[發明專利]一種食用菌工廠化栽培環境計算機控制系統

無效

• 申請號: 201310099112.2
• 申請日: 2013-03-26
• 公開（公告）號: CN103197639A
• 公開（公告）日: 2013-07-10
• 發明（設計）人: 林東亮;許志紅
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 蔡學俊

技術領域

本發明涉及一種食用菌工廠化栽培環境計算機控制系統，特別是涉及分布式遠程集中監控和數字化栽培管理技術，實現對多達100個以上菇房進行各自獨立的環境小氣候實時監控以及栽培生產管理，以滿足食用菌工廠化栽培對菇房環境自動調控和數字化栽培生產管理的要求。?

背景技術

食用菌工廠化栽培在單位土地面積內，利用設施、設備人工調節食用菌的生長環境條件，創造出適宜不同菌類不同發育階段的環境小氣候，進行立體、大規模、高效率、反季節周年栽培，同時保證食用菌的高產量和高質量生產。

然而，目前食用菌工廠化栽培中，環境智能監控及栽培過程自動化和信息化水平偏低，因此食用菌的工廠化栽培仍然難以標準化、規范化，也因此難以擴大生產規模，產量和食用菌的質量未能在工廠化栽培中得到明顯的提高，未能充分發揮食用菌工廠化栽培應有的優勢和效率。因此食用菌工廠化栽培環境計算機控制系統與數字化栽培管理系統是食用菌工廠化栽培的核心關鍵技術。

目前食用菌工廠化栽培環境計算機控制系統構建仍然處在探索階段，計算機控制系統主要不足在于系統架構不合理和功能還偏于簡單。目前控制系統常見為兩極結構模式：系統的中心上位機和多個下位機相連，監控多個菇房，構成兩級計算機分散控制結構。這種系統結構中，下位機一般使用基于單片機的控制板，控制板連接傳感器和執行機構等，功能包含控制、信號采集、數據處理、存儲、通訊和用戶操作設置界面等，這使得下位機控制板電路復雜，從而可靠性降低；另一方面由于單片機本身資源限制，控制板的功能、存儲容量和性能被限制，不容易擴展；還有，由于各傳感器和執行機構都必須使用星型布線集中到控制板，再由控制板連接到中心上位機，使得系統布線安裝也較為復雜，現場安裝、硬件端口設置和組態都不易靈活實現。

控制系統還有一種常見結構模式是基于工控機，工控機與傳感器和執行器連接通過通用IO板卡相連，該種結構主要缺點是成本偏高，布線也是星型布線集中連接到工控機；當菇房數量增多時，IO板卡需求量相應增大，端口接線也更復雜。這種結構模式中，工控機及其IO板卡也常被PLC及其附屬IO模塊代替。

單從軟件角度，現有食用菌工廠化栽培環境計算機控制系統中，上位機軟件系統主要是以本地獨立軟件的形式，難以遠程、多用戶共享方式實現監控。部分系統添加Web服務器實現遠程訪問，但監控系統仍然是獨立本地軟件，Web服務器主要是提供遠程數據共享，從而實現遠程報表和數據顯示，難以實現遠程實時環境監控。

發明內容

?本發明的目的是提供一種食用菌工廠化栽培環境計算機控制系統，能夠保證計算機控制系統計算和存儲性能，又能提高系統可靠性和簡化系統安裝布線和遠程多用戶實時訪問監控。并且系統成本降低，設置、維護和擴展升級方便。

本發明采用以下方案實現：一種食用菌工廠化栽培環境計算機控制系統，其特征在于包括：N個控制系統客戶端、控制系統服務器、Modbus總線集線器、室外氣象站以及設于菇房內的M個Modbus總線接口傳感器和執行器；

所述的控制系統客戶端經計算機通信網絡與所述控制系統服務器連接；

所述控制系統服務器經Modbus總線集線器負責控制所述傳感器和室外氣象站的數據采集以及執行器的動作，并負責實現控制系統客戶端服務請求響應；其中N、M為自然數。

在本發明一實施例中，所述控制系統服務器提供Web接口，客戶端軟件系統通過網絡能遠程多用戶共享連接服務器的應用模式。

在本發明一實施例中，該系統能通過編輯設置Excel表格文件并導入控制系統服務器，即可完成系統組態設置。

在本發明一實施例中，所述控制系統服務器使用輕量級Web框架，無用戶交互圖形界面，控制系統客戶端程序通過Http協議連接控制系統服務器完成數據實時通信，客戶端軟件系統實現控制系統用戶遠程集中監控操作、數據曲線及報表生成及顯示。

在本發明一實施例中，該系統能通過增刪改設置硬件端口和Modbus總線節點地址信息表格，并導入所述控制系統服務器，即可實現該系統硬件端口的設置。

在本發明一實施例中，所述控制系統服務器還負責實現一控制策略與控制算法的實現以及組態數據的管理。