CN109819820A - 一种基于物联网的农业种植大棚 - Google Patents

Abstract

一种基于物联网的农业种植大棚，大棚本体包括两个喷水板、两个活动门、大棚骨架；喷水板的内侧设有多个喷水孔，并通过浇灌管、供液水泵与水箱连接；大棚骨架的顶端设有顶板，其两侧分别铰接有半弧形板，其侧端部均设有弧形不锈钢架；顶板的上部依次设有蓄电池和太阳能板，顶板的下部依次设有加热箱、摄像头、温度和湿度传感器；半弧形板均由内侧的镜面不锈钢和外侧的太阳能板组成，其侧端部设有磁石块，并且还通过电动伸缩杆与弧形不锈钢架铰接；大棚本体的内设有通过换水管和抽液水泵与水箱连通的无土栽培箱；无土栽培箱的顶端通过四个电动伸缩杆支撑有栽培架；监控操作室内设有控制器、显示屏和操作控制台。该大棚易于实现集中监控和管理。

Description

一种基于物联网的农业种植大棚

技术领域

本发明涉及农业技术领域，具体是一种基于物联网的农业种植大棚。

背景技术

大棚的应用十分广泛，但是功能比较单一，具体存在以下几个缺陷：第一，现有大棚数量多，多通过人工进行现场管理大棚内的温度和湿度，这不仅不便于集中管理，而且人力成本较高，第二，现有的大棚的灌溉难度大，自动化程度低，一般都是通过人工观察大棚内的农作物的需要情况，然后手动控制水泵通过水管进行喷淋灌溉，不仅效率低，而且灌溉不均匀；第三，不能通过控制室对每个大棚进行集中观察，而需要人工逐个检查，灵活性差、效率低；第四，不能自动化地实现更换培养箱内的营养液，不能自动化地把成熟的农作物进行收割预处理；第五，不能自动化地控制大棚内的光照强度，也不能利用太阳能发电，节约电能，从而降低成本。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于物联网的农业种植大棚，该大棚易于实现集中监控和管理，管理效率高，且能有效降低人力成本；自动化程度高，能便于实现自动化的灌溉；能自动化地实现培养箱内的营养液的更换，能自动化地将成熟的农作物进行收割预处理；能自动化地控制大棚内的光照强度，且能有效节省能源。

本发明提供了一种基于物联网的农业种植大棚，包括包括多个大棚本体、至少一个水箱、和设置在远端的监控操作室；

所述水箱内部具有相互独立的供液室和回液室，所述回液室上端设置有与其连通的过滤箱；

所述大棚本体包括彼此相对地支撑在地面上的两个喷水板、分别安装在两个喷水板的两侧端部之间的活动门、固定连接在两个喷水板上端之间的弧形的大棚骨架和覆盖在大棚骨架外侧的透明塑料薄膜；所述喷水板为中空结构，且喷水板的内侧面设置有与其内腔连通的若干个喷水孔，喷水板的外侧面连接有与其内腔连通的浇灌管，浇灌管通过供液水泵与供液室连接；所述大棚骨架弧形面的顶端固定连接有顶板，大棚骨架弧形面的相对两侧分别设置有第一半弧形板和第二半弧形板，大棚骨架的两端部均固接有弧形不锈钢架；所述顶板的上部依次连接有蓄电池和第一太阳能板，顶板的下部固定连接有位于大棚本体内部的加热箱；

所述第一半弧形板和第二半弧形板在对应弧形不锈钢架的位置均固定有弧形磁石块；第一半弧形板和第二半弧形板的下端各自通过铰链分别与大棚骨架弧形面的两个下端铰接，第一半弧形板和第二半弧形板的侧端沿中部分别与同侧的两个第一电动伸缩杆的外端铰接，同侧的两个第一电动伸缩杆的里端分别与同侧的弧形不锈钢架底部铰接；所述第一半弧形板和第二半弧形板均由位于内侧的镜面不锈钢和位于外侧的第二太阳能板连接而成；

