CN107884546B - 农田环境监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种农田环境监测系统，包括预埋在农地耕层以下的底座、竖直设置在底座上的旋转驱动齿轮、竖直且自转设置在底座上的丝杆套、套装在丝杆套下部且与旋转驱动齿轮啮合的从动齿圈、设置在丝杆套上部的升降丝母座、设置在升降丝母座上方且中空的棱锥形顶头、竖直设置在底座一侧的导向护套、设置在棱锥形顶头中心孔顶部的上端盖、设置在上端盖根部与棱锥形顶头中心孔内侧壁之间的复位弹簧、设置在升降丝母座上部外侧壁与底座底部外侧壁之间的折叠弹性套、设置在折叠弹性套上端的卡位套、设置在卡位套与升降丝母座之间的轴承;本发明设计合理、结构紧凑且使用方便。

Description

农田环境监测系统
技术领域
本发明涉及农田环境监测系统。
背景技术
干旱多发性以及作物病虫害问题一直是阻碍农业生产持续发展的一个重要制约因素，做好土壤墒情监测预报来指导节水灌溉的管理工作，搞好土壤墒情的监测和预报对于研究土壤水分运动、作物水分状况以及灌溉制度也是农业用水管理和灾害预警服务的重要研究领域。监测控制能力低，技术装备水平亟需提高。
土壤墒情和病虫害监测的重要环节之一是农田环境监测传感器，传统的传感器只是监测出土壤含水率、已发生的病虫害，而该传感器可以监测到农田的风速、风向、气温、空气相对湿度、降雨量、土壤温度、土壤湿度、光辐射强度等参数，通过项目的实施，一方面对于准确进行灌溉预报指导，合理利用有限的水资源具有重要作用。另一方面通过对大田环境监测，建立针对我市的大田主要作物的主要病虫害发生模型库，对主要病虫害预警，最终实现高产、高效、优质农业具有重要意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题总的来说是提供一种农田环境监测系统；详细解决的技术问题以及取得有益效果在后述内容以及结合具体实施方式中内容具体描述。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种农田环境监测系统，包括预埋在农地耕层以下的底座、竖直设置在底座上的旋转驱动齿轮、竖直且自转设置在底座上的丝杆套、套装在丝杆套下部且与旋转驱动齿轮啮合的从动齿圈、设置在丝杆套上部的升降丝母座、设置在升降丝母座上方且中空的棱锥形顶头、竖直设置在底座一侧的导向护套、设置在棱锥形顶头中心孔顶部的上端盖、设置在上端盖根部与棱锥形顶头中心孔内侧壁之间的复位弹簧、设置在升降丝母座上部外侧壁与底座底部外侧壁之间的折叠弹性套、设置在折叠弹性套上端的卡位套、设置在卡位套与升降丝母座之间的轴承、
设置在底座上的升降驱动齿轮、竖直设置且与升降驱动齿轮啮合的齿条、设置在齿条顶部且用于打开上端盖的开门杆、设置在齿条上且用于田环境监测的传感器系统；
棱锥形顶头沿导向护套升降移动做露出于农地的运动，升降驱动齿轮带动齿条在丝杆套 中心孔内与棱锥形顶头中心孔内做齿条顶部露出于上端盖的运动。
作为上述技术方案的进一步改进：
所述传感器系统包括设置在齿条上的风速风向传感器、气温传感器、空气相对湿度传感器、以及光辐射强度传感器。
在齿条上附着有用于插入农地耕层的插地针，在插地针上安装有土壤湿度传感器与土壤温度传感器。
在底座上设置有与传感器系统电连接的处理器， 处理器通过电缆线与农地的总服务器电连接；土壤湿度传感器与土壤温度传感器分别通过数据线与处理器电连接；
处理器通过控制器分别控制升降驱动齿轮的电机与旋转驱动齿轮的电机。
在农地设置有用于给总服务器或处理器供电的光伏板。
该发明是将太阳能供电技术使用到传感器设备中，与传统传感器设备不同之处有：第一，不用连接动力电源，利用太阳能进行供电；第二，传统传感器只监测到土壤湿度、土壤温度、气温参数且误差较大，而该传感器可以监测到农田的风速、风向、气温、空气相对湿度、降雨量、土壤温度、土壤湿度、光和辐射强度等参数，测量参数多、精确性较高，误差较小；第三，传统传感器上传监测数据只能采用定时上传，而该传感器上传监测数据可采用实时发送与定时上传两种方式，数据采集频率可动态调整；第四，传统传感器在作物耕作时候必须取出，费工费力。而该传感器配有自动伸缩装置，作物耕作期间，耕作传感器自动回缩到耕层以下（40-50cm）。
利用太阳能技术和农田环境监测与分析系统结合，实现农业灌溉用水和环境监测主要病虫害预警的物联网应用技术体系和模式。
本发明的有益效果不限于此描述，为了更好的便于理解，在具体实施方式部分进行了更加详细的描述。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是本发明使用时的结构示意图。
其中：1、农地；2、底座；3、旋转驱动齿轮；4、从动齿圈；5、丝杆套；6、升降丝母座；7、棱锥形顶头；8、上端盖；9、复位弹簧；10、开门杆；11、折叠弹性套；12、卡位套；13、轴承；14、升降驱动齿轮；15、齿条；16、风速风向传感器；17、气温传感器；18、空气相对湿度传感器；19、光辐射强度传感器；20、插地针；21、土壤湿度传感器；22、土壤温度传感器；23、数据线；24、导向护套；25、处理器；26、电缆线。
具体实施方式
