CN108668704A - 一种农业智能大棚系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及农业领域，具体是一种农业智能大棚系统，包括框架、管网、数据控制终端、监测机构和放风机构，所述框架的侧壁上设有与其固定连接的第一薄膜，框架的上端设有第二薄膜，管网安装在框架的下方，数据控制终端包括控制模块、分析模块和存储模块，放风机构包括两个呈对称设置在框架两端的放风组件，每个放风组件均包括第一支撑柱、第二支撑柱、驱动部件和收卷部件，驱动部件和收卷部件均安装在第一支撑柱和第二支撑柱之间且驱动部件与收卷部件固定连接。本发明的有益效果是智能化控制第二薄膜的快速打开和关闭，还能够避免第二薄膜打开和关闭的过程中第二薄膜损坏，实现大棚的自动化降温和换气。

Description

一种农业智能大棚系统
技术领域
本发明涉及农业领域，具体是一种农业智能大棚系统。
背景技术
智能农业(工厂化农业)，是指在相对可控的环境条件下，采用工业化生产，实现集约高效可持续发展的现代超前农业生产方式，是农业先进设施与陆地相配套、具有高度的技术规范和高效益的集约化规模经营的生产方式。
随着社会的不断发展，社会需求在不断增加，但是耕地面积缺没有随着社会需求的增加而增加，为了使得农业生产能够满足不断增加的社会需求，农业智能化是农业发展的必经之路，但是现有的智能大棚采用的放风装置，是通过电机带动连接杆转动，连接杆带动长绕其上的连接绳拉动框架上的薄膜，实现薄膜的开合，以达到降温换气的效果，到时通过连接绳拉动薄膜容易导致薄膜损坏，大棚薄膜修补较为麻烦，另外，为了避免薄膜损坏，大多会缓慢的拉动薄膜，导致薄膜打开和关闭的速度很慢，这样的方式容易导致薄膜打开的时间过长，使得大棚内温度过低，从而影响植物的生长，特别是在夏季天气变化较为突然，如果薄膜的打开和关闭不够及时，会严重影响大棚内植物的生长，而且现在的大棚规模较大，若能够将雨水收集，能够减少水资源的浪费。
发明内容
本发明的目的在于提供一种农业智能大棚系统，实现快速打开薄膜降低大棚内的温度和更换大棚内的空气，智能化控制大棚内的灌溉和补光等工作。
本发明的技术方案是：包括框架、管网、数据控制终端、监测机构和放风机构，所述管网、监测机构和放风机构均与数据控制终端连接，所述框架的上端呈弧形，所述框架的侧壁上设有与其固定连接的第一薄膜，框架的上端设有用于大棚放风的第二薄膜，所述监测机构安装在框架上，管网安装在框架的下方，所述数据控制终端包括控制模块、分析模块和存储模块，所述分析模块和存储模块均与控制模块连接。
在本发明一较佳实施例中，所述放风机构包括两个呈对称设置在框架两端的放风组件，每个所述放风组件均包括第一支撑柱、第二支撑柱、驱动部件和收卷部件，所述第一支撑柱和第二支撑柱均呈竖直设置在框架的两侧，所述驱动部件和收卷部件均安装在第一支撑柱和第二支撑柱之间且驱动部件与收卷部件固定连接。
在本发明一较佳实施例中，所述收卷部件包括收卷杆和两个连接部，所述收卷杆的两端分别与两个连接部转动连接，所述第二薄膜的一端与收卷杆的侧壁固定连接，所述收卷杆的两端均套设有齿轮，所述第一支撑柱和第二支撑柱之间设有滑道，所述滑道呈弧形且其弧度与框架上端的弧度相同，所述滑道的上端设有与齿轮啮合的卡齿。
在本发明一较佳实施例中，所述驱动部件包括驱动电机、驱动齿轮和从动齿轮，所述驱动电机呈水平安装在第一支撑柱的旁侧，驱动齿轮固定安装在驱动电机的输出端上，所述第二支撑柱的旁侧设有连接轴，所述从动齿轮套设在连接轴上，所述驱动齿轮和从动齿轮通过链条传动连接，所述链条与连接部固定连接。
