CN107231956A - 一种农业物联网体验系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业物联网技术领域，尤其涉及一种农业物联网体验系统，其包括体验机和农业物联网植物栽种装置，所述农业物联网植物栽种装置包括底座，所述底座设有盆体组件、喷洒组件、光热组件和采摘组件；所述农业物联网植物栽种装置还包括监测组件，用于实时监测植物生长环境和/或生理因子；所述监测组件、喷洒组件、光热组件和所述采摘组件均与所述体验机通信连接。本发明的农业物联网体验系统，结构简单，操作过程简单易控，方便用户更直观地了解农业物联网，有利于用户更加了解物联网在农业生产中的应用，便于用户选择合适的物联网产品。

Description

一种农业物联网体验系统
技术领域
本发明涉及农业物联网技术领域，尤其涉及一种农业物联网体验系统。
背景技术
农业物联网是物联网技术在农业生产、经营、管理和服务中的具体应用，就是运用各类传感器、RFID、视觉采集终端等感知设备，广泛地采集大田种植、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖、农产品物流等领域的现场信息；通过建立数据传输和格式转换方法，充分利用无线传感器网、电信网和互联网等多种现代信息传输通道，实现农业信息多尺度的可靠传输；最后将获取的海量农业信息进行融合、处理，并通过智能化操作终端实现农业的自动化生产、最优化控制、智能化管理、系统化物流、电子化交易，进而实现农业集约、高产、优质、高效、生态和安全的目标。
农业物联网应用中不只考虑高科技性或智能性，还要考虑用户在操作过程中的心理，要遵循安全、便利、稳定的原则。然而，目前对于物联网在农业中的应用，用户只能根据实际现场进行观摩，不能直接操作应用，不利于对农业物联网有更直观了解，从而用户在选择合适的物联网产品时存在较大的困难。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明提供一种农业物联网体验系统，用于解决目前用户不能更直观了解农业物联网、选择合适的物联网产品存在困难的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供一种农业物联网体验系统，包括体验机和农业物联网植物栽种装置，所述农业物联网植物栽种装置包括底座和盆体组件，所述盆体组件设置在所述底座上，用于植物的栽种；所述底座上设有光热组件和采摘组件，所述光热组件和所述采摘组件分别用于向植物提供光热和用于采摘植物果实；所述农业物联网栽种装置还包括喷洒组件和监测组件，所述喷洒组件和所述监测组件分别用于向植物提供水或营养液和用于实时监测植物生长环境和/或生理因子；所述喷洒组件、监测组件、光热组件和所述采摘组件均与所述体验机通信连接。
其中，所述盆体组件包括外盆体和内盆体，所述内盆体设于所述外盆体中，所述内盆体和所述外盆体之间形成可存储水或营养液的中空结构，所述中空结构与所述喷洒组件连通。
其中，所述中空结构包括两个中空部，每个所述中空部均与一个所述喷洒组件连通。
其中，所述喷洒组件包括水泵、喷嘴和输水管，所述输水管的一端连接所述喷嘴，所述输水管的另一端伸入所述中空结构与所述水泵连接。
其中，所述盆体组件与所述底座转动连接。
其中，所述采摘组件包括多自由度机械臂和机械手，所述机械手与所述多自由度机械臂连接。
其中，所述底座上还设有收集篮，所述收集篮位于所述机械手的活动范围内。
其中，所述多自由度机械臂上设有摄像部件。
其中，所述多自由度机械臂包括基座和机械臂，所述机械臂的一端与所述基座转动连接，所述机械臂的另一端与所述机械手连接。
