一、方案背景

随着资源型城市转型与绿色农业兴起，废弃矿井被逐步开发用于高附加值农业场景。其中，利用其恒定低温、高湿、避光的天然优势发展食用菌工厂化种植成为新趋势。然而，地下环境存在通风不足、湿度不稳、温控受限、手工调控成本高等问题，亟需通过智能化手段进行环境调节与自动化运行，从而实现产量与品质的双重保障。

二、方案目标

1. 实现地下矿井菌菇种植环境的自动温度与湿度精准控制；

2. 实现对空气流通、新风量、光照与CO浓度的有效调节；

3. 通过传感器联网与自动控制系统联动，保障菌菇适宜生长环境；

4. 提供远程控制与预警通知机制，降低人工成本与能耗；

5. 满足不同季节与菌种所需的多样环境因子动态调节需求。

三、监测与控制因子

• 空气温度：调控范围 5~35，精度 ±0.5；

• 空气湿度：控制范围 50%RH~100%RH，精度 ±3%；

• 土壤温湿度：掌握栽培床底层环境；

• 二氧化碳浓度：检测与调节CO排放，保障呼吸作用；

• 光照强度：设置微光控制条件，用于部分阶段刺激子实体；

• 通风状态：风机运行状态检测与自动换气联动；

• 雾化系统：通过超声雾化设备精准加湿；

• 灯控系统：定时照明，控制菇类发育周期；

• 水泵系统：智能联动补水用于调湿；

• 远程控制模块：手机APP/网页实时控制与数据查看。

四、系统组成

1. 智能环境控制箱：集中控制各类设备，具备断电记忆、参数保存、自动复位功能；

2. 温湿度复合传感器：布设于各区域，实时采集空气温湿参数；

3. 土壤温湿度探头：监测菌床层环境；

4. 二氧化碳浓度传感器：用于高密度种植区CO浓度控制；

5. 超声波雾化机：用于细雾加湿，提高空气湿度；

6. 换气风机与新风控制器：维持空气流动与氧气补给；

7. 补光照明控制器：定时或感应控制LED光照；

8. 电磁阀与供水系统：配合喷淋、雾化使用；

9. 4G数据采集与通信模块：采集控制信号并上传至平台；

10. 管理平台与手机小程序：支持远程设置、报警查看、趋势分析。

五、功能特点

• 分区多点监测：支持对不同区域独立设定温湿参数；

• 联动控制执行：传感器数据自动驱动雾化、风机等执行设备运行；

• 远程智能运维：手机与电脑可远程调参、启停设备、查看告警；

• 异常报警系统：超过阈值自动通知管理人员并联动调节设备；

• 节能运行机制：支持定时控制、环境反馈控制等模式，降低能耗；

• 适应复杂环境：系统具备抗高湿、防腐蚀、防干扰设计，适配矿井环境；

• 支持扩展：可拓展控制温室帘幕、轨道灯、二氧化碳增气等模块。

六、安装方式

• 控制箱固定安装于菌菇房主控区或井口通道，接入主电源；

• 各类传感器采用壁挂式或悬挂式安装于生长区域；

• 雾化器与电磁阀安装于顶棚或角落，通过管路联通水源；

• 风机与新风控制设备设于通风井、横巷风道出入口；

• 系统施工采用耐腐蚀、抗潮电缆与管道布设标准；

• 井下网络采用4G无线传输上报，无需铺设通讯线缆。

七、应用场景

• 废弃煤矿、铁矿、石膏矿等地下洞穴式改造菌菇种植；

• 具有控温加湿要求的地窖、隧道式食用菌基地；

• 难以通风采光的地下高湿场所智能农业种植；

• 菌种包括平菇、香菇、金针菇、猴头菇、羊肚菌等。

八、效益分析

• 提高产量与品质：通过精准控制环境，提升菌菇成熟率与质量；

• 节约人力与能耗：自动控制减少人工看管与误操作；

• 实时远程管理：解决地下作业难进入、难监测的问题；

• 助力矿区转型：将废弃资源转化为经济收益，实现生态农业发展；

• 响应绿色发展战略：践行节能减排与绿色循环农业理念。

九、适用规范与标准

1. 《NY/T 1096-2006 食用菌工厂化生产环境参数》

2. 《GB/T 20484-2017 农业环境监测通用规范》

3. 《GB/T 21610-2008 智能农业环境控制系统技术规范》

4. 《GB 50057 建筑防雷规范》

5. 《GB/T 22239 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》