在本发明一较佳实施例中，所述连接部上套设有滚轮，在工作状态下，滚轮能够沿连接部的轴线转动，所述第一支撑柱和第二支撑柱之间设有第一限制杆和第二限制杆，第一限制杆位于第二限制杆的上端且第一限制杆和第二限制杆之间形成一个与连接部滑动配合的滑槽，所述第二限制杆的上端设有与滚轮滚动配合的滚槽，第一限制杆的下端设有用于防止滚轮左右偏移的限制槽。
在本发明一较佳实施例中，所述监测机构包括若干个传感设备，所有传感设备呈矩阵分布在框架内，所述传感设备与控制模块电性连接，所述传感设备的上端设有温度传感器、空气湿度传感器、光照传感器和二氧化碳浓度传感器。
在本发明一较佳实施例中，所述框架的中部设有呈水平设置的安装架，所述安装架上设有若干个呈矩阵分布的照明灯和若干个呈矩阵分布的喷雾头，所有照明灯和喷雾头均与控制模块电性连接。
在本发明一较佳实施例中，所述框架的旁侧设有沿其长度方向设置的集雨槽，所述集雨槽的一端设有位于地下的集雨池，所述集雨槽的一端与集雨池通过管道连通，所述管道的一端设有过滤网，所述集雨池与管网通过管道连通。
在本发明一较佳实施例中，所述管网上设有若干个滴管头，每个滴管头的旁侧均设有下端插入土壤中的土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器与控制模块电性连接。
本发明通过改进在此提供一种农业智能大棚系统，与现有技术相比，具有如下改进及优点：
(1)通过监测机构监控大棚内二氧化碳浓度、温度、空气湿度个光照度等信息，并将监测结果输送给分析模块，通过分析模块对大棚内的环境与种植植物所需生长环境进行对比，根据分析模块分析的结果，由控制模块控制管网实现灌溉；由控制模块控制放风组件工作降低大棚内的温度和更换大棚内的空气，通过收卷杆收卷第二薄膜，能够避免第二薄膜在打开和关闭的情况下造成磨损，也能够进一步提高第二薄膜打开和关闭的速度，避免突发雨雪天气造成大棚内植物损伤。
(2)通过集雨槽和集雨池能够收集雨水，并通过管网利用收集的雨水进行灌溉，节约水资源。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释:
图1为本发明的立体结构示意图；
图2为本发明中放风组件的立体结构示意图一；
图3为本发明中放风组件的立体结构示意图二；
图4为图3中A处的放大图；
图5为本发明的局部立体结构示意图一；
图6为本发明的局部立体结构示意图二；
图7为图6中B处的放大图；
图8为本发明中传感设备的正视图；
图9为本发明中数据控制终端的框图；
附图标记说明：框架1，放风机构2，第一薄膜3，第二薄膜4，第一支撑柱5a，第二支撑柱5b，驱动部件5c，驱动电机5c1，驱动齿轮5c2，从动齿轮5c3，链条5c4，收卷部件5d，收卷杆5d1，连接部5d2，齿轮5d3，滑道5d4，卡齿5d5，第一限制杆6，第二限制杆7，滚槽7a，滑槽8，传感设备9，温度传感器9a，空气湿度传感器9b，光照传感器9c，二氧化碳浓度传感器9d，安装架10，照明灯11，喷雾头12，集雨槽13，集雨池14，滚轮15。
具体实施方式
下面将结合附图1至图9对本发明进行详细说明，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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，都属于本发明保护的范围。