其中，所述光热组件包括顶盖和伸缩杆，所述伸缩杆的一端设于所述底座上，所述伸缩杆的另一端与所述顶盖转动连接，所述顶盖的内部设有加热片。
其中，所述顶盖上设有进气口和出气口，所述顶盖的内部还设有风扇。
其中，所述进气口设于所述顶盖的侧面，所述出气口设于所述顶盖的底部。
其中，所述顶盖上还设有补光组件和音乐播放组件。
其中，所述监测组件包括环境因子采集部件和/或植物生理因子采集部件。
其中，所述环境因子采集部件包括第一环境因子采集部件和第二环境因子采集部件，所述第一环境因子采集部件设置在所述盆体组件的外侧，所述第二环境因子采集部件设置在所述盆体组件内的土壤中。
其中，所述植物生理因子采集部件设于所述盆体组件的外侧且靠近所述盆体组件中植物的位置。
(三)有益效果
本发明提供的农业物联网体验系统，相比于现有技术具有以下特点：
本发明的农业物联网体验系统，结构简单，操作过程简单易控，方便用户更直观地了解农业物联网，有利于用户更加了解物联网在农业生产中的应用，便于用户选择合适的物联网产品；此外，该农业物联网体验系统在用户能够对农业物联网有直观了解的同时，还能够节省人力、节约成本。
附图说明
图1为本发明提供的农业物联网体验系统的组成示意图；
图2为本发明提供的农业物联网植物栽种装置的结构示意图；
图3为本发明提供的盆体组件和监测组件的结构示意图；
图4为本发明提供的采摘组件的结构示意图；
图5为本发明提供的多自由度机械臂的结构示意图；
图6为本发明提供的机械手的结构示意图；
图7为本发明提供的光照组件的结构示意图；
图中，1：体验机；2：农业物联网植物栽种装置；21：底座；22盆体组件；221：外盆体；222：内盆体；23：喷洒组件；231：水泵；232：喷嘴；233；输水管；234：流量控制器；24：光热组件；241：顶盖；242：伸缩杆；243：加热片；244：风扇；245：补光组件；246：音乐播放组件；247：进气口；248：出气口；25：采摘组件；251：多自由度机械臂；2511：基座；2512：第一机械臂；2513：第二机械臂；2514：第三机械臂；2515：第四机械臂；252：机械手；2521：机械手腕；2522：机械抓手；2523：扭转电机；2524：夹持电机；253：收集篮；254：摄像部件；26：监测组件；261：环境因子采集部件；2611：第一环境因子采集部件；2612：第二环境因子采集部件；262：植物生理因子采集部件；2621：纵向伸缩杆；2622：横向伸缩杆；2623：植物因子采集传感器组件。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本发明提供一种农业物联网体验系统，用于解决目前用户不能更直观了解农业物联网、选择合适的物联网产品存在困难的问题。
如图1、2所示，本发明实施例中提供一种农业物联网体验系统，包括体验机1和农业物联网植物栽种装置2，农业物联网植物栽种装置2包括底座21和盆体组件22，盆体组件22设于底座21上，用于植物的栽种；底座21上还设有光热组件24和采摘组件25，其中，光热组件24用于向盆体组件22中栽种的植物提供光热，采摘组件25用于采摘植物的果实；此外，农业物联网植物栽种装置2还包括喷洒组件23和监测组件26，喷洒组件23用于向盆体组件22中栽种的植物喷洒水或是营养液，监测组件26用于实时监测植物生长环境和/或生理因子；监测组件26、喷洒组件23、光热组件24和采摘组件25均与体验机1通信连接。本发明的农业物联网体验系统，通过农业物联网植物栽种装置2的监测组件26实时监测的信息传输给体验机1，体验机1根据接收到的信息分别对喷洒组件23、光热组件24以及采摘组件25进行控制，从而实时调整植物的生长环境，以将其控制在利于盆体组件中植物生长的范围内，实现通过体验机1对农业物联网植物栽种装置2的实时控制。
