CN110134041A - 一种无线控制温室苗床信息采集车及控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，涉及温室苗床信息采集车设计领域，包括主体车架模块、行进控制模块和作业探头模块；其中，所述主体车架模块被配置为由若干方管构成，所述行进控制模块被配置为通过控制系统控制所述主体车架模块位移，所述作业探头模块被配置为通过控制系统控制数据采集器位移；所述主体车架模块被置于苗床上方，所述行进控制模块与所述主体车架模块底部方管相连，所述作业探头模块与所述主体车架模块顶部方管相连。本发明通过对苗床上放置的作物信息进行原位采集，极大地降低对相邻作物造成的机械伤害，节省人力成本，有效的提高劳动生产率和单位面积产出水平，对大批量作物的生长实现全面监控。

Description

一种无线控制温室苗床信息采集车及控制系统

技术领域

本发明涉及温室苗床信息采集车设计领域，尤其涉及一种无线控制温室苗床信息采集车及控制系统。

背景技术

设施农业在现代农业中占有重要地位。我国设施农业面积已占全球的80％左右，高效集约的设施农业是我国农业今后快速发展的重点领域。设施农业是设施和现代农业的组合，包括设施蔬菜、设施花卉、设施畜牧等产业，其中，设施蔬菜的规模最大。农业集约化、规模化的不断发展，使得工厂化育苗种植蔬菜的模式渐渐普及，通过将育苗盘紧密排列放置在育苗床架上，对单盘育苗盘进行信息采集，实时掌握温度、湿度、光照强度、CO2浓度等各项指标，对育苗过程进行精准分析，摆脱传统农业自然条件的制约，从而实现高产、优质、高效的生产。

近年来，温室信息采集方式主要有人工采集、设备固定位置采集、设备移动采集等方式，其中，设备移动采集的形式主要有自动化温室图像信息采集车架和智能遥控温室信息采集车两种；自动化温室图像信息采集车架主要是基于体感感应器，自动跟随作业平台进行信息采集，智能遥控温室信息采集车则是基于悬挂式滑轨平台进行温室信息的自动监测。

目前，我国在温室育苗信息采集方面仍存在许多问题：一是工厂化育苗过程中诸多环节的作业装备空白，导致设施农业的劳动生产率和单位面积产出水平低；二是在对单盘育苗盘进行信息采集时，不断的取出和放回不仅操作繁琐，还会对周围幼苗造成一定的伤害；三是目前大部分工厂仍采用设备固定位置采集的方式，固定采集设备成本高而不能大量装备在温室中；四是已有的移动温室信息采集车仅适用于温室路面，并不适用于苗床装置。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，对苗床上放置的作物信息进行原位采集，极大地降低对相邻作物造成的机械伤害，节省人力成本，有效的提高劳动生产率和单位面积产出水平，对大批量作物的生长实现全面监控。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是克服目前在温室育苗信息采集方面劳动生产率和单位面积产出水平低、操作繁琐、易对作物幼苗造成机械伤害、对大批量作物的生长情况无法实现全面监控的问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，包括主体车架模块、行进控制模块和作业探头模块；其中，所述主体车架模块被配置为由若干方管构成，所述行进控制模块被配置为通过控制系统控制所述主体车架模块的位移，所述作业探头模块被配置为通过控制系统控制数据采集器的位移；所述主体车架模块被置于苗床上方，所述行进控制模块与所述主体车架模块底部方管相连，所述作业探头模块与所述主体车架模块顶部方管相连。

进一步地，所述主体车架模块被配置为由若干方管构成的长方体状车架，所述车架高度可调节，所述方管由三通连接件和螺栓固定连接。

进一步地，所述行进控制模块包括U型槽轮、驱动齿轮、齿条导轨、阶梯形件、驱动电机、座架；所述U型槽轮被配置为从动轮的行进形式且与所述主体车架模块底部方管下方螺栓连接；两侧所述驱动齿轮被配置为驱动轮的行进形式且通过光轴相互连接，所述光轴被配置为与所述主体车架模块底部方管上方轴座固定，所述驱动齿轮与所述齿条导轨相互适配，所述齿条导轨与所述阶梯形件螺栓连接，所述阶梯形件与所述苗床螺栓连接；所述驱动电机的链轮与所述光轴上安装的链轮通过链条相连，所述驱动电机被配置为固定于所述座架上，所述座架与所述主体车架模块底部方管螺栓连接。

