香菇作为高经济价值食用菌,其生长全程对温度有着 “苛刻要求”,菌丝体培养需稳定在 22-25℃,温差超过 ±2℃易导致菌丝生长缓慢,原基形成需 15-18℃且昼夜温差 5-8℃温差不足难出菇,子实体发育需 12-15℃。传统香菇大棚依赖人工巡检测温、手动开关加热 / 降温设备,存在三大核心痛点:一是控温滞后、二是温差过大、三是人工繁重。
基于物联网技术的香菇大棚智能温控系统,通过温度精准感知 + 自动联动调控 + 远程智慧管理,实现香菇全生长周期温度稳、准、省,彻底改变传统靠经验、拼人工的温控模式。
一、核心架构
针对香菇大棚 高湿(空气湿度 85%-95%)、避光、多棚分散 的场景特性,采用感知层 - 传输层 - 平台层 - 应用层四层轻量化架构,确保温度数据采集精准、调控及时、操作便捷:
1.感知层:全区域温度采集,适配香菇生长特殊需求
感知层是温控系统的 “神经末梢”,围绕香菇 菌丝培养架 - 原基形成区 - 子实体生长区 关键区域,部署高耐湿、高精度温度传感器,确保无死角监测:
菌丝培养架监测:在培养架每 2 层(距菌棒 10cm 处)悬挂无线温度传感器,重点监测菌棒周边温度(菌丝生长核心环境),避免空气温度正常但菌棒温度过高;
原基形成区监测:在大棚中部原基集中区加密传感器(间隔 3 米),监测空气温度与昼夜温差,确保原基期 15-18℃及 5-8℃温差需求;
子实体生长区监测:在子实体冠层高度部署传感器,24小时实时捕捉温度波动;
2.传输层:无线稳定传输,解决大棚布线难题
传输层针对香菇大棚多为连栋或分散布局、布线易受潮特点,采用 LoRa+4G 混合传输模式,确保温度数据实时回传:
棚内短距离传输:采用 LoRa 无线技术,传输距离达 300-500 米(可穿透 3 层棚膜),单网关可接入 50-80 个温度传感器,适配 10-20 亩连栋大棚组网;传感器与网关均支持低功耗模式,网关可搭配太阳能供电(偏远山区无市电场景),续航 72 小时无光照仍能工作;
棚外远距离传输:LoRa 网关通过 4G 物联网卡将温度数据上传至云端平台,网络中断时也能自动补传数据,传输延迟为秒级,满足温控实时性需求;
数据安全保障:采用 数据加密传输数据,防止恶意篡改。
3.平台层:智能决策,适配香菇全生长周期温控
平台层是系统 “大脑”,基于香菇不同生长阶段的温控需求,构建专属温控模型,实现 “自动阈值设定、智能调控决策、数据深度分析”:
生长阶段化温控模板:内置香菇标准化温控参数,用户可按需微调:
智能调控算法:当温度偏离阈值时,平台自动分析原因并生成调控指令,如子实体期温度升至 16℃,优先开启顶通风(换气量 200m³/ 小时),10 分钟后仍超 15℃则联动湿帘(降温效率 4℃/ 小时);温度降至 11℃时,先开启保温帘,再启动电热风机(升温速率 2℃/ 小时),避免能耗浪费;
数据可视化与分析:以 大棚布局图 + 温度曲线 展示实时数据,自动生成 温度 - 出菇率 关联报表,为温控优化提供依据。
4.应用层:多终端适配,满足不同用户需求
应用层针对 香菇种植户 - 合作社管理员 - 技术员 三类用户,提供简单易用的操作终端,确保系统 接地气、好上手:
种植户:可通过安卓/IOS手机 APP远程登录,核心功能聚焦 查看 - 控制 - 报警等功能,实时查看各大棚温度,一键开启 / 关闭加热 / 降温设备,接收温度报警推送,支持短信、APP 弹窗、微信公众号信息等多种报警方式,,适配田间移动管理;
合作社:电脑网页支持多大棚集中管理,统计各棚的温控情况,对比不同棚的温度数据与产量;
现场终端:系统自带智能控制柜的触摸屏,安装于大棚入口处,显示实时温度与设备状态,支持断网时本地操作,可手动按智能控制柜的按钮。种植户无需学习即可一键启动加热,降低使用门槛。
二、核心功能
1.全周期精准控温,温差≤±0.5℃
菌丝期稳温:菌丝培养架传感器每 5 分钟采集 1 次温度,若局部达 26℃(超阈值 1℃),联动局部排风扇(针对该区域降温),避免整体降温导致其他区域温度过低;