如图1-2所示，本实施例的农田环境监测系统，包括预埋在农地1耕层以下的底座2、竖直设置在底座2上的旋转驱动齿轮3、竖直且自转设置在底座2上的丝杆套5、套装在丝杆套5下部且与旋转驱动齿轮3啮合的从动齿圈4、设置在丝杆套5上部的升降丝母座6、设置在升降丝母座6上方且中空的棱锥形顶头7、竖直设置在底座2一侧的导向护套24、设置在棱锥形顶头7中心孔顶部的上端盖8、设置在上端盖8根部与棱锥形顶头7中心孔内侧壁之间的复位弹簧9、设置在升降丝母座6上部外侧壁与底座2底部外侧壁之间的折叠弹性套11、设置在折叠弹性套11上端的卡位套12、设置在卡位套12与升降丝母座6之间的轴承13、
设置在底座2上的升降驱动齿轮14、竖直设置且与升降驱动齿轮14啮合的齿条15、设置在齿条15顶部且用于打开上端盖8的开门杆10、设置在齿条15上且用于田环境监测的传感器系统；
棱锥形顶头7沿导向护套24升降移动做露出于农地1的运动，升降驱动齿轮14带动齿条15在丝杆套5 中心孔内与棱锥形顶头7中心孔内做齿条15顶部露出于上端盖8的运动。
传感器系统包括设置在齿条15上的风速风向传感器16、气温传感器17、空气相对湿度传感器18、以及光辐射强度传感器19。
在齿条15上附着有用于插入农地1耕层的插地针20，在插地针20上安装有土壤湿度传感器21与土壤温度传感器22。
在底座2上设置有与传感器系统电连接的处理器25， 处理器25通过电缆线26与农地1的总服务器电连接；土壤湿度传感器21与土壤温度传感器22分别通过数据线23与处理器25电连接；
处理器25通过控制器分别控制升降驱动齿轮14的电机与旋转驱动齿轮3的电机。
在农地1设置有用于给总服务器或处理器25供电的光伏板。
当不需要本发明的时候，本装置埋在耕层以下，从而不影响机械化耕作，当需要通过本装置检测的时候，通过远程数据控制，处理器-控制器-电机-旋转驱动齿轮3-从动齿圈4-丝杆套5-升降丝母座6-棱锥形顶头7沿导向护套24升降，从而露出于地表，通过上端盖8防止泥土进入，通过折叠弹性套11防止进入杂物，通过卡位套12拆装方便。
升降驱动齿轮14-齿条15-开门杆10顶开上端盖8，从而使得传感器露出来，实现农田监控。
其伸缩自如，测量方便，不影响耕作，实现远程数据控制与上传。
通过插地针20安装固定方便，其插入土中，土壤湿度传感器21、土壤温度传感器22从而测量土壤情况。
风速风向传感器16、气温传感器17、空气相对湿度传感器18、光辐射强度传感器19测量大气环境。
作为优选，该产品的具体实施方式：根据作物需求安装1-5个/hm2，深度50-100cm。
本发明设计合理、成本低廉、结实耐用、安全可靠、操作简单、省时省力、节约资金、结构紧凑且使用方便。
本发明充分描述是为了更加清楚的公开，而对于现有技术就不再一一例举。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；作为本领域技术人员对本发明的多个技术方案进行组合是显而易见的。而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种农田环境监测系统，其特征在于：包括预埋在农地(1)耕层以下的底座(2)、竖直设置在底座(2)上的旋转驱动齿轮(3)、竖直且自转设置在底座(2)上的丝杆套(5)、套装在丝杆套(5)下部且与旋转驱动齿轮(3)啮合的从动齿圈(4)、设置在丝杆套(5)上部的升降丝母座(6)、设置在升降丝母座(6)上方且中空的棱锥形顶头(7)、竖直设置在底座(2)一侧的导向护套(24)、设置在棱锥形顶头(7)中心孔顶部的上端盖(8)、设置在上端盖(8)根部与棱锥形顶头(7)中心孔内侧壁之间的复位弹簧(9)、设置在升降丝母座(6)上部外侧壁与底座(2)底部外侧壁之间的折叠弹性套(11)、设置在折叠弹性套(11)上端的卡位套(12)、设置在卡位套(12)与升降丝母座(6)之间的轴承(13)、设置在底座(2)上的升降驱动齿轮(14)、竖直设置且与升降驱动齿轮(14)啮合的齿条(15)、设置在齿条(15)顶部且用于打开上端盖(8)的开门杆(10)、设置在齿条(15)上且用于田环境监测的传感器系统；
棱锥形顶头(7)沿导向护套(24)升降移动做露出于农地(1)的运动，升降驱动齿轮(14)带动齿条(15)在丝杆套(5) 中心孔内与棱锥形顶头(7)中心孔内做齿条(15)顶部露出于上端盖(8)的运动；
所述传感器系统包括设置在齿条(15)上的风速风向传感器(16)、气温传感器(17)、空气相对湿度传感器(18)、以及光辐射强度传感器(19)；
在齿条(15)上附着有用于插入农地(1)耕层的插地针(20)，在插地针(20)上安装有土壤湿度传感器(21)与土壤温度传感器(22)；
在底座(2)上设置有与传感器系统电连接的处理器(25), 处理器(25)通过电缆线(26)与农地(1)的总服务器电连接；
土壤湿度传感器(21)与土壤温度传感器(22)分别通过数据线(23)与处理器(25)电连接；
处理器(25)通过控制器分别控制升降驱动齿轮(14)的电机与旋转驱动齿轮(3)的电机；
在农地(1)上设置有用于给总服务器或处理器(25)供电的光伏板。
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