在大棚本体的内部设有无土栽培箱，无土栽培箱连接有与其内腔连通的换水管，所述换水管通过抽液水泵与过滤箱连通；无土栽培箱的顶端在四个拐角处均竖直地固定支撑有第二电动伸缩杆，四个第二电动伸缩杆的顶端固定支撑有水平设置在无土栽培箱上方的栽培架，栽培架上设有若干个栽种孔；

在顶板的下端通过连接杆连接有摄像头，摄像头的底端连接有温度传感器和湿度传感器；

第一太阳能板和第二太阳能板均与蓄电池连接，蓄电池分别为加热箱、摄像头、温度传感器、湿度传感器、第一电动伸缩杆和第二电动伸缩杆进行供电；

所述监控操作室内设置有控制器、显示屏和操作控制台；所述摄像头、温度传感器、湿度传感器和操作控制台均与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端分别与抽液水泵、供液水泵、显示屏、第一电动伸缩杆、第二电动伸缩杆和加热箱连接。

进一步，为了便于管理人员进出，所述无土栽培箱的两侧与两个喷水板之间均设有人行过道。

作为一种优选，所述透明塑料薄膜为聚乙烯塑料薄膜。

进一步，为了能实现对大棚内的每个角落进行全面监控，所述摄像头为度全景摄像头。

作为一种优选，所述第一半弧形板和第二半弧形板的上端分别与顶板的相对两侧搭接配合。

进一步，所述第一太阳能板和第二太阳能板均通过光伏逆变器与蓄电池连接。

进一步，为了方便维护，所述弧形磁石块通过螺栓与第一半弧形板或第二半弧形板连接；所述顶板的端部通过螺栓与弧形不锈钢架连接；所述第二电动伸缩杆的上下两端分别与栽培架和无土栽培箱之间通过螺栓固定相连；所述加热箱通过螺栓固定在顶板的下部。

作为一种优选，所述活动门通过滚轮与弧形不锈钢架滑动相连。

作为一种优选，所述温度传感器和所述湿度传感器均通过不锈钢管与摄像头的外壳相连接。

该农业种植大棚便于智能化管理，能实现大规模大棚的集中管理，可便捷地实现对每个大棚内的温度和湿度进行控制，无需人工现场检测湿度和温度情况，能有效提高效率，并能节约人工成本；该农业种植大棚能实现全自动化灌溉，并能根据大棚室内的温度和湿度情况合理控制灌溉程度，而且有利于实现均匀灌溉，灌溉效率高、速度快，无需人工职守；该农业种植大棚能利用物联网并通过监控操作室对每个大棚进行集中式观察，无需人工现场检查，灵活性好，机动性强；该农业种植大棚能实现自动化地更换培养箱内的营养液，并能在回收营养液过程中进行过滤，以便于实现营养液重复利用，并可节约成本，还可以自动把成熟的农作物进行收割预处理，便于后续的人工采摘作业；该农业种植大棚能自动化地控制大棚内的光照强度，并能利用镜面不锈钢来对大棚进行增加光照强度，也可以通过镜面不锈钢遮挡光照，以降低光照强度，同时，能利用太阳能进行发电，能节约电能，从而降低能源成本；该农业种植大棚能通过物联网实现在家里对大棚进行一体化管理，能对大棚内的环境进行全面监测，并能便捷地观察农作物的生长情况，有利于提高农业种植的自动化程度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中大棚本体的结构示意图；

