基于物联网技术的食用菌生产智能化测控系统

针对我国食用菌工厂化生产过程中测控系统不能实时测控和可视化操作的缺陷。该文以物联网技术为基础,以在线实时管理为目标,设计并实现了食用菌工厂化生产智能化测控系统。该系统能够实现生产过程中的实时监控与可视化操作,对食用菌生长所需的环境因子进行动态调控,并将其应用于连云港国盛生物科技有限公司工厂化生产杏鲍菇中。通过应用表明:系统工作稳定可靠,智能化测控系统可以控制培菇房内的温度范围在22℃~24℃,湿度范围在60%~70%,CO2浓度范围在2000~3000ppm。     

双孢菇栽培技术

<正>双孢菇不仅味道鲜美、营养丰富,而且健脾益胃、降血压,已发展为蓬安县的农业产业。1栽培条件1.1温度双孢菇菌丝体生长温度4～32℃,最适温度22～25℃;子实体生长温度5～25℃,最适温度14～18℃。1.2湿度培养料含水率以60%为宜,覆土含水率16%～20%。菌丝体生长阶段空气相对湿度60%～70%,子实体生长阶段85%～95%。     

刮板式水稻育苗平盘播土装置的设计与试验

分析了常用的一些水稻毯状秧苗工厂化育秧播土装置的特点，根据Mohr-Coulomb的土壤抗剪强度定律，设计出刮板式播土装置。并对生产上常用的砖红壤、水田土等床土进行了播土试验。试验表明，该播土装置能够适用于不同特性床土在不同播土量要求下的播土作业，播土均匀性较高，变异系数均小于10％，盘土厚度相差不大，符合农艺生产要求。     

基于改进RHT及均值漂移聚类方法的双孢菇图像目标提取研究

工厂化生产环境下双孢菇图像存在成簇粘连、菌柄倾斜、白色菌丝繁盛等复杂状态，采用常规阈值分割方法无法准确提取目标，采用改进的随机霍夫变换圆形检测算法与滑动平均聚类算法结合的方法开展目标提取研究。通过图像预处理降低部分背景干扰，改进边缘点取样方式提升圆形检测效率，依据菌盖半径范围剔除无效参数；以双孢菇图像检测出的所有圆形为目标，采用均值漂移聚类算法合并圆形，消除圆形检测算法中识别出的错误目标。采用算法提取目标结果：针对双孢菇规则生长、菌盖附土、菌盖重叠率不高或变形较小的图像，目标提取正确率大于92%；针对大面积菌丝包围菌菇、菌菇成簇倾斜、大小菌菇密集掺杂、菌盖堆积变形严重的图像，存在圆形检测不准、聚类误判或漏判等问题，目标提取正确率大于82%。本文采用的算法数据处理量小、计算速度快、适应性强，能够满足菌菇生产过程中长势自动监测、出菇统计等需求。     

牵引式打药机精准喷洒系统的设计与试验

为减少农药对环境的污染,实现精准施肥,设计了一种高效、精准、简便的电控精准喷洒系统,并将其应用于牵引式打药机。基于PLC控制技术建立由数据设定、数据传输、流量控制、数据采集、上传计算、对比分析等组成的闭环控制系统,由PLC输出控制信号,控制电磁比例阀、电磁压力调节阀的开度,实现系统流量、压力调控。以牵引式喷药机行走速度、系统压力、设定单位面积施药量为试验因素,以单位面积施药量与设定值偏差量、喷头最大的喷雾量变异系数为试验指标进行正交试验,确定试验参数较优组合。结果显示：牵引式喷药机行走速度为7km/h,系统正常工作压力为1.0MPa,单位面积施药量为50L/667m²时,单位面积施药量与设定值偏差量小于3%、喷头最大的喷雾量变异系数小于10%。由此表明,系统具有良好的稳定性与精准的控制性,满足市场使用要求,符合国家检验标准,具有推广价值。     

一种基于双模糊控制理论的PID控制的温湿度系统设计及应用

针对生长育肥猪的猪舍环境中温湿度变化具有非线性以及时变性的特点,设计一种双模糊自适应PID控制对其进行控制,通过与模糊PID控制在猪舍环境的温湿度控制进行控制效果的对比试验,试验结果表明,双模糊自适应PID控制把猪舍的温度控制在19℃～22℃之间,把猪舍环境的湿度控制在65%～75%的范围内,而模糊PID控制无论是在猪舍的温度控制还是湿度控制都存在较大的波动,温度的最大偏差为9℃,最大湿度偏差为15%,不利于生长育肥猪的生长。研究表明采用的双模糊控制理论的PID控制能够很好的满足猪舍环境中温湿度值,并将湿度很好的控制在65%～75%范围内,并且波动幅度不大。     

