CN107810742A - 一种农业物联网植物生长监控防护装置以及监控方法 - Google Patents

一种农业物联网植物生长监控防护装置以及监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种农业物联网植物生长监控防护装置，包括育苗室、以及控制器，育苗室的对应侧面为敞开结构，育苗室的底面设置有底板，底板下方安装有推送装置，底板上放置有用于栽种苗体的育苗槽，育苗室的敞开面的入口处，安装有红外传感装置，所述育苗室的敞开面的入口处上方安装有防护盖，防护盖上连接有第一自动控制装置，第一自动控制装置的输入端与控制器相连接；育苗室的顶部安装有可移动的监控装置以及感光传感器，监控装置和感光传感器均与控制器相连接；控制器上安装有与客户端进行无线通信系统。通过在育苗室设置敞开结构，保证育苗室的通风和光照要求，同时设置有防护盖以及红外检测装置，能够及时的防御动物的入侵对幼苗造成破坏。

Description

一种农业物联网植物生长监控防护装置以及监控方法
技术领域
本发明涉及农业育苗领域，尤其涉及一种农业物联网植物生长监控防护装置以及监控方法。
背景技术
农业发展也是随着社会的发展进行着发展变化，农业生产过程中，育苗是十分重要环节，但是由于幼苗对生长环境要求比较高，所以在培养过程需要统一的控制育苗环境，现有的方式一般是在大盆中进行育苗培养，该方式基本上是依靠传统的经验操作，无法进行自动参数化的进行育苗，另外，该方式占地面积过多，成本增加，管理难度大，如果一旦环境控制的不好，很容易出现大幅度的损失，对于育苗人员来说是经济损失严重。
发明内容
针对上述缺陷或不足，本发明的目的在于提供一种农业物联网植物生长监控防护装置以及监控方法。
为达到以上目的，本发明的技术方案为：
一种农业物联网植物生长监控防护装置，包括育苗室、以及控制器，所述育苗室的对应侧面为敞开结构，所述育苗室的底面设置有底板，底板下方安装有推送装置，所述底板上放置有用于栽种苗体的育苗槽，所述育苗室的敞开面的入口处，安装有红外传感装置，所述育苗室的敞开面的入口处上方安装有防护盖，所述防护盖上连接有第一自动控制装置，第一自动控制装置的输入端与控制器相连接；所述育苗室的顶部安装有可移动的监控装置以及感光传感器，所述监控装置和感光传感器均与控制器相连接；所述控制器上安装有与客户端进行无线通信系统。
所述育苗室上方安装有光线调节盖，光线调节盖与第二自动控制装置相连接，第二自动控制装置与控制器相连接。
所述光线调节盖为遮光帘。
所述第二自动控制装置包括遮光帘体，所述遮光帘体两端套设有牵引绳，牵引绳通过绕线轴与电机相连接，所述电机的输入端与控制器相连接。
所述育苗室中安装有远程浇水系统；
所述浇水系统还包括水箱，所述水箱上设置有水管道、入水管道、浇水蓬头，湿度传感器、以及控制模模块，所述水管道的一端通过水泵与水箱相连接，另一端与浇水蓬头连接，所述浇水蓬头的下方设置有用于控制浇水蓬头改变方位的舵机，浇水蓬头的管道安装于舵机的方向盘上，所述舵机的输入端与控制模块的输出端相连接，控制模块的输入的与控制器的输出端相连接；湿度传感器设置于育苗槽中，湿度传感器的输出端与控制器相连接。
所述控制器为Arduino UnoR单片机或CPU；
所述客户端包括PC机、或手机蓝牙以及安装于信号采集处理模块中的XBEE蓝牙模块。
所述推送装置包括设置与地面的保护槽，保护槽中安装有可升降的铰接支架，底板安装于铰接支架上，铰接支架上连接有控制电机。
所述红外传感装置包括设置于敞开面的入口两侧的红外线发射装置以及红外线接收装置，所述红外传感装置与控制器的输入端相连接。
一种农业物联网植物生长监控防护的监控方法，包括：
1)、红外传感装置、监控装置和感光传感器实时开启，当有动物入侵时红外传感装置的红外线被切断，红外传感装置输出信号；
2)、控制器接收到红外传感装置输出信号后，发出控制指令，控制第一自动控制装置工作，并且向客户端发送报警信号；