图3是本发明中大棚本体内部的结构示意图；

图4是本发明中无土栽培箱的结构示意图；

图5是本发明中顶板及与其相连接部件的结构示意图；

图6是本发明中第一或第二半弧形板的结构示意图；

图7是本发明中水箱的结构示意图；

图8是本发明中电器部件的电路原理框图。

图中：1、大棚本体，2、监控操作室，3、弧形不锈钢架，4、第一半弧形板，5、铰链，6、第一电动伸缩杆，7、弧形磁石块，8、浇灌管，9、第二半弧形板，10、透明塑料薄膜，11、活动门，12、喷水板，13、顶板，14、换水管，15、大棚骨架，16、人行过道，17、喷水孔，18、无土栽培箱，19、第二电动伸缩杆，20、栽培架，21、供液室，22、第一太阳能板，23、蓄电池，24、过滤箱，25、连接杆，26、摄像头，27、镜面不锈钢，28、第二太阳能板，29、回液室，30、温度传感器，31、湿度传感器，32、加热箱，33、水箱。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1至图7所示，一种基于物联网的农业种植大棚，包括多个大棚本体1、至少一个水箱33和设置在远端的监控操作室2；作为一种优选，所述水箱33的数量为多个。作为一种优选，若干个大棚本体1可以呈矩阵式的排布，其中每排横向排布的多个大棚本体1可以组成一个大棚单元，每个大棚单元可以设置在相邻的两个水箱33之间，这样可以有利于对多个大棚本体1和多个水箱33的管理和维护工作。同时，大棚本体1内的浇灌管8和换水管14可以方便地与就近的水箱33连接。

所述水箱33内部具有相互独立的供液室21和回液室29，所述回液室29上端设置有与其连通的过滤箱24；

每组大棚单元设置在相邻的两个水箱33之间；

所述大棚本体1包括彼此相对地支撑在地面上的两个喷水板12、分别安装在两个喷水板12的两侧端部之间的活动门11、固定连接在两个喷水板12上端之间的弧形的大棚骨架15和覆盖在大棚骨架15外侧的透明塑料薄膜10；所述喷水板12为中空结构，且喷水板12的内侧面设置有与其内腔连通的若干个喷水孔17，喷水板12的外侧面连接有与其内腔连通的浇灌管8，浇灌管8通过供液水泵与供液室21连接；所述大棚骨架15弧形面的顶端固定连接有顶板13，大棚骨架15弧形面的相对两侧分别设置有第一半弧形板4和第二半弧形板9，大棚骨架15的两端部均固接有弧形不锈钢架3；所述顶板13的上部依次连接有蓄电池23和第一太阳能板22，顶板13的下部固定连接有位于大棚本体1内部的加热箱32；

所述第一半弧形板4和第二半弧形板9在对应弧形不锈钢架3的位置均固定有弧形磁石块7；第一半弧形板4和第二半弧形板9的下端各自通过铰链分别与大棚骨架15弧形面的两个下端铰接，第一半弧形板4和第二半弧形板9的侧端沿中部分别与同侧的两个第一电动伸缩杆6的外端铰接，同侧的两个第一电动伸缩杆6的里端分别与同侧的弧形不锈钢架3底部铰接；所述第一半弧形板4和第二半弧形板9均由位于内侧的镜面不锈钢27和位于外侧的第二太阳能板28连接而成；

在大棚本体1的内部设有无土栽培箱18，无土栽培箱18连接有与其内腔连通的换水管14，所述换水管14通过抽液水泵与过滤箱24连通；无土栽培箱18的顶端在四个拐角处均竖直地固定支撑有第二电动伸缩杆19，四个第二电动伸缩杆19的顶端固定支撑有水平设置在无土栽培箱18上方的栽培架20，栽培架20上设有若干个栽种孔；

在顶板的下端通过连接杆25连接有摄像头26，摄像头26的底端连接有温度传感器30和湿度传感器31；

第一太阳能板22和第二太阳能板28均与蓄电池23连接，蓄电池23分别为加热箱32、摄像头26、温度传感器30、湿度传感器31、第一电动伸缩杆6和第二电动伸缩杆19进行供电；

所述监控操作室2内设置有控制器、显示屏和操作控制台；如图8所示，所述摄像头26、温度传感器30、湿度传感器31和操作控制台均与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端分别与抽液水泵、供液水泵、显示屏、第一电动伸缩杆6、第二电动伸缩杆19和加热箱32连接。作为一种优选，还可以包括移动终端，移动终端和控制器均连接有无线通信模块，所述移动终端通过无线通信网络与控制器交互连接，从而可以方便管理人员随时了解大棚内的图像和温、湿度情况。

