依托环境智能监控系统的食用菌智能化种植解决方案

依托环境智能监控系统的食用菌智能化种植解决方案 一、背景 信息化是现代农业的重要标志，更是现代农业发展的重大技术支撑，物联网 技术应用可加速食用菌现代化。物联网可以在产业结构方面实现信息化的综合； 在农业经济活动的过程中实现宏观决策信息化、生产管理信息化、生产加工过 程信息化、投入品和产品市场信息化、农业气象等服务信息化的综合；通过生 产信息获取、传输、存储、处理、反馈与控制的综合，加快传统设施食用菌栽 培向高新技术转型。物联网提供的先进工具和技术手段，对加速改造提升和优 化传统食用菌产业，促进培育信息化、智能化新兴食用菌产业和现代食用菌装 备产业，大幅度提高生产效率、管理经营决策水平和市场化程度，促进资源和 生产要素的高效合理开发利用、实现食用菌行业持续、稳定、安全、高效发展 具有重大意义。 传统的单纯以提高劳动生产率和依靠经验管理的农业生产模式对于现代农业很 难有突破性的发展。在食用菌生产中，温度、湿度、光照和 CO2 浓度等是影响 其生长的重要环境因子。 传统的单纯以提高劳动生产率和依靠经验管理的农业 生产模式，逐渐开始有知识化、信息化和智能化定量管理为特征的信息化生产 技术的需求，但总体上仍处于起步阶段，与发达国家相比差距很大。 食用菌工厂化生产效益好，但风险也高。食用菌栽培过程中，环境因素对食 用菌的生长影响很大。保证菌菇房处在适宜的空气相对湿度、温度、氧气浓度、 二氧化碳浓度和光照强度环境下，可以有效提高食用菌产量和品质。 食用菌工厂化生产环境智能监控系统根据托普物联网平台而研制，通过各种 传感器实时采集每间菇房的温度、湿度、氧气浓度、二氧化碳浓度、光照强度 以及外围设备的工作状态等参数，并通过 WSN 和 GPRS 网络传输到用户手机或 者监控中心的电脑上，并可根据食用菌的生长规律结合专家管理系统，自动控 制风机、湿器、照明等环境调节设备，保证最佳生产环境。 二、系统功能 1.环境信息采集、记录与分析通过各种传感器实时采集菇房环境数据信息， 并通过采集节点、汇聚节点和无线网关，传输到监控中心和服务器。这些环境 信息一方面形成报表和曲线，供技术人员和专家分析和决策，另一方面作为食 用菌的生产信息记录存档，可供质量安全追溯使用。 2.环境智能控制根据食用菌生长阶段对环境参数的要求，用户可以过自动/ 集中控制/手动/远程等不同控制方式，开闭制冷（或加热）、加湿、换气、照 明等环境调节设备，以保证食用菌处于最佳生长环境。 3.报警功能系统可以根据用户设定的阈值和设备状态，进行异常报警，以 避免环境因素和设备故障带来的损失。 4.远程监控用户可以通过手机、平板电脑、 PC 等终端，随时随地掌握菇 房内的环境信息和设备信息，并可以远程控制各种设备。 收益回报 随着该系统的实施，可有效提高食用菌生产工厂化、标准化、智能化生产效益， 降低农业生产成本、劳动强度。 三、食用菌行业具有较高的产出率和附加值，物联网在食用菌种植方面主要体 现在以下几点： 托普云农致力于中国农业信息化的发展！ 1.食用菌产季与外观品质的光温水精准调控技术 光温控制是调控设施食用菌产季与外观品质的重要手段。综合考虑作物生长发 育对光温水条件的要求、产品的目标上市期与外观品质、以及设施光温水调控 所需的能耗，本系统能够很好的调控作物与能耗模型的作物产季与外观品质的 光温水，为作物产季与外观品质精准调控提供决策支持，实现节水灌溉等减排 增效目的，提高食用菌品质及收益。 2.主要病害防治报警技术项目生产中因温度、湿度不适宜，水分无法定量监测， 灭菌时间不够，作业不规范导致病害多发而严重损失。 本物联系统具有病害发 生预警模型的设施作物主要病害防治报警系统功能，为及时有效地进行设施作 物的病害防治提供技术支持。最大程度降低作物风险，提高产量收益。 主要参数：空气温湿度、基质温湿度、光照强度、二氧化碳浓度等。 今后一段时间，工程实施将重点围绕华北地区食用菌生产加工型企业的信息化 技术、智能化设施农业技术、农机装备信息化技术、节水灌溉信息化技术、农 业市场信息化技术服务、农业气象预警减灾服务等六个方面开展集成创新与示 范，重点加强生产企业、出口基地，设施观光园、农业科研机构推广，力争在 北京、河北建立 3-5 个示范基地，取得突破性的进展，并在不同农业相关特色 产业开展示范。 四、可以延伸的项目 1.食用菌信息化技术的研究开发与试验示范项目 以现有食用菌为研究对象，重点研究作物生长参数无损监测与精确诊断技术、 基于模型的作物精确管理处方生成技术和作物生产区域布局与空间分析技术。 实现不同空间尺度下的精确作物管理，从而实现作物生产管理方案设计的精确 化和科学化，为精确栽培提供普适性的决策支持工具。 