CN106982686B - 一种树木保护装置及实时监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及植物保护领域，具体涉及一种树木保护装置及实时监控系统，树木保护装置，包括：防护支架、执行部、调控部和供能部；所述防护支架包括，顶罩和支撑架；所述执行部包括，遮阳机构和浇灌机构；所述调控部包括，调控箱以及安装在所述调控箱内的控制器、传感器模块、通讯模块，所述传感器模块包括，温度传感模块、湿度传感模块、烟雾传感模块、红外线传感模块和倾斜模块，所述传感器模块的各模块分别对应连接有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、红外线传感器和水平螺旋仪。树木保护装置的实时监控系统，包括若干上述树木保护装置、数据中心以及维护组。

Description

一种树木保护装置及实时监控系统

技术领域

本发明涉及植物保护领域，具体涉及一种树木保护装置及实时监控系统。

背景技术

古树名木被人们誉为活化石，古树名木以其独具的科研、科普、历史、人文和旅游价值而日益为人们所重视，然而目前对室外自然生长的古树往往缺乏专业的维护人员，并且由于一些自然因素，如频发的极端气候、雷电火灾、地下水位的升降、病虫等，此外还有工程建设、人为活动引起土壤板结等人为因素，使得古树名木容易受到破坏。

为了更好地保护古树名木，特别是灌木类的植物，开发一套起到树木保护作用的装置以及将各种古树名木信息进行实时监控的系统是十分有意义的。

发明内容

本发明的目的，是为了解决背景技术中的问题，提供一种树木保护装置及实时监控系统。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种树木保护装置，包括：防护支架、执行部、调控部和供能部；

所述防护支架包括，顶罩和支撑架，所述支撑架包括连接框和支撑脚，所述连接框固定在所述顶罩下端，所述支撑脚根部固定在所述连接框上，所述支撑脚的顶部为自由端；

所述执行部包括，遮阳机构和浇灌机构，所述遮阳机构包括，滑杆、遮阳帘、收辊、拉线和驱动电机，所述浇灌机构包括，喷头、转向器、水管、水箱和水泵，所述喷头包括雾化喷头和滴灌喷头；

所述调控部包括，调控箱以及安装在所述调控箱内的控制器（MCU）、传感器模块、通讯模块（GSM信息模块），所述传感器模块包括，温度传感模块、湿度传感模块、烟雾传感模块、红外线传感模块和倾斜模块，所述传感器模块的各模块分别对应连接有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、红外线传感器和水平螺旋仪；

所述供能部包括，电源和充电机构，所述充电机构包括太阳能板和充电器。

通过本技术方案的树木保护装置可以起到对植物一对一的防护，尤其是适合低矮植株或灌木类植物，低矮植株由于器本身比较脆弱，容易受到环境变化以及人为因素的影响而被损害。本技术方案中，通过温度传感模块监测环境温度，湿度传感模块监测土壤湿度，从而控制遮阳机构和浇灌机构进行遮阳和浇灌操作，使得植株在装置内能得到很好的生存环境。此外，烟雾传感模块还能检测周边环境是否起火，红外线传感模块和倾斜模块能监测是否有认为破坏。供能部则能为整个装置提供驱动电力。

作为优选，所述调控箱设置在所述顶罩的上端，包括盒体和盒盖，所述太阳能板设置在盒盖的外表面。由于，需要保护的植物生长地方不确定，通过太阳能供电系统，能扩大保护装置的使用范围。

作为优选，所述顶罩为“人”字形，“人”字形的每边均包括有两条平行的导轨，所述滑杆、遮阳帘、收辊和拉线均设置在所述两条导轨之间，所述收辊内设置有扭簧；所述遮阳帘包括收辊固定端和滑杆固定端，所述收辊固定端边缘与所述收辊固定，所述收辊固定端的剩余部分缠绕在所述收辊上，所述滑杆固定端固定在所述滑杆上；所述导轨上固定有导向杆或导向轮，所述拉线两端绕过所述导向杆或导向轮分别与所述滑杆与所述驱动电机相连。“人”字形顶罩使用时按南北方向摆放，在驱动电机驱动下遮阳帘能改变光照强度，从而达到对植物的光照保护作用。

