一、項目背景

平菇作為我國廣泛種植的食用菌，其生長周期(菌絲體培養(yǎng)、子實體發(fā)育)對溫度變化極為敏感：菌絲體生長適宜溫度 20-25℃，溫度低于 15℃則生長緩慢，高于 30℃易出現(xiàn)菌絲老化;子實體發(fā)育適宜溫度 15-18℃，溫差過大或溫度驟變會導致畸形菇、減產(chǎn)等問題。傳統(tǒng)平菇大棚依賴人工監(jiān)測溫度、手動操作通風口、燃煤 / 電加熱等方式控溫，存在響應(yīng)滯后、控溫精度低、人力成本高、能耗浪費嚴重等痛點，制約了平菇規(guī)模化、高品質(zhì)種植。

為解決上述問題，本方案基于智慧農(nóng)業(yè)理念，構(gòu)建 “感知 - 傳輸 - 平臺 - 執(zhí)行” 全鏈路智能溫控系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度精準調(diào)控、遠程智能化管理，助力種植戶降本增效、提升平菇品質(zhì)與產(chǎn)量。

二、核心架構(gòu)

1、感知層：精準采集環(huán)境數(shù)據(jù)

核心設(shè)備有溫濕度傳感器、光照度傳感器、PH值傳感器等設(shè)備，自定義設(shè)置數(shù)據(jù)采集頻率，獲取大棚的實時同步數(shù)據(jù)。

2、傳輸層：穩(wěn)定傳輸數(shù)據(jù)信號

采用 LoRa/WIFI+4G/5G 雙模傳輸方案，通過 4G 模塊(支持全網(wǎng)通)將數(shù)據(jù)上傳至云平臺，無網(wǎng)絡(luò)區(qū)域可兼容 WiFi / 以太網(wǎng)，確保數(shù)據(jù)不丟失。

3、平臺層：智能決策與管理中樞

云端管理平臺，具備數(shù)據(jù)處理、智能決策、可視化管理、報警管理等功能。支持支持 iOS/Android手機 APP、電腦 Web 端，實時查看數(shù)據(jù)、遠程控制設(shè)備、接收報警通知，批量管理多棟大棚、設(shè)置參數(shù)、生成種植報表。

4、執(zhí)行層：高效響應(yīng)控溫指令

根據(jù)大棚規(guī)模與氣候特點，支持接入電動通風、電加熱管、空氣源熱泵、水簾 + 負壓風機等控溫設(shè)備，智能控制器、變頻器，接收平臺指令，控制設(shè)備啟停、運行功率，實現(xiàn)平滑控溫(避免溫度驟變)。

三、核心功能

1、智能溫控閉環(huán)

自動控溫：系統(tǒng)根據(jù)平菇生長階段(可在平臺選擇 “菌絲體期”“子實體期”“轉(zhuǎn)潮期”)自動匹配目標溫度，當實測溫度>上限時，優(yōu)先啟動通風口，若溫度仍超標則開啟水簾 + 風機;當溫度<下限時，啟動加熱設(shè)備，達到目標溫度后自動停機;

分區(qū)控溫：針對大棚內(nèi)不同區(qū)域溫差(如棚口與棚中央)，通過獨立傳感器與執(zhí)行設(shè)備，實現(xiàn)分區(qū)精準調(diào)控，避免局部溫度異常;

手動干預(yù)：管理員可通過 APP/WEB 端手動控制設(shè)備啟停，適合特殊天氣(如寒潮、暴雨)時靈活調(diào)整。

2、數(shù)據(jù)監(jiān)測與追溯

實時監(jiān)測：平臺實時展示大棚內(nèi)溫度、濕度、設(shè)備運行狀態(tài)(如風機是否工作、加熱設(shè)備功率)，數(shù)據(jù)更新延遲≤5 秒;

歷史查詢：支持按日 / 周 / 月查詢溫度曲線、設(shè)備運行時長、能耗數(shù)據(jù)，可導出 Excel 報表;

生長日志：自動記錄各生長階段的溫度調(diào)控記錄，為優(yōu)化種植工藝提供數(shù)據(jù)支持。

3、異常報警與故障診斷

溫度報警：當溫度連續(xù) 3 分鐘超出設(shè)定閾值(可自定義時長)，系統(tǒng)立即發(fā)送短信 + APP 推送報警，同時顯示異常區(qū)域;

設(shè)備故障報警：設(shè)備運行異常(如風機停轉(zhuǎn)、傳感器無數(shù)據(jù))時，自動識別故障類型并推送報警，提示維修建議;