以农用通为系统开发平台，把与作物生产管理相关的、大量的区域性农业信息 与具体的实物地图结合起来，进行空间分析处理，在地图背景下分析作物生产 管理信息，并通过相关的模型运算进行作物适应性评价、作物种植区划、种植 制度评价、农产品生态区划、农作生产潜力分析、栽培管理方案设计等，从而 建立区域作物生产管理与分析系统，对于农业资源信息储存、查询、分析应用 及农业生产辅助决策等具有重要意义。 在设施食用菌方面，重点研究开发基于“物联网”的设施环境远程监测与自动 控制系统，为生产者、生产管理部门以及设施农业产品的消费者实时了解设施 内的生产状况提供快速而便捷的查询平台，实现设施农业全过程自动化控制。 2.食用菌产季与外观品质的光温水精准调控技术 设施食用菌的上市期与外观品质是决定设施产品价格及生产经济效益的重要因 素。光温控制是调控设施食用菌产季与外观品质的重要手段。综合考虑作物生 长发育对光温水条件的要求、产品的目标上市期与外观品质、以及设施光温水 调控所需的能耗，建立基于作物与能耗模型的作物产季与外观品质的光温水精 准调控系统，为作物产季与外观品质精准调控提供决策支持，实现节水灌溉等 减排增效目的 3.主要病害防治报警技术项目 生产中因温度、湿度不适宜，水分无法定量监测，灭菌时间不够，作业不规范 导致病害多发而严重损失。研究设施作物主要病害发生预警模型，将病害发生 预警模型与温湿度传感器相集成，开发基于病害发生预警模型的设施作物主要 病害防治报警系统，为及时有效地进行设施作物的病害防治提供技术支持。 4.设施信息化项目 重点研究开发标准化食用菌工程成套化的设施设备与环境调控技术及生产管理 技术，研制食用菌规模出菇场智能控制系统。该系统对环境温度、湿度、通风、 光照和有害气体浓度等环境参数进行监测，并根据食用菌生长模型、环境控制 模型和经济管理模型，采用智能控制技术，对上述环境因子和生长要素进行优 化控制，营造良好的生长环境和条件，提高产品质量和产量以及生产效益。研 究适度规模化生产工艺与设施配套，开发相配套的全天候环境自动控制、节能 新型组合式栽培菇房。重点解决环境控制及相关调控设施。 5.食用菌工厂化生产信息化项目 在食用菌生产中，温度、湿度、光照和 CO2 浓度等是影响其生长的重要环境因 子。为了有效调控影响食用菌生产的环境因子，提高食用菌生产自动化程度和 产量品质，在确定食用菌生长环境因子要求的前提下，建立工厂化生产食用菌 环境控制模拟模型，利用计算机管理技术和传感技术来控制食用菌生产环境因 子，研制食用菌工厂化生产设施与智能化控制系统，及优良品种、基质筛选、 栽培环境的选择，开发形成具有自主知识产权的食用菌工厂化设施栽培技术与 设备，提高工厂化生产设施与智能化控制设备的性价比，实现优质高效食用菌 规模化、标准化、工厂化周年生产，提高食用菌生产集约化水平和生产效益。 6.食用菌信息化服务示范项目 在推进食用菌信息化服务方面，可依托食用菌专业网站和专家团队成功破 解资源整合难、信息共享难、网络推进难的问题，建设农业政策、技术、金融 等服务与物资、产品网上流通服务平台（网站），整合农业科技园、农业科技 型企业、科技特派员、大学生村官、食用菌经济合作组织、食用菌种养大户等 资源，为食用菌从业人员及时提供政策法规、农业科技、农产品供求、市场动 托普云农致力于中国农业信息化的发展！ 态等各类信息服务，推进食用菌信息化水平，帮助农民增收致富。同时要结合 现有信息服务系统的建设基础，通过无线网络系统，使广大农民和农业企业家 通过视频、电话、短信和网络服务系统接受专家培训、请专家咨询问题、销售 农产品和进行产权交易，及时了解和掌握生产情况信息，使从业者充分享受到 信息化带来的实际作用。 五、农业物联网在设施农业中的应用 对于规模化的温室大棚种植而言，单靠人工管理需要大量人手，耗力费时， 并且存在难以避免的人工误差。托普物联网系统采集温室内的空气温湿度、土 壤水分、土壤温度等环境参数与预设值作比较，有不相符合的情况则启动相关 设备调节温室温度。 托普物联网技术应用，真正实现了农业生产自动化、管理智能化，使温室 大棚种植管理智能化调温、精细化施肥，可达到提高产量、改善品质、节省人 力、降低人工误差、提高经济效益的目的，实现温室种植的高效和精准化管理。 六、系统组成部分介绍: 1 设施农业智能监测系统 通过物联网系统可连接传感器采集土壤温度、湿度、养分含量等来获得作 物生长的最佳条件，并根据参数变化实时调控或自动控制温控系统、灌溉系统 等； 2、设施农业视频监控系统 随时随地远程查看大棚内的农作物生长情况、各园艺设备的运行状态、工 人生产情况，有了这个“千里眼”，管理人员可以做到远程轻松监控、管理作 业生产。 3、设施农业智能控制系统 通过物联网系统，可以设定温室内各种设备运行环境条件，当环境信息达 到预先制定的条件时，自动启动温室内的相关设备，达到节水，省电，省人工， 更省心。 托普云农致力于中国农业信息化的发展！ 4、手机远程管理系统 手机控制是农业物联网控制系统的另一种便捷控制方式，用户预先在智能 手机上下载物联网系统