作为优选，所述转向器包括第一舵机和第二舵机，所述第一舵机与所述连接框或顶罩固定，所述第二舵机固定在设置在所述第一舵机的转盘上，所述喷头固定在所述第二舵机的转盘上，所述第一舵机与所述第二舵机两者的转盘的转轴相互垂直设置。两舵机的结构，扩大了喷头的自由度，能起到良好的降温和浇水作用。

作为优选，所述水箱和水泵安装在所述调控箱内，所述盒盖上设置有通孔，所述通孔与所述水箱连通，在下雨天能起到收集雨水的作用。

作为优选，所述支撑脚包括，根部的固定套管和顶部的伸缩脚，所述固定套管根部与所述连接框下端相连；

所述固定套管与所述伸缩脚连接处设置有调位装置，所述伸缩脚包括，用于插入泥土的锥头和套入所述固定套管内的伸缩管，所述伸缩管侧面设置有定位齿条；

所述定位齿条包括，多个直线排列而成定位齿，所述定位齿包括设置在定位齿朝下方向的第一滑动面和设置在定位齿朝上方向第一固定面；

所述调位装置包括，与所述定位齿相匹配的定位滑块，所述定位滑块包括，朝上方向设置的第二滑动面和朝上方向设置的第二固定面；

所述第一固定面和所述第二固定面均平行且与所述固定套管轴向垂直，所述第一滑动面和所述第二滑动面为弧面。

作为优选，所述调位装置还包括，调节块和保护套，所述调节块包括，卡入所述定位滑块内的卡头和供人操作的按帽，所述保护套固定在所述固定套管外侧，所述保护套与所述定位滑块之间设置有第一弹簧，所述固定套管的外壁与所述按帽的内壁之间设置有第二弹簧，所述定位滑块内设置有卡口，所述卡头卡于所述卡口内，所述卡口和所述卡头上分别设置有相互作用的第一斜面和第二斜面。

由于野生植物生长的地面环境往往不规则，通过四个可以改变长度的支撑脚，可以有效保证保护装置的摆放位置和摆放角度。此外，上述结构，具有单向拉升、自动锁紧的功能，方便了使用人员的调节。

作为优选，所述湿度传感器设置在所述伸缩脚的锥头内；所述温度传感器包括两组，一组设置在连接框上，另一组设置在伸缩脚上，分别用于监控植物上放和植物下方的温度情况，通过控制器判断植物生命力状态；所述喷头包括雾化喷头和滴灌喷头，两者单独设置水泵；所述烟雾传感器设置在所述顶罩下方。

作为优选，所述顶罩上方设置有摄像头，提升监控能力。

一种树木保护装置的实时监控系统，包括若干上述树木保护装置、数据中心以及维护组，其工作方式为将树木保护装置安装固定到需要保护的植株外后，通过树木保护装置调控部的通讯模块与数据中心联网，通过数据中心监控实现实时监控的功能；所述树木保护装置在温度传感器数据下选择性开启遮阳机构，在温度传感器数据下选择性开启浇灌机构；烟雾传感模块、红外线传感模块或倾斜模块数据上传到数据中心后，数据中心分析后通知维护组对树木保护装置进行维护。

作为优选，所述通讯模块与数据中心之间传递的信息数据包括，温度数据、湿度数据、烟雾数据、红外线数据和设备倾斜信息。

综上所述，本发明的有益效果：

① 本发明所述的一种树木保护装置，能为根据外界环境以及外界人为因素，自动监控并保护植物，起到遮阳、浇水、降温以及报警的功能，易于安装，可有效降低各种因素造成的古树名木死亡问题。

② 本发明所述的一种树木保护装置，通过配备太阳能电池和雨水收集系统就可以完成独立供水、供电，且实时看护珍稀树种。

③ 本发明所述的一种树木保护装置的实时监控系统，能将各个树木保护装置采集的数据监控汇总，并指挥维护组进行维护，提高了对植物保护的效率。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明调控箱的结构示意图；