3)、第一自动控制装置工作接收到工作指令后，控制防护盖关闭，阻止动物进入。
与现有技术比较，本发明的有益效果为：
本发明提供了一种农业物联网植物生长监控防护装置，通过在育苗室设置敞开结构，保证了育苗室的通风和光照要求，同时设置有防护盖以及红外检测装置，能够及时的防御动物的入侵对幼苗造成破坏，保证了植物的正常生长，并且能够通过无线通信装置向客户端发送控制信息，能够实时的进行育苗环境的监控，提高了育苗的成活率，方便用户的远程操作，实现了智能化的管理。
进一步地，本发明还提供了一种基于农业物联网植物生长监控防护监控方法，通过对植箱进行远程的数据的获取和实时的监控，远程进行操作，提高了工作效率，并且，操作简单，设备要求低，使得适用范围增大，降低了生产成本。
附图说明
图1是本发明装置结构示意图；
图2是本发明的光线调节结构示意图；
图3是本发明的浇水系统结构示意图；
图4是本发明的控制方法流程框图。
图中，1为育苗室；2为底板；3为育苗槽；5为防护盖；6为感光传感器；7为第一自动控制装置；8为控制器；9为监控装置；10为光线调节盖；11为第二自动控制装置；12为遮光帘体；13为牵引绳；14为绕线轴，15为电机；16为水箱；17水管道；18为入水管道；19为浇水蓬头；20为控制模模块；21为水泵；22为舵机；23为湿度传感器；24为铰接支架；25为保护槽；26为
具体实施方式
下面将结合附图对本发明做详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
如图1所示，本发明提供了一种农业物联网植物生长监控防护装置，
包括育苗室1、以及控制器8，所述育苗室1的对应侧面为敞开结构，所述育苗室1的底面设置有底板2，底板2下方安装有推送装置，所述底板2上放置有用于栽种苗体的育苗槽3，所述育苗室1的敞开面的入口处，安装有红外传感装置4，所述育苗室1的敞开面的入口处上方安装有防护盖5，所述防护盖5上连接有第一自动控制装置7，第一自动控制装置7的输入端与控制器8相连接；所述育苗室1的顶部安装有可移动的监控装置9以及感光传感器6，所述监控装置9和感光传感器6均与控制器8相连接；所述控制器8上安装有与客户端进行无线通信系统。
所述第一自动控制装置7包括安装于防护盖5上的自动控制装置，能够在收到闭合指令后，迅速的将防护盖5闭合。
本发明育苗室1的顶部设置有导轨，监控装置9的底座安装与导轨中，能够进行实时的移动，监控育苗室1中的动态。
如图2所示，所述敞开面的入口处上方安装有光线调节盖10，光线调节盖10与第二自动控制装置11相连接，第二自动控制装置11与控制器8相连接，示例性的，所述光线调节盖为遮光帘。所述第二自动控制装置11包括遮光帘体12，所述遮光帘体12两端套设有牵引绳13，牵引绳13通过绕线轴14与电机15相连接，所述电机15的输入端与控制器8相连接。当太阳光照射强度过高或者温度降低时，将光线调节盖10放下，进行遮光或保温。
优选地，如图3所示，所述育苗室1中安装有远程浇水系统；
所述浇水系统还包括水箱16，所述水箱16上设置有水管道17、入水管道18、浇水蓬头19，湿度传感器23、以及控制模模块20，所述水管道17的一端通过水泵21与水箱16相连接，另一端与浇水蓬头19连接，所述浇水蓬头19的下方设置有用于控制浇水蓬头19改变方位的舵机22，浇水蓬头19的管道安装于舵机22的方向盘上，所述舵机22的输入端与控制模块20的输出端相连接，控制模块20的输入的与控制器8的输出端相连接；设置于湿度传感器23育苗槽3中，传感器的输出端与控制器8相连接。
需要说明的是，本发明中所述控制器8为Arduino UnoR3单片机或CPU处理器，所述的育苗室1为透明箱体，方便进行育苗观测，所述客户端包括PC机、或手机蓝牙以及安装于信号采集处理模块5中的XBEE蓝牙模块。Arduino是一种基于AVR指令集的单片机，除继承AVR系列单片机的优点外，Arduino更加灵活、易用。由于目前市场上Android智能手机应用广泛，蓝牙与智能手机、平板电脑等终端设备对接方便，用户熟悉且容易接受，蓝牙4.0的推出使蓝牙具有良好的发展潜力，因此，本系统采用蓝牙无线通信技术进行软硬件的通信，使用Android平台进行通信软件的开发。