低電量 / 斷網(wǎng)報警：傳感器、網(wǎng)關(guān)低電量或網(wǎng)絡(luò)中斷時，及時提醒管理員處理，避免數(shù)據(jù)中斷。

4、節(jié)能優(yōu)化

峰谷電價適配：支持設(shè)置電價峰谷時段，優(yōu)先在谷電時段啟動加熱設(shè)備，降低電費成本;

設(shè)備聯(lián)動優(yōu)化：避免加熱與降溫設(shè)備同時運行，根據(jù)環(huán)境濕度調(diào)整降溫方式(如濕度偏高時優(yōu)先通風，避免霧化降溫)，減少能耗浪費。

四、應(yīng)用場景

1、規(guī)模化平菇種植基地

適用于單棚面積≥500㎡，多棚連片種植(數(shù)量≥10 棟)，為批量生產(chǎn)(如菌袋工廠化培育 + 大棚出菇)，需專人 24 小時值守、多棚溫差難控制、能耗成本高(傳統(tǒng)加熱 / 降溫設(shè)備粗放運行)。

云端平臺支持批量添加大棚，統(tǒng)一設(shè)置溫度參數(shù)，APP 端可一鍵查看所有大棚溫度、設(shè)備狀態(tài)，減少 80% 管理工作量;

分區(qū)精準控溫：針對大跨度大棚的區(qū)域溫差問題，通過獨立傳感器 + 分區(qū)執(zhí)行設(shè)備(如分段式通風口、多組加熱模塊)，實現(xiàn)各區(qū)域溫度偏差≤0.5℃;

節(jié)能規(guī)?；找妫翰捎每諝庠礋岜?+ 峰谷電價適配功能，規(guī)模化種植基地(10 棚以上)年節(jié)約能耗成本≥20%，投資回收期縮短至 1.5-2 年;

數(shù)據(jù)化生產(chǎn)管理：自動生成多棚溫度報表、設(shè)備運行臺賬，支持對接合作社或收購商的溯源系統(tǒng)，提升產(chǎn)品市場認可度。

2、高附加值平菇種植

種植有機平菇、出口級平菇、珍稀平菇等高端平菇，對品質(zhì)要求極高(畸形率≤5%、菌蓋厚度均勻);銷售渠道為商超、餐飲定制或出口，需提供完整的種植環(huán)境數(shù)據(jù)溯源。

精準溫控保障品質(zhì)：±0.5℃控溫精度 + 平滑控溫技術(shù)(避免溫度驟變)，畸形率降低 15% 以上，優(yōu)質(zhì)菇(一級品)占比提升至 85% 以上;

全周期數(shù)據(jù)追溯：存儲 1 年以上溫度數(shù)據(jù)、設(shè)備調(diào)控記錄，生成 “種植環(huán)境溯源報告”(含各生長階段溫度曲線、異常處理記錄)，可打印或電子導出，滿足高端市場溯源要求;

自定義參數(shù)模式：支持根據(jù)珍稀品種的特殊溫度需求，自定義溫度閾值、控溫邏輯，適配個性化種植需求。

3、設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)

園區(qū)內(nèi)同時種植平菇、香菇、金針菇等多種食用菌，不同品類溫度需求差異大;園區(qū)統(tǒng)一規(guī)劃供電、網(wǎng)絡(luò)，需兼容不同大棚的設(shè)備管理，支持后期擴展。

多品類溫度控制：云端平臺內(nèi)置常見食用菌生長溫度數(shù)據(jù)庫，可快速切換平菇模式、香菇模式、金針菇模式等，無需手動重新設(shè)置參數(shù);

模塊化擴展：傳感器、執(zhí)行設(shè)備支持按需增減(如新增木耳大棚時，僅需添加傳感器 + 適配控溫設(shè)備，直接接入現(xiàn)有云端平臺);

園區(qū)級數(shù)據(jù)看板：支持按品類、按區(qū)域統(tǒng)計溫度達標率、設(shè)備故障率、能耗成本，為園區(qū)運營決策提供數(shù)據(jù)支撐。

4、北方低溫地區(qū)種植

冬季極端低溫(-10℃~-20℃)，傳統(tǒng)加熱方式(燃煤熱風爐)控溫不穩(wěn)定、污染大;冬季持續(xù)穩(wěn)定加熱、節(jié)能降耗、防凍傷(菌絲體低溫凍傷不可逆)。

低溫強化加熱方案：配置 空氣源熱泵 + 熱風爐 雙加熱系統(tǒng)，低溫環(huán)境下(-15℃)熱泵 COP≥2.0，配合熱風爐兜底，確保棚內(nèi)溫度不低于 15℃(菌絲體期);

