食用菌栽培环境控制系统服务器设计食用菌栽培环境控制系统服务器设计摘要：研发的食用菌栽培环境计算机控制系统采用层次化结构。结合菇房环境控制需求，基于Modbus总线技术将分布式的各种控制设备硬件集中连接到控制系统服务器监控，控制系统各硬件子系统相对独立，易于扩展，同时提高可靠性；控制系统服务器实现数据采集处理及智能控制，并具有组态配置控制系统功能；基于WEB技术控制系统客户端连接控制系统服务器，实现用户操作界面，可多用户远程并发连接服务端操作。关键词：Modbus总线；控制系统；组态；食用菌中图分类号:TP273文献标识码:A文章编号:1674-7712(2014)02-0000-02食用菌工厂化栽培生产中，利用设施、设备人工调节食用菌的生长环境条件，创造出适宜不同菌类不同发育阶段的环境小气候是保证食用菌的高产量和高质量生产的关键。食用菌栽培环境控制系统根据食用菌生长需耍，自动智能调控栽培环境，从而提高食用菌立体、大规模、高效率、反季节周年栽培。因此食用菌工厂化栽培环境控制系统是食用菌工厂化栽培的核心关键技术［1］。设计的食用菌栽培环境计算机控制系统采用Modbus总线［2,3］及WEB服务等工控技术，将控制关键功能在控制系统服务器中实现,控制系统服务器实现集中数据采集处理、控制策略与控制算法，并可组态配置，以WEB服务方式相应客户端用户监控操作与数据报表统计分析等用户界血数据请求，实现将多个空间上具有一定距离分布的食用菌姑房集中式自动精准调控。一、控制系统结构在食用菌工厂化栽培姑房安装有各种暖通空调设备及相关电子机械仪器设备。控制系统主耍针对姑房温度、湿度、C02浓度、光照度、食用菌栽培基的温度等环境因子进行精准调控，控制系统通过控制系统执行器驱动硬件设备进行环境因子调控，主要包括通风口开度、加热器、加湿器、通风风扇、灯光、C02浓度施加器等控制。图1控制系统组成示意图食用菌工厂化栽培具有大规模、分布式生产的特征，各种传感器及执行器硬件数量较多。针对食用菌栽培环境控制系统的需求特征，设计的控制系统组成及体系结构如图1所示。Modbus总线使用RTU通信方式，为了扩展RS485总线上物理节点上的数量，使用Modbus总线集线器对物理节点数量进行扩展[4]o控制系统服务器作为控制系统中心，一方面采集菇房中传感器及室外气象站数据并进行数据处理、存储，实现控制策略和控制算法，并将控制命令通过执行器驱动实现；另一方面，作为一个WEB服务器，多个用户界面客户端可同时通过网络使用http协议远程连接控制系统服务器，获取数据和提交控制系统控制动作命令。二、控制系统硬件设计(壱)Modbus总线协议Modbus总线上各通信节点控制器通信使用主一从通信方式，主节点可单独和某一从节点通信，也可以广播模式和所有从节点通信。Modbus协议通信以消息帧为单位，消息帧格式为：地址域+功能代码域+数据域+错误检测域。其中(1)地址域，内容是从节点编号地址；(2)功能代码域，在modbus协议中对一种特定的事务请求可以用一个专门的数字代号来表示；(3)数据域，包含了具体的查询或响应的数据；(4)错误检测域，CRC校验是modbus中故为常用的一种差错校验方法。(弐)基于Modbus总线的控制系统硬件系统食用菌工厂化栽培菇房数量较多，所有控制系统硬件设备空间上也有离散分布安装的需求。多个菇房的集中监控要求控制系统服务器具有较高的计算和存储能力。选择工控机作为控制系统服务器硬件，安装在食用菌栽培生产现场，系统充分利用工控机的计算、存储和数据通信能力，将大量的历史数据存储、复杂的智能控制算法和控制策略基于工控机实现，选用工控机同时保证了安装在生产现场的控制服务器在不断电长吋运行的情况下的可靠性和抗干扰能力。通过RS485总线连接工控机和传感器和执行器，系统扩展和硬件端口调整灵活，系统软件通过组态设置即可满足不同系统需求和硬件配置；利用RS485总线型网络通信，布线安装简单、节省线材；传感器和执行器通过RS485总线与工控机相连，只负责信号转换，功能简化、单一，从而更易提高可靠性，并可选用标准通用器件产品。三、控制系统服务器设计控制系统服务器主要功能模块及其关系如图2所示。图2控制系统...