灵芝生长过程控制及生产信息管理的设计

灵芝生长过程控制及生产信息管理的设计

陈晓

陈锋平

（福建省机械科学研究院，福建福州350005）

摘

要：根据灵芝不同生长阶段对种植环境的要求总结各生长阶段工艺参数，搭建灵芝生长环境控制系

统，营造灵芝生长的最佳气候环境，实现灵芝种植全过程的智能控制。其生产信息管理系统通过云服务器可实现远程信息采集、数据存储和运行管理，生产人员不需要去现场就可以实时监控灵芝的生长情况并进行有效管理。

关键词：灵芝种植；工艺流程；环境控制；远程监控；生产管理中图分类号：S625.5

文献标识码：A

文章编号：1004-3969（2021）01-013-04

Design of Ganoderma Lucidum Growth Process Control and Production

Information Management

CHEN Xiao ，CHEN Fengping

（Fujian Academy of Mechanical Sciences ，Fuzhou ，Fujian 350005，China ）

Abstract ：According to the requirements of Ganoderma lucidum different growth stage for planting environment ，the process

parameters of each growth stage are summarized ，the Ganoderma lucidum growth environment control system is built ，and the best climate environment for Ganoderma lucidum growth is created ，the intelligent control of Ganoderma lucidum planting whole process is realized.Its production information management system can realize remote information collection ，data storage and operation management by cloud server ，production personnel can monitor the growth of Ganoderma lucidum in real time and manage it effectively without going to the scene.

Key words ：Ganoderma lucidum planting ；Process flow ；Environmental control ；Remote monitoring ；Production management

作者简介：陈晓（1970－），男，高级工程师，研究方向：工业过程自动化、智能农业装备技术。

1设计思路

灵芝种植周期一般在90～180天，其生长发育各

阶段的环境条件不同，单凭人工进行操作，存在操作不准确、不合理、不可追溯等缺点，严重影响产量和质量。

本设计通过研究灵芝种植工艺流程，总结灵芝生长各阶段的环境条件，搭建适合灵芝生长的环境控制系统，实现从灵芝菌包进入生长室到灵芝成熟全过程程序化自动控制，减少对操作人员的技术依

赖；同时，该系统还具备远程信息通讯功能，能及时将采集的数据上传、存储及归档，为用户提供报表进行分析、管理，生产人员不需要去现场就可实时监控灵芝的生长情况并进行有效管理。

2灵芝生长工艺

通过对灵芝种植工艺流程的研究，灵芝栽培环境

控制过程分为发菌、养菌、出芝、生长、成熟及采粉等阶段，不同品种的灵芝在不同生长阶段对温度、湿度、光照、O 2和CO 2等5个环境要素的要求各不相同，需制

定相应的灵芝人工栽培生长方案。根据灵芝不同生长阶段对种植环境的要求，总结出较为通用的灵芝生长阶段工艺参数，如表1所示。

灵芝生长环境控制系统预存灵芝上述6个生长阶段的工艺参数，设定了每个生长阶段适宜的温度、湿度、光照、O 2环境和CO 2浓度等环境参数和生产时间、工作模式等控制策略。控制器根据生产任务（灵芝品种、生产时间等要求）调整生长各个阶段的环境控制策略，设定设备的工作模式，发送指令控制执行设备的运行，营造出不同阶段灵芝生长的最佳气候环境，实现灵芝种植全过程的智能控制。

3灵芝生长环境控制

灵芝生长环境控制系统针对生长过程控制和生

产信息管理进行设计，上层生产信息管理系统负责生产全过程的远程监控和信息管理，下层生长过程控制系统负责采集生长现场信息以及对设备施行控制。系统架构如图1所示。3.1

生长过程控制系统

3.1.1

系统构成

生长过程控制系统在生产现场独立运行，实现从

接受种植任务到灵芝成熟全过程控制，由灵芝生长室、执行设备、智能控制系统3个部分组成。

灵芝生长室内安放多层栽培架，灵芝摆放在栽培架上种植。生长室内安装温湿度、光照等传感器测量各环境参数，在栽培架各层种植面上方安装光源以补

图1

系统架构

Fig.1System architecture

充光照。电控柜及辅助设备放置在生长室外部，便于操作及维护。

主要执行设备有：电控平移库门、冷热型压缩机组、室内冷风机、电加热装置、循环风机、空气交换机、排风机、超声波加湿器、电极加湿器、增氧机、CO 2机、指示及报警灯等。执行设备根据控制指令实现开关门、自动调节温湿度、换气、增氧、补充CO 2、补光及报警等控制动作。

智能控制系统是整个系统的核心，实时采集生长室内外的温湿度、含氧量、CO 2浓度、光照等种植现场环境信息，按照预置的灵芝种植周期控制方案生成不同阶段的环境控制策略，确定设备的运行方式及运行时间。通过感知灵芝生长室内部和外部环境温湿度，机组自动切换“制冷/加热”工作模式，系统自动切换

表1

灵芝生长阶段工艺参数

Tab.1Technological parameters in the growth stage of Ganoderma lucidum

阶段发菌期养菌期出芝期生长期成熟期采粉期

适宜温度/℃0～38

25～3025～3026～2825～3025～30

调温要求变温恒温恒温恒温恒温恒温

适宜湿度/（%RH ）

60～7060～7085～9085～9075～8565～75

CO 2浓度/ppm

--300～600300～600300～600300～600

O 2环境需氧需氧需氧需氧需氧需氧

光照度/Lux 避光避光300～500300~1000

散射光散射光

工作时间/天

1545

15～3015～2015～20-