CN108897362A - 一种计算机系统集成的农业大棚监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，包括信息采集模块、信息处理模块和驱动模块，所述信息采集模块包括氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器和光照传感器，所述信息处理模块包括及信息处理芯片和信息存储芯片，所述驱动模块包括换气装置、控温装置和光照调节装置，所述氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器和光照传感器均与信息处理芯片并将收集到的信息传递至信息处理芯片内，所述信息处理芯片与信息存储芯片相连，所述信息处理芯片将传递至其内的信息汇总处理并将之传递至信息存储芯片内，能够实时检测大棚内温度、氧气及二氧化碳浓度、以及光照强度，并依据上述数据进行自动调节。

Description

一种计算机系统集成的农业大棚监测系统
技术领域
本发明涉及农业技术领域，具体为一种计算机系统集成的农业大棚监测系统。
背景技术
我国是一个农业大国，但目前农村务农人数正在不断减少，原先的个体小规模种植模式也将会向大规模种植管理模式转变，农业将趋向规模化，由少数人来完成农业生产。实现少数人完成农业生产任务，主体工作必然要由科学技术来承载。当今世界，物联网技术的发展与崛起，为农业的智能化、信息化打好了技术基础。
目前我国农业大棚主要通过人工检测和维护的方式进行管理。大棚管理人员想要知道棚内空气的温湿度、照度、土壤的温湿度等信息必须通过亲自查看大棚内温度计、湿度显示仪、光照检测设备等来获得当前棚内作物的生长环境信息，并对农作物的生长环境人为地进行调节。其生产效率低下，智能化程度不高，浪费大量的人力、物力。
申请号为201710400855.7的中国发明专利公开了一种智能农业大棚监测系统，其能够实时获取农业大棚内的生产环境数据，智能化控制大棚内的设备的运作，提供精准化农业生产和可视化管理，智能化程度高。但该方案无法调节大棚的光照强度，同时无法改变大棚受光照的角度，存在着一定的缺陷。
发明内容
为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种能够实时检测大棚内温度、氧气浓度、二氧化碳浓度以及光照强度，并依据上述数据进行自动调节的计算机系统集成的农业大棚监测系统，能有效的解决背景技术提出的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，包括信息采集模块、信息处理模块和驱动模块，所述信息采集模块包括氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器和光照传感器，所述信息处理模块包括及信息处理芯片和信息存储芯片，所述驱动模块包括换气装置、控温装置和光照调节装置；
所述氧气传感器、二氧化碳传感器、温度传感器和光照传感器均与信息处理芯片并将收集到的信息传递至信息处理芯片内，所述信息处理芯片与信息存储芯片相连，所述信息处理芯片将传递至其内的信息汇总处理并将之传递至信息存储芯片内。
进一步地，当所述氧气传感器检测的氧气浓度小于预设的最小氧气浓度或所述二氧化碳传感器检测的二氧化碳浓度大于预设的最高二氧化碳浓度时控制所述换气装置开启，当所述温度传感器检测的温度小于预设的最低温度时，控制所述控温装置开启，当所述光照传感器检测的光照强度大于预设的最高光照强度时，控制所述光照调节装置开启。
进一步地，所述换气装置包括与大棚相连的进气管道和出气管道，所述进气管道连接有吸风机，所述进气管道和出气管道内设置有电磁阀，所述电磁阀与信息处理芯片相连。
进一步地，所述控温装置包括设置在进气管道与大棚之间的控温箱，所述控温箱内设置有制冷组件和加热组件，所述制冷组件和加热组件均与信息处理芯片相连并受信息处理芯片驱动控制。
进一步地，所述光照传感器固定在光照检测装置中，所述光照检测装置包括设置在大棚顶部的两个检测安装架，两个所述的检测安装架之间可转动穿设有检测转轴，其中一个所述的检测安装架上固定有检测驱动电机，所述检测驱动电机的输出轴与检测转轴相连，所述检测转轴外部固定套设有套筒，所述套筒连接有检测安装座。
进一步地，所述光照传感器安装在检测安装座上，所述检测驱动电机连接有电机控制器，所述电机控制器固定在检测安装架上，所述电机控制器与信息处理芯片相连。
进一步地，所述光照调节装置包括调节底座，所述调节底座上方设置有安装底座，大棚固定在所述安装底座上，所述安装底座与调节底座之间设置有若干光照调节液压缸。
进一步地，所述光照调节液压缸的输出端竖直向上，且其与安装底座铰接，所述光照调节液压缸连接有液压缸控制器，所述液压缸控制器与信息处理芯片相连。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过设置信息采集模块、信息处理模块和驱动模块，能够实时检测大棚内温度、氧气浓度和二氧化碳浓度，并在上述数据达到预设值时自动调节大棚内的温度、氧气浓度以及二氧化碳浓度，使得大棚内的种植物能够健康生长；
