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一种基于Zigbee的食用菌栽培控制系统
孙绍晟季媛
（江苏食品药品职业技术学院，江苏淮安223005）
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摘要：本系统使用CC2530作为主控制器，对薪房中与食用菌生长相关的主要环境数据进行实时的检测与控制，并将检测的相关生长数据通过Zigbee网络送至嵌入式网关中，使管理人员能对食用菌的生产过程进行全程跟踪与远程控制，从而建立一套适合食用菌规模化种植的智能载培控制系统。
关键词：食用菌；Zigbee;载培控制系统
食用菌又称为膳菇，一直是我国人民饭桌上的传统食材，我国已经有几十年的食用菌人工种植历史，但传统的、分散管理的、小农作业型的食用菌种植方式导致的产品质量参差不齐，与目前工业化、规模化种植对食用菌质量一致性的需要形成明显的冲突，且在食品安全目益受到重视的今关，其分散管理与控制导致的一-致性差、质量不易控制、食品安全监管围难、潮源困难等众多不足越来越突显出来，因而开发一种适合工业化与信息化生产的食用图栽培控制装置就成为一个急需解决的问题。
1系统构成与框图
本系统通过Zigbee网络将分散的菇房进行联网监测与控制，从而适应规模化生产的需要，通过集中联网控制，使得菇房的各项生长数据始终处实时检测与控制状态，再配合集中的施肥、施药等统一管理，从根本上保证食用菌裁培过程的一致性与稳定性，并为食用菌的安全管理与溯源提供了前端信息保障。（图1）
该裁培控制系统使用CC2530作为主控制器，CC2530包含一个基本的80C51内核和一个Zigbee栈，为方便系统的扩充以适应不同生产企业的生产规模，网络拓扑结构使用树簇状网络进行组网。在控制器的传感器的配置设计中，根据一般食用菌的生长需要，选用与食用菌栽培控制关联较为密切的温湿度传感器、CO,传感器、0 传感器，控制器主要为加湿器、空调机、循环与换气风机、营养液喷淋器以及翻转培养架翻转电机。菇房控制器的各控制阔值可通过菇房控制器的按键电路单独输人进行修改，实现菇房主要生长参数控制的微调，以适应菌种与培养基的微小差异，也可通过嵌入式网关进行统一发送以实现集中生产管理。
2软件设计
系统软件主要可分为人式网关、Zigbee路由器和终端节点等三大部分组成。其中网关部分主要包括人机操作界面、WEB服务以及与Zigbee组网相关程序设计。而终端节点主要由包含传感器驱动函数、控制器执行函数及Zigbee联网通信三部分组成。在进行控制器执行程序开发时需要考虑联网失败即失联时，菇房控制器应能根据控制值以单机工作状态独立的进行该菇房控制，以防止控制器失联时菇房的环境参数产生失控而产生生产损失。首先嵌人式网关通过轮询方式与各菇房控制器进行信息交换，菇房控制器将各传感器的检测数据通过Zigbee网络上传至网关，并将网关中的集中控制阀值信息下载至本地控制器，且与控制器内非易失性存储器中的值进行比较，如不--致，则菇房控制器对相关控制阀值进行自动更新，以保证失联时菇房控制器能以最新的控制数据继续维持该菇房内食用菌的生长环境。当菇房控制器检测到菇房内的温度超出食用菌生产的温度阔值时，菇房控制器启动空调器对菇房内的温度进行调整，同时为防止空调机附近与温度与远端有较大的温差，影响食用菌生产的环境一致，同时启动风机对菇房内空气进行强制对流循环。同样，当系统检测到菇房内的湿度过低时，控制器启动加湿器对菇房进行加湿作业，而当菇房内的湿度过高时，则启动空调机组进行除湿作业，同样，在进行湿度控制时，为保证菇房内混度分布的致性，需要启动风机同步进行菇房内空气的强制循环。除此之外，由于菇房内的温度和湿度存在自然分层现象，以及设备分布时导致的各层食用菌距生长灯和喷淋口距离的不一致等多种因索，使得在传统培养架上易形成培养架上方食用菌的生长速度较下方快，从面导致即使同一菇房，其食用菌的一致性也有差异，从而导致要么产品
万方数据
-
Zigbee路由器
温湿度传感器 CO,传感器
RO
培养架按键
！菇房控制器
OC2530 LCD
加湿器风机空调机组
营养液喷淋培养架翻转
图1系统构成
联入式网关介
便携式信息检测与采集
的收获期不--致，要么产品的质量不一致的现象，为解决这一现象，提高产品的--致性和质量，系统采用可翻转的培养架，并通过控制器对培养架进行定时翻转控制.使得在培养架各层生长的食用菌在生长的各时间段内，在菇房垂直空间内的分布时间基本一致，配合强制循环风机的定时开启，从而保证菇房内的食用菌生长基本
致，从而有效的保证了产品的一致性。 3结论
该食用菌裁培控制装置通过Zigbee树簇状网络进行组网，可适应不同规模的生产需要，控制器通过Zigbee网络将生产的实时数据传送至网关进行集中生产管理，不仅可保证食用菌生产的一致性，间时配合产品定期检查，还方便发现栽培过程中环境参数对食用菌生长各阶段的影响。同时食用菌裁培过程的信息与实时采集，并通过Zigbee网络无线上传至服务器，不仅为生产与管理者提供有效的科学数据支持，同时配合施肥与施药的数据为食品的安全管理与溯源管理提供了前端的技术保证，配合食用菌装袋、配送及销售等主要流通环节，方便食品安全溯源系统的集成。
参考文献
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