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信息技术在食用菌工厂化生产的应用

发布时间:2020/9/23 15:34:14   阅读:

摘要:食用菌的生产从机械化逐步向智能化、信息化过渡。阐述了信息技术的应用是实现食用菌全自动化工厂化生产的唯一途径。从建立并完善生产综合数据库系统、食用菌专家系统和决策系统的研究与开发、智能化环境监控平台的研究与开发、智能信息技术与设备的研究四个方面,分析了信息技术在食用菌工厂化生产中的具体应用,以期实现食用菌生产的高效率、高效益。

关键词:信息技术;食用菌;工厂化生产;应用

1信息技术与食用菌工厂化生产

食用菌工厂化生产主要依靠工业化理念,来发展现代农业,是农业生物工程与信息技术相结合的产物。就目前发展形势来看,食用菌工厂化生产是最具有现代化农业特征的生产模式,涵盖了生物、信息、机械化等多种高新科学技术,是跨学科领域的技术结晶。与传统的食用菌栽培模式相比,食用菌工厂化生产更具有优势,将会成为未来食用菌生产的发展趋势。农业信息技术是以现代信息科学和系统科学为基础理论,以通信技术、计算机技术为重要依托的信息技术,是现代信息技术与农业技术相结合的产物,该技术的出现不仅可以加速农业技术的发展,在一定程度上也加快了整个农业产业的升级。而食用菌工厂化生产就是信息技术下工厂化农业的一个典型模式,它完美地将现代信息技术与农业技术相结合。作为生态农业的典型代表,食用菌工厂化生产的出现加快了农业可持续发展的进程,已成为现代农业发展的一个重要标志。但该工厂化生产环境系统仍受自然规律的制约,需要以信息技术和数字技术作为技术支撑,不断完善工厂化生产环境系统。

2国内外食用菌工厂化生产信息技术的发展现状

2.1国内发展现状

近年来,我国食用菌工厂化生产技术越来越完善,食用菌的信息化技术得到了质的发展,与国外食用菌生产强国之间的差距正在逐步缩小,不仅在环境控制和信息采集等方面取得了显著成绩,在生境模拟、专用传感器等信息技术方面也取得了不小的进步,在一定程度上加快了食用菌工厂化技术和管理水平的提升。自20世纪末发展至今,全国范围内仅上海日产2t以上的企业已发展至7家,累计投资额已突破2.5亿元。

2.2国外发展现状

作为世界上规模最大的农业信息系统,美国的AGNET可提供200多个不同用途的与农业相关的软件。英国的AGRINET和日本的CAPTAIN都是广为人知的农业信息网络。目前,发达国家利用人工智能技术来创新食用菌工厂化领域发展,利用复杂的管理和相关决策,大大提高了食用菌工厂化生产的智能化和自动化生产水平。整个生产过程已基本实现全部自动化的流水作业,通过传感器,可以24h对食用菌生产环境的温度、湿度、二氧化碳浓度进行实时测量和监控。在采摘环节和包装环节也实现了智能化管理,在图像分析采集等方面也取得了突破式发展。

3食用菌工厂化生产信息技术的开发

3.1建立并完善生产综合数据库系统

综合数据库系统是个动态收集和储存信息。并能整合数据的计算机系统。目前虽然食用菌工厂化的科研成果有很多,也初步建立了许多基本模型,但数据较为零散,又因系统化理论比较落后,直接导致食用菌工厂化因缺乏有效地推广和宣传,而在数量和质量上都无法真正实现信息产业模式。应大力挖掘和发现信息资源,不断扩大数据库的容量,提高数据库的质量,实现数据实时更新,保证数据的即时性和有效性。

3.2食用菌专家系统和决策系统的研究与开发

食用菌工厂化的生产步骤极其复杂,需要借助专业知识过硬且经验丰富的专家来指导和监督生产。专家系统和决策系统开发后,将其集成到控制系统中,这无疑加快了信息技术的发展速度,也成为信息技术快速发展的重要研究领域。专家系统的设立,可将多领域专家的知识、经验和成果集合在一起,能够有效防止因一个领域专家知识上的欠缺而造成无法挽回的决策失误。充分利用知识获取、知识表示、数据库技术等智能信息技术,将复杂的食用菌工厂化生产转化为简单、易懂的方式,针对食用菌生产关键环节出现的问题向用户提供科学合理的解释和说明。

3.3智能化环境监控平台的研究与开发

食用菌工厂化软件系统发展较为落后,严重缺乏通用性。目前的软件普遍是监控和管理为一体,对关键控制点还停留在手动检测、文本记录的方式,很难完成自动化控制,因此需要花费时间和精力研究和开发具有实时监控功能的自动化软件系统,建立系统完善且稳定的智能化平台。危害分析与关键控制点技术体系(HAACCP)。目前只有荷兰将其应用至食用菌工业化生产中,实现了一台计算机控制整个食用菌栽培基地,监控系统通过关键点的智能化感应获取基地内食用菌的各种参数数据,通过远程传输,工作人员无需亲自进入基地进行实地测量,只需在办公室就可以对食用菌生产的各种参数进行实时监控,并及时将异常情况进行报警,这样就可利用专家决策系统进行分析,进而对生长异常的食用菌及时进行修偏。

3.4智能信息技术与设备的研究

A.传感设备。开发工厂化农业专用传感器,可按其用途开发温度传感器、湿度传感器、二氧化碳传感器、图像传感器、位置传感器等,这些都可以应用至食用菌工厂化生产过程中。传感器的研究应朝着多样化、数字化、网络化、智能化方向发展,并且最好具有长期稳定性、系统兼容性等特点。传感器的长距离布点和传感器的灵敏度一定要配合好。B.计算机视觉技术。信息化时代的基本特征包括WEB和无线远程控制。通过该技术,不仅能够完全实现食用菌的全自动化生产,还可以对食用菌的不同阶段以及不同时期的生态因子实现全自动化、智能化控制。计算机视觉技术是能够确保食用菌工厂化的关键技术,通过视觉技术的监控,及时发现问题进行纠正,确保整个工厂化系统平稳运转。C.自动化信息技术。人工采摘菌类效率极低,并且在采摘过程中没有时间和精力对采摘菌类的质量进行分类,在一定程度上制约了生产效率,降低了经济效益。因此,农业发达的国家研制了具有计算机视觉系统的菌类采摘机器人或机器手,以此来代替人工采摘,这样既保证了菌类从生产到采摘的整个过程全部实现自动化管理,还可提高采摘速度和质量。

4结语

工业高度自动化和智能化的成功典型就是食用菌工厂化生产模式,其中最关键的核心技术就是现代信息技术的应用。随着我国生态农业的可持续发展,农业发展水平逐渐提高,因现代化设备而形成的工厂化模式将会逐步取代一些简易的、传统的温室设施,越来越多先进的生物技术和智能化信息技术将会被广泛应用于食用菌的工厂化生产中,必将会给我国食用菌生产开创出新模式。

参考文献:

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[3]杨娟,王运圣,赵京音,等.信息技术在食用菌产业中的应用研究[J].农业网络信息,2009,(11):12-15,26.

[4]孙忠富,乔晓军,王迎春.信息技术在可控环境农业中的研究与应用[C]//中国数字农业与农村信息化学术研究研讨会论文集,2005.

作者:李博 单位:黑龙江省科学院

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