本发明的农业物联网体验系统，结构简单，操作过程简单易控，方便用户更直观地了解农业物联网，有利于用户更加了解物联网在农业生产中的应用，便于用户选择合适的物联网产品。此外，该农业物联网体验系统在用户能够对农业物联网有直观了解的同时，还能够节省人力、节约成本。
可以理解的是，体验机1包括机体，机体上安装有触摸显示器，触摸显示器上设有各项可触控按键，机体内部设有控制单元，该控制单元分别与农业物联网植物栽种装置2的喷洒组件23、光热组件24、采摘组件25和监测组件26通信连接，以便于通过控制单元接收信息对相应的组件进行控制；机体外侧还安装有控制开关。
本实施例中，如图3所示，为了更好的利用空间以及节约成本，盆体组件22包括外盆体221和内盆体222，内盆体222设于外盆体221中，而且，内盆体222和外盆体221之间形成中空结构，中空结构与喷洒组件23连通。在内盆体222和外盆体221之间形成的中空结构中存储植物生长所需的水或营养液，能够方便为喷洒组件23提供水或营养液，也能够及时为植物喷洒生长所需的水或营养液，以利于植物的生长。
本实施例中，为了更好的为盆体组件中的植物提供生长所需的水或营养液，中空结构包括两个中空部，每个中空部均与一个喷洒组件23连通。即中空结构可被分成体积相等或不等的两个中空部，在每个中空部均储存水或植物营养液，以形成两个储水/营养液结构，每个储水/营养液结构均与一个喷洒组件23连通，即设有两个喷洒组件23，每个喷洒组件23分别连通一个储水/营养液结构，通过每个喷洒组件23能够对植物进行同时作业，或是根据需要其中一个进行作业，以向全部或部分植物提供水或营养液。
本实施例中，如图4所示，为了向植物喷洒生长所需的水或营养液，喷洒组件23包括水泵231、喷嘴232和输水管233，其中，水泵231设于中空结构中，输水管233的一端连接喷嘴232，输水管233的另一端伸入中空结构与水泵231连接。本发明的农业物联网体验系统，在水泵231的作用下，中空结构中的水或营养液通过输水管233输送至喷嘴232处，通过喷嘴232向植物喷洒水或营养液。更进一步的，喷嘴232与输水管233的一端转动连接，即喷嘴232相对输水管233的位置可转动，以方便根据实际需要调整喷嘴232的角度，从而对植物进行全方位喷洒。具体的，每个中空部中均设有水泵，每个水泵231均依次连接有输水管233和喷嘴232，每个中空部内的水或营养液通过各自的水泵提供给喷嘴232，实现向植物提供水或营养液。
更进一步的是，每个中空部的顶部为封闭的，则每个中空部的顶部均设有对外连接的进水口，每个输水管233通过固定件与相对应的中空部的顶部的进水口螺纹连接，输水管233相对于进水口可旋转安装或取下，从而实现中空部与喷嘴231的连通，用以通过喷嘴232向植物提供水或营养液。
本实施例中，为了便于植物果实的采摘，盆体组件22与底座21转动连接。通过盆体组件22与底座21的转动连接，在采摘组件25对植物果实进行采摘时，方便转动盆体组件以将需要采摘的果实靠近采摘组件25，以利于通过采摘组件25对果实进行采摘。具体的，底座21上设有转动部件，转动部件连接盆体组件22的外盆体221的底端。通过转动部件，可以控制盆体组件22相对于底座21进行旋转，将待采摘果实旋转至靠近采摘组件25的一侧，方便采摘组件25进行采摘，缩短采摘组件25的行程，提高采摘效率.