防凍報警機制：設(shè)置 低溫報警閾值(如低于 12℃)，提前 30 分鐘觸發(fā)報警，同時自動啟動備用加熱設(shè)備，避免凍害;

保溫聯(lián)動控制：與大棚保溫被(電動控制)聯(lián)動，溫度低于設(shè)定值時自動關(guān)閉保溫被，減少熱量流失，降低加熱能耗。

5、南方高溫高濕地區(qū)種植

夏季高溫(35℃~40℃)、高濕(相對濕度≥85%)，傳統(tǒng)降溫方式(單純通風)效果差，易出現(xiàn)菌絲老化、子實體腐爛;要求快速降溫、控溫同時控濕、避免霉菌滋生。

降溫除濕聯(lián)動：采用 “電動通風口 + 水簾 + 負壓風機” 為主，霧化降溫為輔的組合方案，降溫效率≥6℃，同時通過濕度傳感器聯(lián)動控制霧化裝置啟停(濕度≥90% 時停止霧化)，避免高濕環(huán)境;

高溫應(yīng)急模式：當溫度≥38℃時，自動啟動 “全力降溫模式”(通風口全開 + 水簾風機滿負荷運行)，30 分鐘內(nèi)將溫度降至 25℃以下(菌絲體期安全溫度);

防霉菌輔助：通過溫度穩(wěn)定控制(避免溫差過大導致凝露)，配合濕度監(jiān)測，間接減少霉菌滋生風險。

6、老舊大棚改造

現(xiàn)有大棚為傳統(tǒng)土棚 / 簡易鋼架棚，已配備風機、燃煤爐等基礎(chǔ)設(shè)備;種植戶預(yù)算有限，希望在現(xiàn)有設(shè)備基礎(chǔ)上升級，避免大規(guī)模拆除重建。

低成本改造方案：對現(xiàn)有設(shè)備進行 “智能化升級”(如手動通風口加裝電動執(zhí)行器、普通風機加裝智能繼電器)，無需更換核心設(shè)備，改造成本降低 30%;

兼容現(xiàn)有設(shè)備：支持接入不同品牌的風機、加熱設(shè)備，通過智能繼電器統(tǒng)一控制，避免設(shè)備浪費;

分步升級支持：可先安裝傳感器 + 云端平臺實現(xiàn) “溫度監(jiān)測 + 遠程報警”，后期再逐步升級執(zhí)行設(shè)備(如先改通風口，再改加熱系統(tǒng))，降低初期投入壓力。

7、科研型種植場景

用于平菇品種培育、種植工藝優(yōu)化(如不同溫度梯度對出菇率的影響);要求精準控制溫度梯度、實時記錄實驗數(shù)據(jù)、支持參數(shù)自定義調(diào)整。

溫度梯度控制：支持在同一大棚內(nèi)設(shè)置多個溫度目標區(qū)域(如 A 區(qū) 20℃、B 區(qū) 22℃、C 區(qū) 25℃)，通過分區(qū)傳感器 + 獨立執(zhí)行設(shè)備實現(xiàn)精準梯度調(diào)控;

實驗數(shù)據(jù)導出：支持按小時 / 分鐘導出溫度數(shù)據(jù)，可與 Excel、SPSS 等科研軟件兼容，自動生成溫度波動曲線，減少數(shù)據(jù)整理工作量;

參數(shù)精細化調(diào)整：可自定義控溫響應(yīng)速度、設(shè)備運行功率梯度(如加熱設(shè)備分 3 檔功率調(diào)節(jié))，滿足科研實驗的精細化需求。

五、實施效益

增產(chǎn)提質(zhì)：溫度精準控制后，平菇畸形率降低 10%-15%，單產(chǎn)提升 8%-12%，優(yōu)質(zhì)菇占比提高 20% 以上，產(chǎn)品售價可提升 5%-10%;

降本增效：減少人工監(jiān)測與操作成本(單棚可節(jié)省 1-2 名專職人員)，能耗成本降低 15%-25%，綜合種植成本下降 12%-18%;

規(guī)?；m配：支持多棚集中管理，為擴大種植規(guī)模提供技術(shù)支撐，降低規(guī)模化種植的管理難度。

推動標準化種植：通過數(shù)據(jù)化、智能化管理，規(guī)范平菇種植流程，提升行業(yè)標準化水平;

減少環(huán)境污染：推廣空氣源熱泵等節(jié)能設(shè)備，替代傳統(tǒng)燃煤加熱，降低碳排放與污染物排放;

助力鄉(xiāng)村振興：為種植戶提供高效、易操作的智慧農(nóng)業(yè)方案，促進農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)升級，增加農(nóng)戶收入。