图3是本发明顶罩的结构示意图；

图4是本发明浇灌机构的结构示意图；

图5是本发明支撑脚的结构示意图；

图6是本发明支撑脚的截面图；

图7是本发明调位装置的截面图；

图8是本发明实时监控系统的示意图。

具体实施方式

以下具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

下面结合附图以实施例对本发明进行详细说明。

实施例1：

根据图1～图7所示，一种树木保护装置，包括：防护支架1、执行部2、调控部3和供能部4；

防护支架1包括，顶罩11和支撑架12，支撑架12包括连接框121和支撑脚122，连接框121固定在顶罩11下端，支撑脚122根部固定在连接框122上，支撑脚122的顶部为自由端；

执行部2包括，遮阳机构21和浇灌机构22，遮阳机构21包括，滑杆211、遮阳帘212、收辊213、拉线214和驱动电机215，浇灌机构22包括，喷头221、转向器222、水管223、水箱224和水泵，喷头221包括雾化喷头和滴灌喷头；

调控部3包括，调控箱31，供能部4包括，电源和充电机构，充电机构包括太阳能板41和充电器。

根据图1所示，调控箱31设置在顶罩11的上端，包括盒体311和盒盖312，太阳能板设置在盒盖312的外表面。

根据图2所示，水箱224和水泵安装在调控箱31内，盒盖312上设置有通孔，通孔与水箱224连通。

根据图3所示，顶罩11为“人”字形，“人”字形的每边均包括有两条平行的导轨111，滑杆211、遮阳帘212、收辊213和拉线214均设置在两条导轨111之间，收辊213内设置有扭簧；遮阳帘212包括收辊固定端212a和滑杆固定端212b，收辊固定端212a边缘与收辊213固定，收辊固定端212a的剩余部分缠绕在收辊213上，滑杆固定端212b固定在滑杆211上；导轨111上固定有导向杆或导向轮112，拉线214两端绕过导向杆或导向轮112分别与滑杆211与驱动电机215相连。

根据图4所示，转向器222包括第一舵机2221和第二舵机2222，第一舵机2221与连接框121或顶罩11固定，第二舵机2222固定在设置在第一舵机2221的转盘上，喷头221固定在第二舵机2222的转盘上，第一舵机2221与第二舵机2222两者的转盘的转轴相互垂直设置。喷头221包括雾化喷头和滴灌喷头，两者单独设置水泵，水泵通过控制器控制。

根据图5～图7所示，支撑脚122包括，根部的固定套管5和顶部的伸缩脚6，固定套管5根部与连接框121下端相连；

固定套管5与伸缩脚6连接处设置有调位装置52，伸缩脚6包括，用于插入泥土的锥头61和套入固定套管5内的伸缩管62，伸缩管62侧面设置有定位齿条63；

定位齿条63包括，多个直线排列而成定位齿631，定位齿631包括设置在定位齿631朝下方向的第一滑动面631a和设置在定位齿631朝上方向第一固定面631b；

调位装置52包括，与定位齿631相匹配的定位滑块521，定位滑块521包括，朝上方向设置的第二滑动面521a和朝上方向设置的第二固定面521b；

第一固定面631b和第二固定面521b均平行且与固定套管5轴向垂直，第一滑动面631a和第二滑动面521a为弧面。

调位装置52还包括，调节块522和保护套523，调节块522包括，卡入定位滑块521内的卡头522a和供人操作的按帽522b，保护套523固定在固定套管5外侧，保护套523与定位滑块521之间设置有第一弹簧524，固定套管5的外壁与按帽522b的内壁之间设置有第二弹簧525，定位滑块521内设置有卡口521c，卡头522a卡于卡口521c内，卡口521c和卡头522a上分别设置有相互作用的第一斜面521c1和第二斜面522a1。