本发明通过改进在此提供一种农业智能大棚系统，如图1-图9所示，包括框架1、管网、数据控制终端、监测机构和放风机构2，所述管网、监测机构和放风机构2均与数据控制终端连接，所述框架1的上端呈弧形，所述框架1的侧壁上设有与其固定连接的第一薄膜3，框架1的上端设有用于大棚放风的第二薄膜4，所述监测机构安装在框架1上，管网安装在框架1的下方，所述数据控制终端包括控制模块、分析模块和存储模块，所述分析模块和存储模块均与控制模块连接；通过监测机构大棚内二氧化碳浓度、温度、空气湿度个光照度等信息，并将监测结果输送给分析模块，通过分析模块对大棚内的环境与种植植物所需生长环境进行对比，根据分析模块分析的结果，由控制模块控制管网实现灌溉，由控制模块控制放风组件工作降低大棚内的温度和更换大棚内的空气。
所述放风机构2包括两个呈对称设置在框架1两端的放风组件，每个所述放风组件均包括第一支撑柱5a、第二支撑柱5b、驱动部件5c和收卷部件5d，所述第一支撑柱5a和第二支撑柱5b均呈竖直设置在框架1的两侧，所述驱动部件5c和收卷部件5d均安装在第一支撑柱5a和第二支撑柱5b之间且驱动部件5c与收卷部件5d固定连接；通过第一支撑柱5a和第二支撑柱5b之间的驱动部件5c工作带动收卷部件5d工作，收卷部件5d实现框架1顶部的第二薄膜4的收卷和铺开，从而实现大棚内部与外部连通，从而降低大棚内的温度并通过空气流通更换大棚内的空气。
所述收卷部件5d包括收卷杆5d1和两个连接部5d2，所述收卷杆5d1的两端分别与两个连接部5d2转动连接，所述第二薄膜4的一端与收卷杆5d1的侧壁固定连接，所述收卷杆5d1的两端均套设有齿轮5d3，所述第一支撑柱5a和第二支撑柱5b之间设有滑道5d4，所述滑道5d4呈弧形且其弧度与框架1上端的弧度相同，所述滑道5d4的上端设有与齿轮5d3啮合的卡齿5d5；当收卷杆5d1沿滑道5d4向上移动时，由于卡齿5d5与齿轮5d3啮合，导致齿轮5d3会转动，通过齿轮5d3带动收卷杆5d1转动，从而使得收卷杆5d1在移动的同时卷动将第二薄膜4收卷在收卷杆5d1上，避免第二薄膜4在框架1的上端摩擦，能够通过收卷杆5d1的收卷避免第二薄膜4损坏，而且能够提高收卷杆5d1收卷和铺展第二薄膜4的速度。
所述驱动部件5c包括驱动电机5c1、驱动齿轮5c2和从动齿轮5c3，所述驱动电机5c1呈水平安装在第一支撑柱5a的旁侧，驱动齿轮5c2固定安装在驱动电机5c1的输出端上，所述第二支撑柱5b的旁侧设有连接轴，所述从动齿轮5c3套设在连接轴上，所述驱动齿轮5c2和从动齿轮5c3通过链条5c4传动连接，所述链条5c4与连接部5d2固定连接；通过驱动电机5c1工作带动与其固定连接的驱动齿轮5c2转动，在链条5c4的带动下从动齿轮5c3随着驱动齿轮5c2转动，链条5c4在驱动齿轮5c2的带动下拉动连接部5d2沿滑动滑动，从而带动收卷部件5d工作，所述滑道5d4与框架1的顶部弧度相同且均为椭圆的圆弧，驱动齿轮5c2和从动齿轮5c3分别位于椭圆的两个焦点上，因此使得无论收卷杆5d1在滑道5d4上的任何位置，所需链条5c4的长度均相同。
所述连接部5d2上套设有滚轮15，在工作状态下，滚轮15能够沿连接部5d2的轴线转动，所述第一支撑柱5a和第二支撑柱5b之间设有第一限制杆6和第二限制杆7，第一限制杆6位于第二限制杆7的上端且第一限制杆6和第二限制杆7之间形成一个与连接部5d2滑动配合的滑槽8，所述第二限制杆7的上端设有与滚轮15滚动配合的滚槽7a，第一限制杆6的下端设有用于防止滚轮15左右偏移的限制槽；通过第一限制杆6和第二限制杆7限制收卷杆5d1在工作过程中在竖直平面上的位置，通过滚槽7a和滚轮15的滚动配合能够减小连接部5d2和第二限制杆7之间的摩擦力，通过限制槽能够限制滚轮15在水平平面上的位置，避免收卷杆5d1在其长度方向上偏移。