所述无土栽培箱18的两侧与两个喷水板12之间均设有人行过道16。

所述透明塑料薄膜10为聚乙烯塑料薄膜。

所述摄像头26为360度全景摄像头。

所述第一半弧形板4和第二半弧形板9的上端分别与顶板13的相对两侧搭接配合。

所述第一太阳能板22和第二太阳能板28均通过光伏逆变器与蓄电池23连接。

所述弧形磁石块7通过螺栓与第一半弧形板4或第二半弧形板9连接；所述顶板13的端部通过螺栓与弧形不锈钢架3连接；所述第二电动伸缩杆19的上下两端分别与栽培架20和无土栽培箱18之间通过螺栓固定相连；所述加热箱32通过螺栓固定在顶板13的下部。

所述活动门11通过滚轮与弧形不锈钢架3滑动相连。

所述温度传感器30和所述湿度传感器31均通过不锈钢管与摄像头26的外壳相连接。

工作原理：温度传感器30和湿度传感器31对大棚本体1内的温度和湿度数据进行实时采集，并将采集的数据实时发送给监控操作室2中的控制器，控制器通过显示屏将将各个大棚本体1内的情况进行实时显示；摄像头26对大棚本体1内的图像数据进行实时采集，并将采集到的图像数据实时发送给监控操作室2中的控制器，控制器通过显示屏将各个大棚本体1内的情况进行实时显示，从而能通过监控操作室2能对每个大棚本体1进行集中式的及实时的监控，也能便于监控操作室2内的管理人员的实时查看。当需要调节大棚的光照强度的时候，利用监控操作室2内的操作控制台控制第一电动伸缩杆6的伸缩杆均向外部伸出，以将大棚本体1两侧的第一半弧形板4和第二半弧形板9由贴附在大棚骨架15表面的闭合状态转换为远离大棚骨架15的展开状态。通过第一电动伸缩杆6伸缩的程度可以便捷地控制第一半弧形板4和第二半弧形板9的展开角度。当展开状态后，设置在第一半弧形板4和第二半弧形板9内部的镜面不锈钢27能将接收到的太阳光反射到透明塑料薄膜10表面以增加大棚本体1的光照强度。设置在顶板13上的第一太阳能板22、第一半弧形板4和第二半弧形板9表面的第二太阳能板28能将接收到的太阳能转化为电能，并储存在蓄电池23中，蓄电池23将电能分别供给加热箱32、摄像头26、温度传感器30、湿度传感器31、第一电动伸缩杆6和第二电动伸缩杆19，低碳环保还能节约能源。采用360度全景摄像头26对大棚内进行监控，能实现对大棚本体1无死角地监控。温度传感器30和湿度传感器31自动检测大棚内部的温度和湿度并发送给控制器，当温度过低或湿度过高的时候，控制器自动地控制加热箱32工作以对大棚内进行加热，直至达到设定的温度，当湿度过低或温度过高的时候，控制器控制加热箱32停止工作，并通过控制供液水泵工作，以将水箱21内的水通过浇灌管8输送到喷水板12中，再通过喷水孔17喷出，不仅可以喷到栽培架20上对农作物进行灌溉，也能起到降低室内温度和增加室内湿度的作用，当需要收割的时候。通过监控操作室2中的操作控制台控制四第二电动伸缩杆19的伸缩杆同步伸出，通过第二电动伸缩杆19将栽培架20升高，让农作物的水在重力的作用下滴入到无土栽培箱18内。需要更换无土栽培箱18中的营养液或需要将无土栽培箱18中的营养液排出时，通过操作控制台控制抽液水泵工作，勇士换水管14把无土栽培箱18内的营养液抽吸到过滤箱24内进行过滤，从而过滤杂质把营养液收集到回液箱29内，便于下次的再次使用，节约成本。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于物联网的农业种植大棚，包括多个大棚本体(1)，其特征在于，还包括至少一个水箱(33)和设置在远端的监控操作室(2)；

