溫室內空氣信息的光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器以及多路開關和相對應的ZigBee終端，光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器并列設置且分別和該多路開關電連接，多路開關通過該相對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器21無線連接。
[0028]如圖3所示，溫室內土壤信息采集系統23包括兩個或兩個以上并聯設置的溫室內土壤信息采集模塊231。如圖5所示，溫室內土壤信息采集模塊231包括測量溫室內土壤溫度和濕度的溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器通過該溫室內土壤信息采集模塊231對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器(21)無線連接。
[0029]如圖3所示，菌棒內部信息采集系統24包括多個并列設置的菌棒內部信息采集模塊241 ο如圖6所示，菌棒內部信息采集模塊241包括測量菌棒內部溫度、濕度和PH值的溫度傳感器、濕度傳感器和PH值傳感器，溫度傳感器、濕度傳感器和PH值傳感器通過該菌棒內部信息采集模塊241相對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器21無線連接。
[0030]如圖3和圖9所示，溫室外環境信息傳送模塊27包括ZigBee協調器1271、存儲器I272和無線發射模塊273，ZigBee協調器1271分別與存儲器1272、無線發射模塊273連接。溫室外環境信息接收模塊28包括無線接收模塊281、2188的終端1282和存儲器11283，2188的終端1282分別與無線接收模塊281、存儲器Π 283電路連接;無線發射模塊273和無線接收模塊281配合工作，溫室外環境信息接收模塊28通過ZigBee終端1282與ZigBee總協調器21無線連接。
[0031]如圖3和圖7所示，溫室外空氣信息采集系統25包括兩個或兩個以上并列設置的溫室外空氣信息采集模塊251。溫室外空氣信息采集模塊251包括測量溫室外空氣信息的光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、風速風向傳感器以及多路開關和相對應的ZigBee終端，光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和風速風向傳感器并列設置且分別和該多路開關電路連接，該多路開關通過該相對應的ZigBee終端與溫室外環境信息傳送模塊27中的ZigBee協調器I271無線連接。
[0032]如圖3和圖8所示，溫室外土壤信息采集系統26包括兩個或兩個以上并列設置的溫室外土壤信息采集模塊261。溫室外土壤信息采集模塊261包括測量室外土壤溫度和濕度的溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器通過該溫室外土壤信息采集模塊261相對應的ZigBee終端與溫室外環境信息傳送模塊27中的ZigBee協調器1271無線連接。
[0033]如圖4、圖5、圖6、圖7、圖8中所示的各個數據采集模塊獨立進行數據采集，并通過各個模塊對應的ZigBee終端，將數據上傳。
[0034]參見圖1、圖2、圖3、圖9，系統整體的數據采集流程為:各個數據采集模塊，分別采集溫室內的空氣參數信息、溫室內的土壤參數信息、菌棒內部參數信息、溫室外空氣參數信息、溫室外土壤參數信息。溫室外的空氣、土壤參數信息，通過各個采集模塊的ZigBee終端，傳送到ZigBee協調器1271，儲存在存儲器1272中，再通過無線發射模塊273傳送到無線接收模塊281中，最后通過ZigBee終端1282和溫室內的空氣參數信息、溫室內的土壤參數信息、菌棒內部參數信息一起被ZigBee總協調器21和信息存儲器29收集，然后發送到控制器I和總存儲器3中。
[0035]WiFi模塊4發送的信號，可使農民在大棚附近，獲取蘑菇大棚環境因子參數的具體情況;短信模塊5，可以使農民在有手機信號的地方，以固定的時間間隔，接收記錄蘑菇大棚環境因子參數的短信；局域網6和云處理服務器7，可以使農民、農業部門工作人員、科研人員，以及公司化運營的蘑菇養殖企業工作人員，查看蘑菇大棚環境因子參數的所有歷史記錄，為蘑菇養殖專家系統的構建，農業部門的數據調研，養殖環境因子系統調控模型建立，農產品溯源與質保依據，提供數據來源。
[0036]本發明蘑菇大棚環境監測系統，結構簡單，各個模塊之間基本是無線連接，使用方便靈活，可應用于現有蘑菇溫室大棚，成本低廉，維護保養簡單、快捷。
[0037]上面結合附圖對本發明進行了示例性的描述，顯然本發明的實現并不受上述方式的限制，只要采用了本發明的方法構思和技術方案進行的各種改進，或未經改進將本發明的構思和技術方案直接應用于其它場合的，均在本發明的保護范圍內。
【主權項】