所述监测机构包括若干个传感设备9，所有传感设备9呈矩阵分布在框架1内，所述传感设备9与控制模块电性连接，所述传感设备9的上端设有温度传感器9a、空气湿度传感器9b、光照传感器9c和二氧化碳浓度传感器9d；通过温度传感器9a、空气湿度传感器9b、光照传感器9c和二氧化碳浓度传感器9d分别监测大棚内温度、空气湿度、光照强度和二氧化碳浓度的信息，并及时将其监测到的信息传递给控制模块。
所述框架1的中部设有呈水平设置的安装架10，所述安装架10上设有若干个呈矩阵分布的照明灯11和若干个呈矩阵分布的喷雾头12，所有照明灯11和喷雾头12均与控制模块电性连接；通过孔控制模块能够控制照明灯11和喷雾头12工作，照明灯11能够补充大棚内的光照强度，所述喷雾头12能够提高大棚内的空气湿度。
所述框架1的旁侧设有沿其长度方向设置的集雨槽13，所述集雨槽13的一端设有位于地下的集雨池14，所述集雨槽13的一端与集雨池14通过管道连通，所述管道的一端设有过滤网，所述集雨池14与管网通过管道连通；由于框架1的顶部呈弧形,因此在雨天，大棚上的雨水会汇集流道集雨槽13内，并顺着集雨槽13流入集雨池14内，所述过滤网避免泥土砂石等杂质进入集雨池14。
所述管网上设有若干个滴管头，每个滴管头的旁侧均设有下端插入土壤中的土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器与控制模块电性连接；通过土壤湿度传感器监测土壤中水分的含量并将新型传递给控制模块，通过控制模块控制管网进行灌溉。
本发明的工作原理：本发明在工作时通过温度传感器9a、空气湿度传感器9b、光照传感器9c和二氧化碳浓度传感器9d分别监测大棚内温度、空气湿度、光照强度和二氧化碳浓度的信息，并及时将其监测到的信息传递给控制模块，当大棚内温度过高时，通过驱动电机5c1工作带动与其固定连接的驱动齿轮5c2转动，在链条5c4的带动下从动齿轮5c3随着驱动齿轮5c2转动，链条5c4在驱动齿轮5c2的带动下拉动收卷杆5d1沿滑道5d4向上移动，由于卡齿5d5与齿轮5d3啮合，导致齿轮5d3会转动，通过齿轮5d3带动收卷杆5d1转动，从而使得收卷杆5d1在移动的同时卷动将第二薄膜4收卷在收卷杆5d1上，实现框架1顶部的第二薄膜4的收卷和铺开，从而实现大棚内部与外部连通，从而降低大棚内的温度并通过空气流通更换大棚内的空气，通过监测机构大棚内二氧化碳浓度、温度、空气湿度个光照度等信息，并将监测结果输送给分析模块，通过分析模块对大棚内的环境与种植植物所需生长环境进行对比，根据分析模块分析的结果，由控制模块控制管网实现灌溉，由控制模块控制放风组件工作降低大棚内的温度和更换大棚内的空气。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (9)

1.一种农业智能大棚系统，其特征在于：包括框架(1)、管网、数据控制终端、监测机构和放风机构(2)，所述管网、监测机构和放风机构(2)均与数据控制终端连接，所述框架(1)的上端呈弧形，所述框架(1)的侧壁上设有与其固定连接的第一薄膜(3)，框架(1)的上端设有用于大棚放风的第二薄膜(4)，所述监测机构安装在框架(1)上，管网安装在框架(1)的下方，所述数据控制终端包括控制模块、分析模块和存储模块，所述分析模块和存储模块均与控制模块连接。