食用菌自动膜式装袋机设计与试验

针对我国工厂化食用菌袋栽模式生产中存在的设备工序单一、自动化程度差、效率低等问题,设计一种双工位同步作业的食用菌培养料自动膜式装袋机,并对设备中的制袋装置、装料装置进行设计。通过生产应用表明:整机设计的套袋与装料双转盘结构型式,可实现套袋与装料同时作业,大幅提高设备的作业效率,生产率可达1 720袋/h,装料后的菌袋平均容重为376.24 kg/m~3,菌袋质量稳定性的变异系数为0.91%,表明该机装料时的质量稳定、差异性小,满足工厂化食用菌企业对装料过程中的制袋、送袋、套袋、装料的自动化作业需求,为我国食用菌产业规模的扩大和生产设备的升级提供技术装备。     

双孢蘑菇浅筐成套生产装备设计与试验

双孢蘑菇专业合作社或小型工厂化生产过程,培养料装料、铺料劳动强度大、效益差。浅筐成套生产装备是双孢蘑菇培养装料的新模式,设计专用浅筐装料,针对空筐拆筐、上料、拨料、压实、覆土、满筐码筐等作业环节,设计浅筐拆筐、码筐装置、拨料装置、覆土装置等,结合栽培技术确定该套装备相关参数,进行浅筐装料性能测试,并进行出菇对比试验。试验结果表明:设计的相关环节装置配合可靠、运行稳定,完成1垛浅筐装料和叉车转运时间为360 s;出菇试验表明,浅筐生产模式产量接近双孢蘑菇工厂化水平,培养料经过压实工艺,产量最高为16.6 kg/m 2,对比试验结果表明培养料经压实,单位质量培养料出菇质量增加0.009 kg,提高出菇产量和培养料转化率。     

基于最优控制的导航拖拉机速度与航向联合控制方法

为提高自动导航拖拉机工作效率和作业质量,以自动变速系统和自动转向系统为硬件支撑,结合最优控制理论,设计了基于速度和转向角的双参数最优控制算法.针对耙地作业要求,设计了直线路径跟踪与地头转弯路径跟踪控制器,运用Matlab软件对所设计的控制器进行了仿真分析,通过田间试验对所设计的控制器进行了验证.试验结果表明:控制器的横向偏差小于0.12m,航向偏差小于1.1°,速度偏差小于0.2 m/s,满足自动导航作业要求.     

马铃薯贮藏库调控系统设计与试验

针对目前马铃薯贮藏方式、管理方式不当和贮藏效果不佳的问题,根据马铃薯贮藏工艺条件,设计了一套马铃薯贮藏环境调控系统。该调控系统利用温度传感器、湿度传感器和CO_2浓度传感器对环境参数进行实时检测,通过调节进出气窗、风机、压缩机组以及加湿装置,对马铃薯贮藏环境的温度、相对湿度以及CO_2体积分数等参数进行调控,使贮藏环境中的温度、相对湿度以及CO_2体积分数等参数满足马铃薯的贮藏要求。各测点的温度误差在-0. 3～0. 3℃范围内,各测点温度极差为0. 6℃,检测温度与真实温度基本一致;调控试验中,库内温度处在系统设定的允许范围内,库外温度对于库内温度影响较小,相对湿度和CO_2体积分数均可控制在合理范围内。该调控系统能够较好地改善马铃薯的贮藏环境。     

低温气调贮藏下氧气含量对双孢蘑菇品质的影响

研究了在3℃低温和95%相对湿度的气调条件下,贮藏环境中O_2含量对双孢蘑菇采后贮藏品质的影响.结果表明,体积分数为5%的低氧含量能够有效地抑制双孢蘑菇的呼吸强度,并延迟呼吸高峰的出现;随着贮藏环境中O_2含量的降低,双孢蘑菇的失重减少、褐变程度降低、软化速度减缓;低氧含量能够使双孢蘑菇保持较高的可溶性固形物含量,延缓其成熟.     

混凝土碳化试验研究

研究了混凝土碳化深度与混凝土水灰比、水泥用量、抗压强度、含水率和环境温湿度的关系，并对其原因进行了分析。得出结论如下：混凝土碳化深度随着水灰比的减小而降低；随着水泥用量的增加而减少，但变化不大；随着混凝土含水率的增大而减小；随着混凝土强度的增大，碳化深度变化的总趋势为减小；环境温湿度气候条件对混凝土的碳化速度具有明显的影响，而且环境温度对混凝土碳化速度的影响高于环境相对湿度。     

贮藏温度对双孢蘑菇采后生理和品质的影响

研究了不同贮藏温度及贮藏过程中温度波动对双孢蘑菇采后生理和品质的影响.结果表明,低温可以抑制双孢蘑菇采后开伞、呼吸强度、PPO活性和褐变;而贮藏过程中温度波动将导致双孢蘑菇采后开伞率、呼吸强度提高, PPO活性和褐变度增加,对其采后生理和品质造成严重影响.     