本实施例中，如图5所示，为了实现对植物果实的采摘，采摘组件25包括多自由度机械臂251和机械手252，且机械手252与多自由度机械臂251连接。通过多自由度机械臂和机械手的结合，实现对植物果实的自动采摘。更进一步的，为了方便将采摘到的果实进行收集，底座21上还设有收集篮253，收集篮253位于机械手252的活动范围，机械手252将果实采摘后可以将果实放入收集篮253中收集；为了便于定位待采摘果实的位置，多自由度机械臂251上设有摄像部件254，该摄像部件254可以为双目摄像头，也可以为三目摄像头，以此采集植物的全景影像，用以定位待采摘果实的位置，以便于控制多自由度机械臂和机械手的工作。
本实施例中，多自由度机械臂251包括基座2511、第一机械臂2512、第二机械臂2513、第三机械臂2514和第四机械臂2515，且基座2511、第一机械臂2512、第二机械臂2513、第三机械臂2514和第四机械臂2515依次通过关节连接，第四机械臂2515与机械手252转动连接，而且各个关节内都设有交流伺服电机，用以驱动各个机械臂的运动；如图6所示，机械手252包含机械手腕2521和机械抓手2522，且机械抓手2522与机械手腕2521连接，机械手腕2521与第四机械臂2515转动连接，从而机械抓手2522可以通过机械手腕2521相对于第四机械臂2515旋转720度，实现果实与植物的分离。此外，机械抓手2522内部含有柔性内层，用以保护果实，防止机械抓手2522破坏果实；机械手252上还设有用来驱动机械手腕2521的扭转电机2523以及驱动机械抓手2522的夹持电机2524。
本实施例中，如图2和图7所示，光热组件24包括顶盖241和伸缩杆242，其中，伸缩杆242的一端设于底座21上，伸缩杆242的另一端与顶盖241转动连接，顶盖241的内部设有用以向植物供热的加热片243。本发明的农业物联网体验系统，通过伸缩杆242可以抬高和降低顶盖241的位置，从而根据实际需要设置光热组件24的高度，通过伸缩杆242与顶盖241的转动连接，方便调整顶盖241的水平位置，从而将光热组件设置在合适的位置以利于为植物提供光热。
更进一步的，顶盖241上设有进气口247和出气口248，顶盖241的内部设有风扇244，其中，进气口247设于顶盖241的侧面，出气口248设于顶盖241的底部，外部的风从进气口进入经加热片243加热后由风扇244经出气口吹出，以向植物提供所需的温度。
本实施例中，顶盖241的底部设有补光部件245，顶盖241的内部还设有音乐播放组件246。其中，补光部件245能够分别放射红光、蓝光及紫外光，紫外光主要用于杀菌；蓝光范围内叶绿素与类胡萝卜素吸收比例最大，对光合作用影响最大；红光范围内叶绿素吸收率高，对光合作用与光周期效应有显著影响。音乐播放组件246可以播放舒缓的音乐，以利于植物的生长。
本实施例中，为了实现对植物生长环境和/或生理因子的监测，监测组件26包括环境因子采集部件261和/或植物生理因子采集部件262。其中，环境因子采集部件能够对植物周围环境的温湿度、光照强度、大气压、PM2.5、PM10、风速、风向以及土壤温湿度、土壤电导率、土壤PH等因素进行实时监测，以便了解以及掌握植物生长的周围环境，从而方便对其进行有效的控制；植物生理因子采集部件能够对植物叶片的温湿度、光合速率、蒸腾速率、植物径流、光合有效辐射等生理因子进行实时监测，以便及时了解植物的生长情况。
本实施例中，如图3所示，环境因子采集部件261包括第一环境因子采集部件2611和第二环境因子采集部件2612，其中，第一环境因子采集部件2611设置在盆体组件的外侧，用于采集植物周围环境的温湿度、光照强度、大气压、PM2.5、PM10、风速、风向等环境因子；第二环境因子采集部件2612设置在盆体组件22内的土壤中，用于采集土壤温湿度、土壤电导率、土壤PH等的土壤环境因子。
可以理解的是，植物生理因子采集部件262设于盆体组件22的外侧且位于靠近盆体组件22中的植物的位置，从而方便对植物的叶片温湿度、光合速率、蒸腾速率、植物径流、光合有效辐射等生理因子进行实时监测。
更进一步的，第一环境因子采集部件2611包括第一传感组件和第一伸缩杆，第一伸缩杆的一端与外盆体221的外侧连接，第一伸缩杆的另一端与第一传感组件连接，第一传感组件包括传感器防护罩和多个传感器，且多个传感器分别位于传感器防护罩内，用于实时监测植物周围环境的温湿度、光照强度、大气压、PM2.5、PM10、风速、风向等环境因子；植物生理因子采集部件262包括纵向伸缩杆2621、横向伸缩杆2622和植物因子采集传感器组件2623，其中，植物因子采集传感器组件2623设于横向伸缩杆2622的一端，横向伸缩杆2622的另一端与纵向伸缩杆2621固定连接，纵向伸缩杆2621连接于外盆体221的外侧；而且植物因子采集传感器组件2623位于靠近植物的位置，其包括传感器防护罩和多个传感器，且多个传感器分别位于传感器防护罩内，用于实时监测植物的叶片温湿度、光合速率、蒸腾速率、植物径流、光合有效辐射等生理因子。