2.根据权利要求1所述的农业智能大棚系统，其特征在于：所述放风机构(2)包括两个呈对称设置在框架(1)两端的放风组件，每个所述放风组件均包括第一支撑柱(5a)、第二支撑柱(5b)、驱动部件(5c)和收卷部件(5d)，所述第一支撑柱(5a)和第二支撑柱(5b)均呈竖直设置在框架(1)的两侧，所述驱动部件(5c)和收卷部件(5d)均安装在第一支撑柱(5a)和第二支撑柱(5b)之间且驱动部件(5c)与收卷部件(5d)固定连接。
3.根据权利要求1所述的农业智能大棚系统，其特征在于：所述收卷部件(5d)包括收卷杆(5d1)和两个连接部(5d2)，所述收卷杆(5d1)的两端分别与两个连接部(5d2)转动连接，所述第二薄膜(4)的一端与收卷杆(5d1)的侧壁固定连接，所述收卷杆(5d1)的两端均套设有齿轮(5d3)，所述第一支撑柱(5a)和第二支撑柱(5b)之间设有滑道(5d4)，所述滑道(5d4)呈弧形且其弧度与框架(1)上端的弧度相同，所述滑道(5d4)的上端设有与齿轮(5d3)啮合的卡齿(5d5)。
4.根据权利要求3所述的农业智能大棚系统，其特征在于：所述驱动部件(5c)包括驱动电机(5c1)、驱动齿轮(5c2)和从动齿轮(5c3)，所述驱动电机(5c1)呈水平安装在第一支撑柱(5a)的旁侧，驱动齿轮(5c2)固定安装在驱动电机(5c1)的输出端上，所述第二支撑柱(5b)的旁侧设有连接轴，所述从动齿轮(5c3)套设在连接轴上，所述驱动齿轮(5c2)和从动齿轮(5c3)通过链条(5c4)传动连接，所述链条(5c4)与连接部(5d2)固定连接。
5.根据权利要求4所述的农业智能大棚系统，其特征在于：所述连接部(5d2)上套设有滚轮(15)，在工作状态下，滚轮(15)能够沿连接部(5d2)的轴线转动，所述第一支撑柱(5a)和第二支撑柱(5b)之间设有第一限制杆(6)和第二限制杆(7)，第一限制杆(6)位于第二限制杆(7)的上端且第一限制杆(6)和第二限制杆(7)之间形成一个与连接部(5d2)滑动配合的滑槽(8)，所述第二限制杆(7)的上端设有与滚轮(15)滚动配合的滚槽(7a)，第一限制杆(6)的下端设有用于防止滚轮(15)左右偏移的限制槽。
6.根据权利要求1所述的农业智能大棚系统，其特征在于：所述监测机构包括若干个传感设备(9)，所有传感设备(9)呈矩阵分布在框架(1)内，所述传感设备(9)与控制模块电性连接，所述传感设备(9)的上端设有温度传感器(9a)、空气湿度传感器(9b)、光照传感器(9c)和二氧化碳浓度传感器(9d)。
7.根据权利要求1所述的农业智能大棚系统，其特征在于：所述框架(1)的中部设有呈水平设置的安装架(10)，所述安装架(10)上设有若干个呈矩阵分布的照明灯(11)和若干个呈矩阵分布的喷雾头(12)，所有照明灯(11)和喷雾头(12)均与控制模块电性连接。
8.根据权利要求1所述的农业智能大棚系统，其特征在于：所述框架(1)的旁侧设有沿其长度方向设置的集雨槽(13)，所述集雨槽(13)的一端设有位于地下的集雨池(14)，所述集雨槽(13)的一端与集雨池(14)通过管道连通，所述管道的一端设有过滤网，所述集雨池(14)与管网通过管道连通。
9.根据权利要求1所述的农业智能大棚系统，其特征在于：所述管网上设有若干个滴管头，每个滴管头的旁侧均设有下端插入土壤中的土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器与控制模块电性连接。
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