(2)本发明中的信息采集模块还能够采集光照强度，同时跟你能够检测到最强光照所需要的角度，并根据该角度对大棚进行调节，使得大棚内的种植物能够尽可能地受到阳光直射，增强大棚的光照强度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为本发明光照调节装置的结构示意图；
图3为本发明光照检测装置的结构示意图。
图中标号：
1-信息采集模块；2-信息处理模块；3-驱动模块；4-换气装置；5-控温装置；6-光照调节装置；7-光照检测装置；
101-氧气传感器；102-二氧化碳传感器；103-温度传感器；104-光照传感器；
201-信息处理芯片；202-信息存储芯片；
401-进气管道；402-出气管道；403-吸风机；404-电磁阀；
501-控温箱；502-制冷组件；503-加热组件；
601-调节底座；602-安装底座；603-光照调节液压缸；604-液压缸控制器；
701-检测安装架；702-检测转轴；703-检测驱动电机；704-套筒；705-检测安装座；706-电机控制器。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，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。
如图1至图3所示，本发明提供了一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，包括信息采集模块1、信息处理模块2和驱动模块3，信息采集模块1包括氧气传感器101、二氧化碳传感器102、温度传感器103和光照传感器104，信息处理模块2包括及信息处理芯片201和信息存储芯片202，驱动模块3包括换气装置4、控温装置5和光照调节装置6，氧气传感器101、二氧化碳传感器102、温度传感器103和光照传感器104均与信息处理芯片201并将收集到的信息传递至信息处理芯片201内，信息处理芯片201与信息存储芯片202相连，信息处理芯片201将传递至其内的信息汇总处理并将之传递至信息存储芯片202内。
如图1所示，在本发明中，信息采集模块1将采集到的信息汇总至信息处理模块2，由信息处理模块2对这些信息进行分析处理，在控制驱动模块3运作，达到调节大棚内部环境的目的。其中，当氧气传感器101检测的氧气浓度小于预设的最小氧气浓度或二氧化碳传感器102检测的二氧化碳浓度大于预设的最高二氧化碳浓度时控制换气装置4开启，当温度传感器103检测的温度小于预设的最低温度时，控制控温装置5开启，当光照传感器104检测的光照强度大于预设的最高光照强度时，控制光照调节装置6开启。
如图1和图2所示，在本发明中，换气装置4包括与大棚相连的进气管道401和出气管道402，进气管道401连接有吸风机403，进气管道401连接有吸风机403，进气管道401和出气管道402内设置有电磁阀404，电磁阀404与信息处理芯片201相连，控温装置5包括设置在进气管道401与大棚之间的控温箱501，控温箱501内设置有制冷组件502和加热组件503，制冷组件502和加热组件503均与信息处理芯片201相连并受信息处理芯片201驱动控制。
在本发明中，换气装置4工作时吸风机403启动，使得外界空气通过进气管道401进入大棚内，调节大棚内部空气的氧气浓度或二氧化碳浓度，控温装置5调节大棚内空气温度的过程需要换气装置4进行协调配合。控温装置5的运作需要换气装置4处于运行状态，在此状态下，从进气管道401进入大棚的气流需要先经过控温箱501，当控温箱501内制冷组件502工作时，经过的气流的温度就会降低，从而进入大棚内的气流为低温气流，可以使大棚内的温度降低，若控温箱501内加热组件503处于工作状态，则经过的气流的温度就会上升，从而进入大棚内的气流为高温气流，可以使大棚内的温度升高，实现对大棚内部温度的调节控制。
如图1、图2和图3所示，在本发明中，光照传感器104固定在光照检测装置7中，光照检测装置7包括设置在大棚顶部的两个检测安装架701，两个的检测安装架701之间可转动穿设有检测转轴702，其中一个的检测安装架701上固定有检测驱动电机703，检测驱动电机703的输出轴与检测转轴702相连，检测转轴702外部固定套设有套筒704，套筒704连接有检测安装座705，光照传感器104安装在检测安装座705上，检测驱动电机703连接有电机控制器706，电机控制器706固定在检测安装架701上，电机控制器706与信息处理芯片201相连。
在本发明中，由于光照传感器104固定在光照检测装置7内，而在光照检测装置7中，检测驱动电机703工作时会带动检测转轴702转动，进而使套筒704和固定在套筒704上的检测安装座705以及安装在检测安装座705上的光照传感器104。当光照传感器104转动时，其检测到的光照强度不同，而在光照传感器104转动一圈所产生的光照强度数据中，必然存在一个最大值。
如图1和图2所示，在本发明中，光照调节装置6包括调节底座601，调节底座601上方设置有安装底座602，大棚固定在安装底座602上，安装底座602与调节底座601之间设置有若干光照调节液压缸603，光照调节液压缸603的输出端竖直向上，且安装底座602与光照调节液压缸603的输出端之间铰接，光照调节液压缸603连接有液压缸控制器604，液压缸控制器604与信息处理芯片201相连。