调控箱31内设置有控制器（MCU）、传感器模块、通讯模块（GSM信息模块），传感器模块包括，温度传感模块、湿度传感模块、烟雾传感模块、红外线传感模块和倾斜模块，传感器模块的各模块分别对应连接有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、红外线传感器和水平螺旋仪，湿度传感器设置在伸缩脚6的锥头61内；温度传感器包括两组，一组设置在连接框122上，另一组设置在伸缩脚6上，分别用于监控植物上放和植物下方的温度情况，通过控制器判断植物生命力状态；烟雾传感器设置在顶罩11下方，顶罩11上方设置有摄像头。

本装置具有遮阳、浇水、降温、检测环境烟雾以及检测装置是否受到破坏的功能。具体实现方式为，通过温度传感器，监控环境温度，当环境过高时，驱动电机215带动拉线214从而控制收辊213收放遮阳帘212。湿度传感器，采集土壤的湿度，当湿度较低时，通过滴灌喷头进行浇水。当放下遮阳帘212后温度依旧较高时，采用雾化喷头进一步降温，雾化喷头使用时，控制第一第二舵机转动，以达到范围降温的效果。通过设置在植物叶面上放和下方的两组温度传感器监测植物的蒸腾作用，从而确定植物的生命力状态，根据环境温度的检测和植物下温度的检测对比，了解植物的蒸腾作用强弱，对比之前收集的数据和实时植物蒸腾作用强度的数据，通过通讯模块上传。

装置在安装时，顶罩11的人字形两个遮阳面朝向南北摆放，调整支撑脚122高度，使得整个装置水平放置，当红外线传感器探测到有人接近以及水平陀螺仪显示装置倾倒，则通过通讯模块发送信号，同时打开摄像头进行监控。

实施例2：

根据图8所示，一种树木保护装置的实时监控系统，包括若干上述树木保护装置、数据中心以及维护组，其工作方式为将树木保护装置安装固定到需要保护的植株外后，通过树木保护装置调控部3的通讯模块与数据中心联网，通过数据中心监控实现实时监控的功能，通讯模块与数据中心之间传递的信息数据包括，温度数据、湿度数据、烟雾数据、红外线数据和设备倾斜信息。；树木保护装置在温度传感器数据下选择性开启遮阳机构21，在温度传感器数据下选择性开启浇灌机构22；烟雾传感模块、红外线传感模块或倾斜模块数据上传到数据中心后，数据中心分析后通知维护组对树木保护装置进行维护。

Claims (6)

1.一种树木保护装置，其特征在于，包括：防护支架（1）、执行部（2）、调控部（3）和供能部（4）；

所述防护支架（1）包括，顶罩（11）和支撑架（12），所述支撑架（12）包括连接框（121）和支撑脚（122），所述连接框（121）固定在所述顶罩（11）下端，所述支撑脚（122）根部固定在所述连接框（121）上，所述支撑脚（122）的顶部为自由端；

所述执行部（2）包括，遮阳机构（21）和浇灌机构（22），所述遮阳机构（21）包括，滑杆（211）、遮阳帘（212）、收辊（213）、拉线（214）和驱动电机（215），所述浇灌机构（22）包括，喷头（221）、转向器（222）、水管（223）、水箱（224）和水泵；

所述调控部（3）包括，调控箱（31）以及安装在所述调控箱（31）内的控制器、传感器模块、通讯模块，所述传感器模块包括，温度传感模块、湿度传感模块、烟雾传感模块、红外线传感模块和倾斜模块，所述传感器模块的各模块分别对应连接有温度传感器、湿度传感器、烟雾传感器、红外线传感器和水平螺旋仪；

所述供能部（4）包括，电源和充电机构，所述充电机构包括太阳能板（41）和充电器，

所述支撑脚（122）包括，根部的固定套管（5）和顶部的伸缩脚（6），所述固定套管（5）根部与所述连接框（121）下端相连；

所述固定套管（5）与所述伸缩脚（6）连接处设置有调位装置（52），所述伸缩脚（6）包括，用于插入泥土的锥头（61）和套入所述固定套管（5）内的伸缩管（62），所述伸缩管（62）侧面设置有定位齿条（63）；

所述定位齿条（63）包括，多个直线排列而成定位齿（631），所述定位齿（631）包括设置在定位齿（631）朝下方向的第一滑动面（631a）和设置在定位齿（631）朝上方向第一固定面（631b）；