香菜的平衡含水率测定试验研究

利用DL104型电热鼓风干燥箱试验装置,采用静态法分别测得香菜在温度为25℃和35℃、相对湿度为1 0%~9 5%范围内的解吸和吸湿平衡含水率数据,绘制了相应的香菜解吸和吸湿等温线,分析了温度和环境相对湿度对香菜平衡含水率的影响,确定了香菜干制品的安全贮藏条件。结果表明:香菜的平衡含水率存在吸湿"滞后"现象;环境相对湿度比温度对香菜平衡含水率的影响更大;当香菜样品干基含水率大于50%时,出现霉变现象;当环境相对湿度大于60%时,霉变现象严重。     

基于“淹没法”的双孢菇检测及直径测量方法

随着双孢菇种植面积和产量的增长,智能化采摘机器人的需求已迫在眉睫。为了给采摘机器人提供作业目标和参数信息,通过对双孢菇(白菇)深度图像进行处理和分析,实现了目标检测和直径测量。首先,根据双孢菇三维纵深结构特点,开发了“淹没法”双孢菇-菇床基质分割方法,实现了双孢菇的准确检测;然后,通过坐标变换,得到双孢菇菇盖边缘点的世界坐标,利用Hough圆检测实现双孢菇的直径测量。试验结果表明:此方法双孢菇检出率89%以上,漏检率低于11%,错检率低于2.26%,直径测量误差为2.15%~3.15%,单个蘑菇运算耗时约0.26~0.37s,可为双孢菇机械化采收提供在线、实时的信息决策支持,提高了双孢菇采收质量和效率,并有助于提高双孢菇采收机器人的智能化水平。     

双孢蘑菇主动气调包装试

通过L9(3)4正交试验设计,研究了不同温度、包装材料、初始O2体积分数和CO2体积分数对双孢蘑菇主动气调包装中贮藏保鲜效果的影响.分别于贮藏后的第3d、第5d、第7d、第9d和第11d测定各个试验处理双孢蘑菇的失重率、硬度、褐变度、呼吸速率、细胞膜透性、可溶性固形物、PPO活性和POD活性.试验结果表明:温度是影响双孢蘑菇贮藏品质的最重要因素,较低的贮藏温度有利于双孢蘑菇贮藏品质的保持;贮藏过程中能保持双孢蘑菇贮藏品质的较优处理组合为贮藏温度为2℃、包装材料为PVC2、O2和CO2体积分数分别为15%和10%.     

太阳能光伏植物生长系统的设计与试验

为实现无常规电力条件下植物可控环境培育,提出了一种太阳能光伏植物生长系统。该系统针对高热地区,采用光伏发电系统、培育室、冷却系统和环控系统等4部分组成了降温环控装置,光伏发电系统为整个系统提供用电;培育室是保障植物正常生长的区域,采用密封处理,孔隙率为0.002 4‰;冷却系统由制冷机、制冷风扇、冷却铜管和循环水泵组成,用于降低培育室内温湿度,维持培育室环境参数平衡;培育室环境控制基于STC8 9 C5 1单片机为核心的环控系统,通过传感器实时采集培育室内环境参数,将获得的环境参数与预先设定值进行对比,进而驱动冷却系统工作;植物生长所需用水量预先计算出用量,一次性装入培育室,由环控系统按时按需补给培育室内植物。初步试验表明:培育室内部温度能够维持在31~39℃,湿度维持在72%~85%RH之间。     

菊粉吸湿特性与晶体转变规律研究

为了探索菊粉的贮藏环境及其吸湿后晶体结构变化规律,采用静态吸附法考察菊粉在25℃、30℃和45℃条件下的吸湿特性,并利用X-射线衍射仪分析了菊粉晶体转变过程。实验发现菊粉具有良好的吸湿能力,并随着环境相对湿度和温度的提高而增强。当相对湿度为98%时,菊粉在30℃和45℃的吸湿率分别为40.5%和45.0%。菊粉在25℃、30℃和45℃时临界相对湿度分别为75.73%、87.54%和87.78%。X-射线衍射分析发现菊粉无吸湿时为无定形态结构,当吸湿率在6.50%～11.25%时,菊粉开始由无定形态结构向半晶体转变,且在2θ=9.1°时有一个衍射峰,当吸湿率大于11.25%时,晶体态的菊粉含量随吸湿率的增大而增加。     

基于ZigBee网络和机械臂的智能灌溉系统设计

为了解决偏远及地势复杂地区的自动灌溉控制问题,设计实现了一套嵌入式自动化节水灌溉系统。以STM3 2嵌入式控制器为核心,采用无线Zig Bee网络技术采集室外环境参数,通过上位机监测被测区域的温湿度变化,控制执行机构实现监测环境的温湿度控制调节。中央控制器与上位机采用E31-TTL-50无线通信,采用窄带无线方式进行数据传输,实现了机械臂智能灌溉、上位机远程监控系统查询、设置参数及实时监测等功能要求。     

双孢蘑菇工厂化生产关键装备研究现状及对策

我国双孢蘑菇工厂化生产正处于一个快速发展的阶段,制约期发展的重要因素是设备自动化程度低。针对国内外双孢蘑菇工厂化生产关键装备研究现状,结合生产实例分析目前存在的问题,对双孢蘑菇工厂化生产关键装备的研究趋势进行了探讨。