可以理解的是，底座21的内部还设有供电装置，供电装置与喷洒组件、盆体组件、光热组件、音乐播放组件、采摘组件及监测组件电联接，用以向不同的组件进行供电提供动力。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (16)

1.一种农业物联网体验系统，其特征在于，包括体验机和农业物联网植物栽种装置，所述农业物联网植物栽种装置包括底座和盆体组件，所述盆体组件设置在所述底座上，用于植物的栽种；所述底座上设有光热组件和采摘组件，所述光热组件和所述采摘组件分别用于向植物提供光热和用于采摘植物果实；所述农业物联网植物栽种装置还包括喷洒组件和监测组件，所述喷洒组件和所述监测组件分别用于向植物提供水或营养液和用于实时监测植物生长环境和/或生理因子；所述喷洒组件、监测组件、光热组件和所述采摘组件均与所述体验机通信连接。
2.根据权利要求1所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述盆体组件包括外盆体和内盆体，所述内盆体设于所述外盆体中，所述内盆体和所述外盆体之间形成可存储水或营养液的中空结构，所述中空结构与所述喷洒组件连通。
3.根据权利要求2所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述中空结构包括两个中空部，每个所述中空部均与一个所述喷洒组件连通。
4.根据权利要求2所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述喷洒组件包括水泵、喷嘴和输水管，所述输水管的一端连接所述喷嘴，所述输水管的另一端伸入所述中空结构与所述水泵连接。
5.根据权利要求1所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述盆体组件与所述底座转动连接。
6.根据权利要求1所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述采摘组件包括多自由度机械臂和机械手，所述机械手与所述多自由度机械臂连接。
7.根据权利要求6所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述底座上还设有收集篮，所述收集篮位于所述机械手的活动范围内。
8.根据权利要求6所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述多自由度机械臂上设有摄像部件。
9.根据权利要求6所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述多自由度机械臂包括基座和机械臂，所述机械臂的一端与所述基座转动连接，所述机械臂的另一端与所述机械手连接。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述光热组件包括顶盖和伸缩杆，所述伸缩杆的一端设于所述底座上，所述伸缩杆的另一端与所述顶盖转动连接，所述顶盖的内部设有加热片。
11.根据权利要求10所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述顶盖上设有进气口和出气口，所述顶盖的内部还设有风扇。
12.根据权利要求11所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述进气口设于所述顶盖的侧面，所述出气口设于所述顶盖的底部。
13.根据权利要求10所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述顶盖上还设有补光组件和音乐播放组件。
14.根据权利要求1-9中任一项所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述监测组件包括环境因子采集部件和/或植物生理因子采集部件。
15.根据权利要求14所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述环境因子采集部件包括第一环境因子采集部件和第二环境因子采集部件，所述第一环境因子采集部件设置在所述盆体组件的外侧，所述第二环境因子采集部件设置在所述盆体组件内的土壤中。
16.根据权利要求14所述的农业物联网体验系统，其特征在于，所述植物生理因子采集部件设于所述盆体组件的外侧且靠近所述盆体组件中植物的位置。
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