1.一種蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:包括控制器(I)、環境信息采集系統(2)、總存儲器(3)和信息傳送系統，環境信息采集系統(2)、總存儲器(3)與控制器(I)分別通過總線連接;環境信息采集系統(2)負責環境信息的采集;總存儲器(3)負責環境信息的存儲；信息傳送系統負責將環境信息傳送給相關人員。2.根據權利要求1所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:信息傳送系統包括WIFI模塊(4)或者短信發送模塊(5)或者局域網(6)和云處理服務器(7)或者三者的組合;WIFI模塊(4)、短信發送模塊(5)與控制器(I)通過總線連接，控制器(1)、局域網(6)、云處理服務器(7)之間通過網線連接或無線網絡連接。3.根據權利要求1或2所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:環境信息采集系統(2)包括ZigBee總協調器(21)、溫室內空氣信息采集系統(22)、溫室內土壤信息采集系統(23)、菌棒內部信息采集系統(24)和信息存儲器(29)，溫室內空氣信息采集系統(22)、溫室內土壤信息采集系統(23)和菌棒內部信息采集系統(24)分別通過相對應的ZigBee終端和ZigBee總協調器(21)無線連接;ZigBee總協調器(21)和控制器(1)、信息存儲器(29)總線連接。4.根據權利要求3所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:溫室內空氣信息采集系統(22)包括兩個或兩個以上并列設置的溫室內空氣信息采集模塊(221);溫室內空氣信息采集模塊(221)包括測量溫室內空氣信息的光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器以及多路開關和相對應的ZigBee終端，光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器并列設置且分別和該多路開關電路連接，該多路開關通過該相對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器(21)連接。5.根據權利要求3所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:溫室內土壤信息采集系統(23)包括兩個或兩個以上并列設置的溫室內土壤信息采集模塊(231);溫室內土壤信息采集模塊(231)包括測量溫室內土壤溫度和濕度的溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器通過該溫室內土壤信息采集模塊(231)對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器(21)連接。6.根據權利要求3所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:菌棒內部信息采集系統(24)包括多個并列設置的菌棒內部信息采集模塊(241);菌棒內部信息采集模塊(241)包括測量菌棒內部溫度、濕度和PH值的溫度傳感器、濕度傳感器和PH值傳感器，溫度傳感器、濕度傳感器和PH值傳感器通過該菌棒內部信息采集模塊(241)對應的ZigBee終端與ZigBee總協調器(21)連接。7.根據權利要求3至6任一所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:環境信息采集系統(2)還包括室外環境信息采集系統，室外環境信息采集系統包括溫室外空氣信息采集系統(25)和溫室外土壤信息采集系統(26)，溫室外空氣信息采集系統(25)和溫室外土壤信息采集系統(26)分別與溫室外環境信息傳送模塊(27)連接，溫室外環境信息接收模塊(28)接收到溫室外環境信息傳送模塊(27)的信息后傳送給ZigBee總協調器(21)。8.根據權利要求7所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:溫室外環境信息傳送模塊(27)包括ZigBee協調器I(271)、存儲器I(272)和無線發射模塊(273) ,ZigBee協調器I(271)分別與存儲器1(272)和無線發射模塊(273)電路連接;溫室外環境信息接收模塊(28)包括無線接收模塊(281)、ZigBee終端1(282)和存儲器Π (283) ,ZigBee終端1(282)分別與無線接收模塊(281)和存儲器Π (283)電路連接;無線發射模塊(273)和無線接收模塊(281)配合工作，溫室外環境信息接收模塊(28)通過ZigBee終端1(282)與ZigBee總協調器(21)連接。9.根據權利要求8所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:溫室外空氣信息采集系統(25)包括兩個或兩個以上并列設置的溫室外空氣信息采集模塊(251);溫室外空氣信息采集模塊(251)包括測量溫室外空氣信息的光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和風速風向傳感器以及多路開關和相對應的ZigBee終端，光強傳感器、氧氣濃度傳感器、二氧化碳濃度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器和風速風向傳感器并列設置且分別和該多路開關電路連接，該多路開關通過該相對應的ZigBee終端與溫室外環境信息傳送模塊(27)中的ZigBee協調器1(271)連接。10.根據權利要求8或9所述的蘑菇大棚環境監測系統，其特征在于:溫室外土壤信息采集系統(26)包括兩個或兩個以上并列設置的溫室外土壤信息采集模塊(261);溫室外土壤信息采集模塊(261)包括測量室外土壤溫度和濕度的溫度傳感器和濕度傳感器，溫度傳感器和濕度傳感器通過與該溫室外土壤信息采集模塊(261)相對應的ZigBee終端與溫室外環境信息傳送模塊(27)中的ZigBee協調器1(271)連接。
【文檔編號】G01D21/02GK105823509SQ201610110801
【公開日】2016年8月3日
【申請日】2016年2月29日
【發明人】史穎剛, 劉利, 郭陽, 付旺, 李汝春, 郭嬌嬌, 姜豪, 魏旭東, 張猛, 趙繼政, 周俊童, 張凱利, 謝春宇, 王壯壯, 張春輝, 孫尚義
【申請人】西北農林科技大學