黑木耳生长控制系统结构设计

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1、黑木耳生长控制系统结构设计1.1题目的来源和意义现代化农业生产中的重要一环就是对农业生产环境的一些重要参数进行检测和控制。例如：空气的温度、湿度、光照强度、二氧化碳含量、土壤的含水量等。温室环境与生物的生长、发育、能量交换密切相关，进行环境测控是实现温室生产管理自动化、科学化的基本保证，通过对监测数据的分析，结合作物生长发育规律，控制环境条件，使作物达到优质、高产、高效的栽培目的。传统的方法是用毛发湿度表、酒精温度计等进行人工测量，再对不符合的温度、湿度、光照度通过在温室大棚进行灌溉、降温、遮光等控制操作来调节，这种人工测控的方法费时费力、效率低、且无法保证测量的连续性

2、，测量的误差大、随机性大，随意性强。为了克服以上几点不足，我们需要一种造价低廉，使用方便且测量准确的自动测控系统。本课程主要研究了现代化农业生产中黑木耳这一菌类农作物的生长环境控制，黑木耳是一种营养丰富的著名食用菌。可食、可药、可补，有益气、充饥、轻身强智、止血止痛、补血活血等功效，还具有一定的抗癌和治疗心血管疾病功能。中国老百姓餐桌上久食不厌，有“素中之荤”之美誉，世界上被称之为“中餐中的黑色瑰宝”。黑木耳生产周期相对较长，对生长条件要求较高，现在环境控制问题己成为制约黑木耳生产的瓶颈。随着黑木耳生产规模的不断扩大，出现了不少问题，主要表现：首先新的栽培技术、管理方法

3、和商品市场对黑木耳品质的高标准对生产用菌种提出了较高的要求；另一方面，由于黑木耳在生产过程中需要消耗大量木材，随着木材资源的减少和国家“天保工程”的事实，黑木耳栽培需要原材料来源锐减的问题凸显，这些问题都严重制约了黑木耳产业的快速发展。为了提高黑木耳品质，促进黑木耳产业健康有序发展，有必要从源头上抓好黑木耳的菌种质量，提高黑木耳栽培的生长环境，促进黑木耳的生长，才能使黑木耳高效安全的生长。33331.1国内外的发展现状我国于40年代开始发展农业大棚养殖黑木耳，但当时仅有少量应用简易的土温室。50年代初大量应用土温室，后出现日光温室以及废热加温温室。60年代初得以进一步发

4、展。在70年代末，可食用菌类的重新发展，使黑木耳温室的建筑面积大幅度增加。80年代各地温室发展很快，在结构设计、设备改进和栽培管理等方面有显著进展。90年代至今，从国外引进大型现代化黑木耳养殖温室，也开始自行研制现代化大型菌类养殖温室。现在我国为世界种植生产黑木耳最多的国家。下图1.1为我国较为普遍的黑木耳生长温室大棚。图1.1温室大棚图1.2美国温室大棚国外的黑木耳温室生长自动控制3333设施己经发展到比较完备的程度，并形成了一定的标准，但是价格非常昂贵，缺乏与我国气候特点相适应的测控软件，不利于在我国广泛地推广，而当今在我国大多数地方对大棚温度、湿度、二氧化碳含量，

5、光照强度的检测与控制都采用人工管理，存在着测控精度低、劳动强度大及由于测控不及时等弊端，容易造成不可弥补的损失，结果不但大大增加了成本，浪费了人力资源，而且很难达到预期的效果。温室大棚计算机控制的概况。目前黑木耳温室事业发达的国家主要有荷兰、以色列、美国、日本、法国、西班牙、澳大利亚、英国、加拿大、韩国等。下图1.2为美国现今为止最大的农作物生长基地美国连栋玻璃钢温室，位于美国的加利福尼亚州。1.1设计过程及工艺要求本系统主要采用单片机系统的控制核心，由温室内的空气温度传感器、土壤湿度传感器、光照度传感器采集数据，经过模数转换后送入单片机，由单片机根据采集的数据做出相应

6、的控制，例如通过控制继电器的开合，使换气风扇、滴灌设备、遮阳幕等设备的启动或停止，达到控制温室各项参数的目的。同时在外接的LCD液晶上显示实时参数，便于观察。外接的键盘可以设定系统控制的温度值，以满足不同条件下对温度的不同要求。利用检测电路可以对生长环境的温度、湿度、PH值、光照等参数进行检测，经传感器换后送到单片机。应用单片机进行数据处理分析和控制输出，能够自动将环境里的温度、湿度、光照等显示在液晶屏上。黑木耳生长环境自动控制系统应达到的目标：黑木耳属于腐生性中温型真菌，生长发育分子实体和菌丝两个阶段：第一：温度要求菌丝在6～36℃之间均可生长，但以22～32℃最适宜

7、；15～27℃都可分化出子实体，但以20～24℃最适宜。第二：湿度要求菌丝生长发育中，空气中的相对湿度最高不超过70％；子实体形成时要求空气相对湿度90％～95％。第三：光照要求菌丝在黑暗中能正常生长，子实体生长期需250～1000lx的光照强度。第四：通风要求黑木耳为好气性真菌，子实体每天早晚通风各1次，时间15～20分钟，菌丝每天通风一次，时间15～20分钟。第五：pH值黑木耳适宜在微酸性的环境中生活，以PH值5.5-6.5为最好。技术指标为：温度测量范围：0-40℃，测温精度±0.5℃；相对湿度检测范围：0-100%RH，测量精度为