由于目前市场上Android智能手机应用广泛，蓝牙与智能手机、平板电脑等终端设备对接方便，用户熟悉且容易接受，蓝牙4.0的推出使蓝牙具有良好的发展潜力，因此，本系统采用蓝牙无线通信技术进行软硬件的通信，使用Android平台进行通信软件的开发。本系统不仅可以采用USB连接线通过PC机进行控制，而且在不增加额外的控制器、节约成本的情况下，也可以采用操作简便的Android智能手机作为系统的终端控制器。使用Android智能手机作为系统的终端控制器时，由于采用了蓝牙无线通信技术，因此自行开发了适于任意一款Android智能手机安装使用的以图形界面展示的蓝牙通信软件。用户在Android智能手机安装了该软件之后，即可选择软件中相应的功能按钮或者输入预定的系统指令来控制Arduino硬件电路工作。
具体地，本发明中所述推送装置包括设置与地面的保护槽25，保护槽25中安装有可升降的铰接支架24，底板2安装于铰接支架24上，铰接支架24上连接有控制电机。方便进行育苗的观察和操作，避免了人员操作过程中误伤其他的幼苗，进而降低了产量。
由于目前市场上Android智能手机应用广泛，蓝牙与智能手机、平板电脑等终端设备对接方便，用户熟悉且容易接受，蓝牙4.0的推出使蓝牙具有良好的发展潜力，因此，本系统采用蓝牙无线通信技术进行软硬件的通信，使用Android平台进行通信软件的开发。本系统不仅可以采用USB连接线通过PC机进行控制，而且在不增加额外的控制器、节约成本的情况下，也可以采用操作简便的Android智能手机作为系统的终端控制器。使用Android智能手机作为系统的终端控制器时，由于采用了蓝牙无线通信技术，因此自行开发了适于任意一款Android智能手机安装使用的以图形界面展示的蓝牙通信软件。用户在Android智能手机安装了该软件之后，即可选择软件中相应的功能按钮或者输入预定的系统指令来控制Arduino硬件电路工作。
本发明中，所述红外传感装置4包括设置于敞开面的入口两侧的红外线发射装置以及红外线接收装置，所述红外传感装置4与控制器8的输入端相连接。能够快速的进行信号输出，做出判断。
如图4所示，本发明还提供了一种农业物联网植物生长监控防护的监控方法，包括：
1、红外传感装置4、监控装置9和感光传感器26实时开启，当有动物入侵时红外传感装置4的红外线被切断，红外传感装置4输出信号；
2、控制器8接收到红外传感装置4输出信号后，发出控制指令，控制第一自动控制装置7工作，并且向客户端发送报警信号；将报警的参数发送到客户端，客户实时进行查询，及时掌握育苗室的状况，做出正确的处理。
3、第一自动控制装置7工作接收到工作指令后，控制防护盖6关闭，阻止动如进入。
另外，本发明中的湿度传感器23检测育苗槽3的湿度，当土壤湿度状态对应的参数小于浇水阈值时，开启浇水系统进行浇水，并且实时的将土壤湿度状态对应的参数通过通信信道发送到用户终端。
开启浇水系统进行浇水具体包括：
通过土壤湿度状态对应的参数获取需要浇水育苗槽3的位置；
控制浇水模块改变出水口的位置，选择需要浇水的育苗槽进行浇水。
对于本领域技术人员而言，显然能了解到上述具体事实例只是本发明的优选方案，因此本领域的技术人员对本发明中的某些部分所可能做出的改进、变动，体现的仍是本发明的原理，实现的仍是本发明的目的，均属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，包括育苗室(1)、以及控制器(8)，所述育苗室(1)的对应侧面为敞开结构，所述育苗室(1)的底面设置有底板(2)，底板(2)下方安装有推送装置，所述底板(2)上放置有用于栽种苗体的育苗槽(3)，所述育苗室(1)的敞开面的入口处，安装有红外传感装置(4)，所述育苗室(1)的敞开面的入口处上方安装有防护盖(5)，所述防护盖(5)上连接有第一自动控制装置(7)，第一自动控制装置(7)的输入端与控制器(8)相连接；所述育苗室(1)的顶部安装有可移动的监控装置(9)以及感光传感器(6)，所述监控装置(9)和感光传感器(6)均与控制器(8)相连接；所述控制器(8)上安装有与客户端进行无线通信系统。