在本发明中，根据光照强度数据最大时光照传感器104所处的角度，来驱动光照调节装置6运作，使得大棚能够接受到最大的光照强度，从而使大棚内的种植物能够收到充足的光照。在光照调节装置6中，液压缸控制器604与液压缸控制器604连接并驱动其运作，当液压缸控制器604的输出端伸出或回缩时会带动安装底座602升降，由于液压缸控制器604的输出端与安装底座602之间铰接，再通过多个液压缸控制器604之间协调升降，可以改变安装底座602的倾斜角度，使得大棚能够倾斜而尽可能受到光线直射，从而使大棚内的种植物能够收到充足的光照。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (8)

1.一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，其特征在于：包括信息采集模块(1)、信息处理模块(2)和驱动模块(3)，所述信息采集模块(1)包括氧气传感器(101)、二氧化碳传感器(102)、温度传感器(103)和光照传感器(104)，所述信息处理模块(2)包括及信息处理芯片(201)和信息存储芯片(202)，所述驱动模块(3)包括换气装置(4)、控温装置(5)和光照调节装置(6)；
所述氧气传感器(101)、二氧化碳传感器(102)、温度传感器(103)和光照传感器(104)均与信息处理芯片(201)并将收集到的信息传递至信息处理芯片(201)内，所述信息处理芯片(201)与信息存储芯片(202)相连，所述信息处理芯片(201)将传递至其内的信息汇总处理并将之传递至信息存储芯片(202)内。
2.根据权利要求1所述的一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，其特征在于：当所述氧气传感器(101)检测的氧气浓度小于预设的最小氧气浓度或所述二氧化碳传感器(102)检测的二氧化碳浓度大于预设的最高二氧化碳浓度时控制所述换气装置(4)开启，当所述温度传感器(103)检测的温度小于预设的最低温度时，控制所述控温装置(5)开启，当所述光照传感器(104)检测的光照强度大于预设的最高光照强度时，控制所述光照调节装置(6)开启。
3.根据权利要求1所述的一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，其特征在于：所述换气装置(4)包括与大棚相连的进气管道(401)和出气管道(402)，所述进气管道(401)连接有吸风机(403)，所述进气管道(401)和出气管道(402)内设置有电磁阀(404)，所述电磁阀(404)与信息处理芯片(201)相连。
4.根据权利要求1所述的一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，其特征在于：所述控温装置(5)包括设置在进气管道(401)与大棚之间的控温箱(501)，所述控温箱(501)内设置有制冷组件(502)和加热组件(503)，所述制冷组件(502)和加热组件(503)均与信息处理芯片(201)相连并受信息处理芯片(201)驱动控制。
5.根据权利要求1所述的一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，其特征在于：所述光照传感器(104)固定在光照检测装置(7)中，所述光照检测装置(7)包括设置在大棚顶部的两个检测安装架(701)，两个所述的检测安装架(701)之间可转动穿设有检测转轴(702)，其中一个所述的检测安装架(701)上固定有检测驱动电机(703)，所述检测驱动电机(703)的输出轴与检测转轴(702)相连，所述检测转轴(702)外部固定套设有套筒(704)，所述套筒(704)连接有检测安装座(705)。
6.根据权利要求5所述的一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，其特征在于：所述光照传感器(104)安装在检测安装座(705)上，所述检测驱动电机(703)连接有电机控制器(706)，所述电机控制器(706)固定在检测安装架(701)上，所述电机控制器(706)与信息处理芯片(201)相连。
7.根据权利要求1所述的一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，其特征在于：所述光照调节装置(6)包括调节底座(601)，所述调节底座(601)上方设置有安装底座(602)，大棚固定在所述安装底座(602)上，所述安装底座(602)与调节底座(601)之间设置有若干光照调节液压缸(603)。
8.根据权利要求7所述的一种计算机系统集成的农业大棚监测系统，其特征在于：所述光照调节液压缸(603)的输出端竖直向上，且其与安装底座(602)铰接，所述光照调节液压缸(603)连接有液压缸控制器(604)，所述液压缸控制器(604)与信息处理芯片(201)相连。
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