菌菇房改造智能环境控制

时间：2025-05-21 涉川

一、产品介绍

本系统是一套基于物联网技术的菌菇房智能环境控制系统，通过集成环境感知模块、执行控制设备、4G数据采集主机与远程管理平台，实现对食用菌种植环境的自动调节与远程监控。系统支持对温湿度、光照、二氧化碳浓度等核心参数的实时采集，并联动控制智能喷淋阀、新风换气系统、雾化机、照明设备，满足菌类生长全过程不同阶段的生态需求，尤其适用于对传统菌房进行智能化改造升级。

二、功能特点

多因子环境感知：实时监测温度、湿度、光照强度、二氧化碳浓度等关键因子；
智能联动控制：
- 控制1寸电磁阀实现喷淋洒水；
- 启停雾化机调节空气湿度；
- 启动新风换气扇进行空气流通与CO₂稀释；
- 控制照明开关模拟昼夜周期；
4G主动上报数据：内置全网通4G模块，数据自动上报云平台；
远程可视化管理：支持手机小程序、网页端数据查看与控制；
多模式调控：可实现定时、阈值自动控制与手动远程控制切换；
历史数据存储与图表分析：支持数据导出、曲线回溯与参数调优；
设备故障与异常报警：支持远程故障提示、温湿度超限报警通知。

三、监测原理

系统采用分布式传感节点，通过以下传感器实现精确监测：

温度湿度传感器：基于数字集成式探头（如SHT系列），实时感知空气中相对湿度与环境温度；
二氧化碳传感器：采用红外NDIR非分散红外检测原理，精度高、响应快；
光照传感器：基于光敏二极管或光电探测芯片，测量当前环境照度水平；
所有传感器数据经主控采集器采集处理后，通过4G模块上传至云平台，同时驱动执行设备进行自动调节。

四、设备参数

1. 控制主箱

通讯方式：4G全网通主动上传
接口协议：RS485、Modbus RTU
电源输入：AC 220V
输出接口：4路继电器（喷淋、雾化、新风、照明）
显示方式：内置LCD液晶或远程页面

2. 智能电磁阀（1寸 DN25）

类型：常闭型
驱动方式：DC 12V 或 AC 220V
耐压等级：PN1.6MPa
控制精度：开/关控制，联动湿度控制逻辑

3. 湿度雾化机控制器

输出功率控制：继电器通断
工作电压：220V
控制方式：湿度联动

4. 新风换气扇控制器

控制方式：CO₂/温度联动控制
风机电源：220V
输出方式：继电器通断

5. 传感器参数

项目	测量范围	精度
温度	-40℃ ～ +80℃	±0.5℃
湿度	0%RH ～ 100%RH	±3%RH
CO₂浓度	0～5000ppm	±50ppm
光照强度	0～100000Lux	±5%

五、应用行业

食用菌工厂化种植企业；
农业大棚菌菇种植户；
食药用真菌研究试验室；
政府农业科技示范项目；
农村菌菇基地智能化改造工程。

六、安装方式

控制箱：安装于菌菇房通风良好处，墙面或支架固定；
喷淋电磁阀：安装于给水管道主干，接入控制器；
雾化机与换气扇：接入系统控制输出，注意防水；
传感器：
- 温湿度/CO₂：安装于菌床上方1.5米左右高度；
- 光照：靠近菌菇表面，避免遮挡；
供电系统：采用AC 220V，控制设备统一由控制箱供电；
4G天线：延伸至屋顶或开阔区域，确保良好信号收发。

七、使用场景

蘑菇、金针菇、杏鲍菇等大棚环境智能种植；
菌类孢子发菌期控湿控温；
生长高峰期环境调节；
菌棒催芽期CO₂浓度控制；
智能换气降温与光周期控制；
冬季保温、夏季降温综合环境调节。

八、效果分析

环节	改造前效果	改造后提升
环境控制响应	人工判断滞后，调控不及时	自动识别参数偏离，即时调节
湿度调节	靠人工经验开关喷淋	联动控制电磁阀与雾化器
温湿数据采集	依赖手持仪器，不能连续记录	实时数据上报，24小时曲线可查
CO₂浓度管理	无法感知，二氧化碳浓度过高影响生长	自动换气，保持菌房气体清新
管理效率	多人操作，依赖经验	一人远程控制，系统智能预警

九、相关国家标准与规范

GB/T 33795-2017《食用菌工厂化栽培技术规范》
GB/T 20475-2006《温室环境监测与控制技术规范》
GB/T 34891-2017《农业物联网通用技术要求》
NY/T 2602-2014《智能农业环境控制系统技术要求》
《食用菌标准化生产手册（农业部）》

十、参考文献

农业农村部信息中心.《智慧农业技术体系发展报告》. 2021
李云龙，邱建华.《食用菌栽培环境调控原理与实践》. 中国农业出版社，2019
吕国忠.《食用菌现代化栽培技术与环境监控装备研究》. 农业装备与机械化，2022(8)
国家市场监督管理总局.《农业传感器通用标准》起草说明，2020年发布
国家农业农村信息化工程技术研究中心，2023年度研究成果集

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