2.根据权利要求1所述的农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，所述育苗室(1)上方安装有光线调节盖(10)，光线调节盖(10)与第二自动控制装置(11)相连接，第二自动控制装置(11)与控制器(8)相连接。
3.根据权利要求2所述的农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，所述光线调节盖(10)为遮光帘。
4.根据权利要求3所述的农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，所述第二自动控制装置(11)包括遮光帘体(12)，所述遮光帘体(12)两端套设有牵引绳(13)，牵引绳(13)通过绕线轴(14)与电机(15)相连接，所述电机(15)的输入端与控制器(8)相连接。
5.根据权利要求1所述的农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，所述育苗室(1)中安装有远程浇水系统；
所述浇水系统还包括水箱(16)，所述水箱(16)上设置有水管道(17)、入水管道(18)、浇水蓬头(19)，湿度传感器(23)、以及控制模模块(20)，所述水管道(17)的一端通过水泵(21)与水箱(16)相连接，另一端与浇水蓬头(19)连接，所述浇水蓬头(19)的下方设置有用于控制浇水蓬头(19)改变方位的舵机(22)，浇水蓬头(19)的管道安装于舵机(22)的方向盘上，所述舵机(22)的输入端与控制模块(20)的输出端相连接，控制模块(20)的输入的与控制器(8)的输出端相连接；湿度传感器(23)设置于育苗槽(3)中，湿度传感器(23)的输出端与控制器(8)相连接。
6.根据权利要求1所述的农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，所述控制器(8)为Arduino UnoR3单片机或CPU。
7.根据权利要求1或6所述的农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，所述客户端包括PC机、或手机蓝牙以及安装于信号采集处理模块(5)中的XBEE蓝牙模块。
8.根据权利要求1所述的农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，所述推送装置包括设置与地面的保护槽(25)，保护槽(25)中安装有可升降的铰接支架(24)，底板(2)安装于铰接支架(24)上，铰接支架(24)上连接有控制电机。
9.根据权利要求1所述的农业物联网植物生长监控防护装置，其特征在于，所述红外传感装置(4)包括设置于敞开面的入口两侧的红外线发射装置以及红外线接收装置，所述红外传感装置(4)与控制器(8)的输入端相连接。
10.一种基于权利要求1所述的农业物联网植物生长监控防护的监控方法，其特征在于，包括：
1)、红外传感装置(4)、监控装置(9)和感光传感器(26)实时开启，当有动物入侵时红外传感装置(4)的红外线被切断，红外传感装置(4)输出信号；
2)、控制器(8)接收到红外传感装置(4)输出信号后，发出控制指令，控制第一自动控制装置(7)工作，并且向客户端发送报警信号；
3)、第一自动控制装置(7)工作接收到工作指令后，控制防护盖(5)关闭，阻止动物进入。
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