所述水箱(33)内部具有相互独立的供液室(21)和回液室(29)，所述回液室(29)上端设置有与其连通的过滤箱(24)；

所述大棚本体(1)包括彼此相对地支撑在地面上的两个喷水板(12)、分别安装在两个喷水板(12)的两侧端部之间的活动门(11)、固定连接在两个喷水板(12)上端之间的弧形的大棚骨架(15)和覆盖在大棚骨架(15)外侧的透明塑料薄膜(10)；所述喷水板(12)为中空结构，且喷水板(12)的内侧面设置有与其内腔连通的若干个喷水孔(17)，喷水板(12)的外侧面连接有与其内腔连通的浇灌管(8)，浇灌管(8)通过供液水泵与供液室(21)连接；所述大棚骨架(15)弧形面的顶端固定连接有顶板(13)，大棚骨架(15)弧形面的相对两侧分别设置有第一半弧形板(4)和第二半弧形板(9)，大棚骨架(15)的两端部均固接有弧形不锈钢架(3)；所述顶板(13)的上部依次连接有蓄电池(23)和第一太阳能板(22)，顶板(13)的下部固定连接有位于大棚本体(1)内部的加热箱(32)；

所述第一半弧形板(4)和第二半弧形板(9)在对应弧形不锈钢架(3)的位置均固定有弧形磁石块(7)；第一半弧形板(4)和第二半弧形板(9)的下端各自通过铰链分别与大棚骨架(15)弧形面的两个下端铰接，第一半弧形板(4)和第二半弧形板(9)的侧端沿中部分别与同侧的两个第一电动伸缩杆(6)的外端铰接，同侧的两个第一电动伸缩杆(6)的里端分别与同侧的弧形不锈钢架(3)底部铰接；所述第一半弧形板(4)和第二半弧形板(9)均由位于内侧的镜面不锈钢(27)和位于外侧的第二太阳能板(28)连接而成；

在大棚本体(1)的内部设有无土栽培箱(18)，无土栽培箱(18)连接有与其内腔连通的换水管(14)，所述换水管(14)通过抽液水泵与过滤箱(24)连通；无土栽培箱(18)的顶端在四个拐角处均竖直地固定支撑有第二电动伸缩杆(19)，四个第二电动伸缩杆(19)的顶端固定支撑有水平设置在无土栽培箱(18)上方的栽培架(20)，栽培架(20)上设有若干个栽种孔；

在顶板的下端通过连接杆(25)连接有摄像头(26)，摄像头(26)的底端连接有温度传感器(30)和湿度传感器(31)；

第一太阳能板(22)和第二太阳能板(28)均与蓄电池(23)连接，蓄电池(23)分别为加热箱(32)、摄像头(26)、温度传感器(30)、湿度传感器(31)、第一电动伸缩杆(6)和第二电动伸缩杆(19)进行供电；

所述监控操作室(2)内设置有控制器、显示屏和操作控制台；所述摄像头(26)、温度传感器(30)、湿度传感器(31)和操作控制台均与控制器的输入端连接，所述控制器的输出端分别与抽液水泵、供液水泵、显示屏、第一电动伸缩杆(6)、第二电动伸缩杆(19)和加热箱(32)连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的农业种植大棚，其特征在于，所述无土栽培箱(18)的两侧与两个喷水板(12)之间均设有人行过道(16)。

3.根据权利要求1或2所述的一种基于物联网的农业种植大棚，其特征在于，所述透明塑料薄膜(10)为聚乙烯塑料薄膜。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的农业种植大棚，其特征在于，所述摄像头(26)为360度全景摄像头。

5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的农业种植大棚，其特征在于，所述第一半弧形板(4)和第二半弧形板(9)的上端分别与顶板(13)的相对两侧搭接配合。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的农业种植大棚，其特征在于，所述第一太阳能板(22)和第二太阳能板(28)均通过光伏逆变器与蓄电池(23)连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的农业种植大棚，其特征在于，所述弧形磁石块(7)通过螺栓与第一半弧形板(4)或第二半弧形板(9)连接；所述顶板(13)的端部通过螺栓与弧形不锈钢架(3)连接；所述第二电动伸缩杆(19)的上下两端分别与栽培架(20)和无土栽培箱(18)之间通过螺栓固定相连；所述加热箱(32)通过螺栓固定在顶板(13)的下部。

8.根据权利要求7所述的一种基于物联网的农业种植大棚，其特征在于，所述活动门(11)通过滚轮与弧形不锈钢架(3)滑动相连。

9.根据权利要求8所述的一种基于物联网的农业种植大棚，其特征在于，所述温度传感器(30)和所述湿度传感器(31)均通过不锈钢管与摄像头(26)的外壳相连接。