所述调位装置包括，与所述定位齿（631）相匹配的定位滑块（521），所述定位滑块（521）包括，朝上方向设置的第二滑动面（521a）和朝上方向设置的第二固定面（521b）；

所述第一固定面（631b）和所述第二固定面（521b）均平行且与所述固定套管（5）轴向垂直，所述第一滑动面（631a）和所述第二滑动面（521a）为弧面，

所述调位装置还包括，调节块（522）和保护套（523），所述调节块（522）包括，卡入所述定位滑块（521）内的卡头（522a）和供人操作的按帽（522b），所述保护套（523）固定在所述固定套管（5）外侧，所述保护套（523）与所述定位滑块（521）之间设置有第一弹簧（524），所述固定套管（5）的外壁与所述按帽（522b）的内壁之间设置有第二弹簧（525），所述定位滑块（521）内设置有卡口（521c），所述卡头（522a）卡于所述卡口（521c）内，所述卡口（521c）和所述卡头（522a）上分别设置有相互作用的第一斜面（521c1）和第二斜面（522a1），

所述调控箱（31）设置在所述顶罩（11）的上端，包括盒体（311）和盒盖（312），所述太阳能板设置在盒盖（312）的外表面，

所述顶罩（11）为“人”字形，“人”字形的每边均包括有两条平行的导轨（111），所述滑杆（211）、遮阳帘（212）、收辊（213）和拉线（214）均设置在所述两条导轨（111）之间；所述遮阳帘（212）包括收辊固定端（212a）和滑杆固定端（212b），所述收辊固定端（212a）边缘与所述收辊（213）固定，所述收辊固定端（212a）的剩余部分缠绕在所述收辊（213）上，所述滑杆固定端（212b）固定在所述滑杆（211）上；所述导轨（111）上固定有导向杆或导向轮（112），所述拉线（214）两端绕过所述导向杆或导向轮（112）分别与所述滑杆（211）与所述驱动电机（215）相连。

2.根据权利要求1所述的一种树木保护装置，其特征在于，所述转向器（222）包括第一舵机（2221）和第二舵机（2222），所述第一舵机（2221）与所述连接框（121）或顶罩（11）固定，所述第二舵机（2222）固定在设置在所述第一舵机（2221）的转盘上，所述喷头（221）固定在所述第二舵机（2222）的转盘上，所述第一舵机（2221）与所述第二舵机（2222）两者的转盘的转轴相互垂直设置。

3.根据权利要求1所述的一种树木保护装置，其特征在于，所述水箱（224）和水泵安装在所述调控箱（31）内，所述盒盖（312）上设置有通孔，所述通孔与所述水箱（224）连通。

4.根据权利要求1所述的一种树木保护装置，其特征在于，所述湿度传感器设置在所述伸缩脚（6）的锥头（61）内；所述温度传感器包括两组，一组设置在连接框（121）上，另一组设置在伸缩脚（6）上，分别用于监控植物上放和植物下方的温度情况，通过控制器判断植物生命力状态；所述喷头（221）包括雾化喷头和滴灌喷头，两者单独设置水泵；所述烟雾传感器设置在所述顶罩（11）下方。

5.一种树木保护装置的实时监控系统，其特征在于，包括若干上述权利要求1-4任意一项所述的一种树木保护装置、数据中心以及维护组，其工作方式为将树木保护装置安装固定到需要保护的植株外后，通过树木保护装置调控部（3）的通讯模块与数据中心联网，通过数据中心监控实现实时监控的功能；

所述树木保护装置在温度传感器数据下选择性开启遮阳机构（21），在温度传感器数据下选择性开启浇灌机构（22）；

烟雾传感模块、红外线传感模块或倾斜模块数据上传到数据中心后，数据中心分析后通知维护组对树木保护装置进行维护。

6.根据权利要求5所述的一种树木保护装置的实时监控系统，其特征在于，所述通讯模块与数据中心之间传递的信息数据包括，温度数据、湿度数据、烟雾数据、红外线数据和设备倾斜信息。

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