原基期温差管控:夜间自动降低棚温至 12℃,白天升至 18℃,精准维持 6℃昼夜温差,原基形成率从 70% 提升至 90%;
子实体期精细调温:采用 “分段温控”,上午 10 点 - 下午 4 点(外界温度高)将目标温度设为 14℃,夜间设为 12℃,既满足生长需求,又减少加热能耗。
2.多渠道智能报警,异常处置快准狠
预警(阈值 ±0.5℃):如子实体期温度达 15.5℃,APP 推送 “预警提醒”,建议关注;
报警(阈值 ±1℃):温度达 16℃或降至 11℃,触发 APP 弹窗 + 短信报警,同时大棚声光报警器响起(红色灯光 + 蜂鸣);
紧急报警(阈值 ±2℃):温度达 18℃或降至 10℃,自动联动应急设备(如强制开启湿帘 / 加热),并拨打种植户电话,确保 10 分钟内处置;
报警溯源:报警信息标注 “异常区域(如 2 号棚西 3 区)、当前温度、阈值范围、处置建议”,种植户无需排查即可精准处理,处置时间从 1 小时缩短至 10 分钟。
3.自动联动设备,告别人工盯棚
设备自动启停:预设 “温度 - 设备” 联动规则,如 “菌丝期>25℃→开通风 + 湿帘;<22℃→关通风 + 开加热”,规则配置无需编程,拖拽组件即可完成;
多设备协同调控:避免单一设备能耗过高,如温度需从 11℃升至 13℃,先开启保温帘(无能耗),再启动电热风机(低功率运行),温度达标后自动停机;
故障应急联动:若加热设备故障(温度持续下降),自动切换至备用加热设备,同时推送 设备故障报警,避免菌丝冻伤。
4.能耗优化,降本增效
错峰用电:结合峰谷电价,自动在谷时(22:00-6:00)完成加热(如将温度从 12℃升至 14℃),峰时仅通过保温维持温度,节省电费;
设备能耗监测:统计各设备能耗;
按需调控:根据外界温度调整策略,如春秋季外界温度 15-20℃,优先利用自然通风(无能耗),减少设备启动频次,能耗降低 40%。
5.数据追溯与优化,持续提升出菇率
全周期数据存档:存储 3 年温度数据,支持按 “生长阶段、日期、大棚” 查询(如 2024 年 5 月 1 号棚子实体期温度记录),导出 Excel 报表用于分析;
产量关联分析:对比不同温度区间的出菇率,找到最优温度区间;
品种适配优化:针对不同香菇品种,分析其适宜温控参数,生成 “品种专属温控模板”,新种植时直接复用,降低试错成本。
三、应用优势
1.耐候性强,适应香菇大棚高湿环境
传感器与设备均采用 IP67 防水等级,耐受 85%-95% 高湿环境;
无线传输抗干扰(避免加热设备、风机影响信号),在暴雨、大风等恶劣天气下仍能稳定工作,温度数据准确率>99.5%。
2.部署简单,不用 “大动干戈”
传感器采用 “即插即用” 设计,悬挂或插入土壤即可(无需布线),10 亩大棚 1 天内可完成部署,不影响现有菌棒摆放;
设备安装无需改造大棚结构,比如通风口、湿帘可直接接入系统,中小种植户也能承担,升级改造费用低。
3.操作易上手,无需专业技术
APP 界面简洁,如 温度正常 / 异常 用颜色区分,设备控制仅需 开启 / 关闭 按钮,种植户经 1 小时培训即可独立操作;
零编程零成本搭建,拖拽式应用开发,跨设备数据关联,实现丰富的行业应用场景展示,新手也能种出高品质香菇。
4.成本效益显著,半年可回本
省人工:1 人可管理 20 亩大棚,节省人工费;
提产量:温控精准,提升香菇单棒产量,增加亩产量,增收菇农的经济收入;
降能耗:错峰用电 + 智能调控,降低电费支出。
香菇大棚智能温控系统,通过物联网技术实现 温度稳定、人工减少、成本降低 的三重目标。无论是中小种植户的单棚管理,还是合作社的规模化运营,系统都能贴合香菇种植实际需求,进一步提升香菇种植的智能化水平,助力乡村振兴与食用菌产业高质量发展。
审核编辑 黄宇
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