进一步地，所述U型槽轮和所述驱动齿轮的数量大于或等于2且均为2的整数倍。

进一步地，所述作业探头模块包括第一横向滑台、第二横向滑台、驱动电机、竖向滑台、限位开关、数据采集器；所述第一横向滑台和所述第二横向滑台通过联轴器相连，所述竖向滑台被配置为与所述第一横向滑台和所述第二横向滑台竖直螺栓连接，所述竖向滑台与所述驱动电机通过联轴器相连；所述驱动电机被配置为控制所述第一横向滑台、所述第二横向滑台和所述竖向滑台的移动；所述竖向滑台上配置有与其等长的作业探头方管，所述竖向滑台与所述作业探头方管螺栓连接；所述限位开关与所述作业探头方管胶连；所述数据采集器与所述作业探头方管通过角件固定。

进一步地，所述作业探头模块通过LabVIEW程序的芯片与串口和WiFi相结合实现无线控制。

进一步地，所述控制系统包括单片机、HC-05蓝牙模块、蓝牙无线传输程序；所述单片机通过所述HC-05蓝牙模块和所述蓝牙无线传输程序与手机端建立连接，所述单片机通过接收所述手机端指令控制所述驱动电机运作。

进一步地，所述控制系统被配置为行进控制系统和作业探头控制系统。

进一步地，所述数据采集器可配置为工业数字相机与多种传感器相结合。

进一步地，所述驱动电机与所述控制系统、所述数据采集器与所述控制系统均为电气连接。

与现有技术相比，通过本发明的实施，至少具有以下有益的技术效果：

(1)本发明提供的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，仅需在苗床两侧安装轨道，即可搭载温室信息采集车架在苗床上行进并采集温室苗床的所有信息，实现对作物生长周期的全面监控，本装置安装方便，价格低廉；

(2)本发明提供的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，通过无线控制程序记录作业探头上数据采集器的相对位置，精准记录数据对应的实际位置，提高信息采集过程的准确性和数据的有效性；

(3)本发明提供的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，通过对苗床上放置的作物信息进行原位采集，极大地降低对相邻作物造成的机械伤害。

以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。

附图说明

图1是本发明的一个较佳实施例的温室苗床信息采集车的主视图；

图2是本发明的一个较佳实施例的温室苗床信息采集车的左视图；

其中，1-主体车架模块，2-横向滑台，3-竖向滑台，4-限位开关，5-驱动电机，6-作业探头方管，7-角件，8-控制箱，9-光轴，10-驱动齿轮，11-链条，12-座架，13-齿条导轨，14-U型槽轮，15-阶梯形件，16-苗床。

具体实施方式

以下参考说明书附图介绍本发明的多个优选实施例，使其技术内容更加清楚和便于理解。本发明可以通过许多不同形式的实施例来得以体现，本发明的保护范围并非仅限于文中提到的实施例。

在附图中，结构相同的部件以相同数字标号表示，各处结构或功能相似的组件以相似数字标号表示。附图所示的每一组件的尺寸和厚度是任意示出的，本发明并没有限定每个组件的尺寸和厚度。为了使图示更清晰，附图中有些地方适当夸大了部件的厚度。

实施例1：

如图1和图2所示，本发明提供的一种无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，包括主体车架模块1、行进控制模块和作业探头模块；其中，主体车架模块1为由若干方管构成的长方体状车架，其高度可调节，方管间由三通连接件和螺栓固定连接；行进控制模块被配置为通过控制系统控制主体车架模块1的位移，作业探头模块被配置为通过控制系统控制数据采集器的位移；主体车架模块1被置于苗床16上方，行进控制模块与主体车架模块1底部方管相连，作业探头模块与主体车架模块1顶部方管相连。

行进控制模块包括U型槽轮14、驱动齿轮10、齿条导轨13、阶梯形件15、驱动电机5、座架12；U型槽轮14以从动轮的行进形式且与主体车架模块1底部方管下方螺栓连接；两侧驱动齿轮10为驱动轮的行进形式且通过光轴9相互连接，光轴9与主体车架模块1底部方管上方通过轴座相固定，两侧驱动齿轮10与齿条导轨13相互适配，齿条导轨13与阶梯形件15螺栓连接，阶梯形件15与苗床16螺栓连接；本实施例中，U型槽轮14设置为4个，两两一对分布在主体车架模块1两侧，驱动齿轮10设置为2个，分布在主体车架模块1两侧；驱动电机5的链轮与光轴9上安装的链轮通过链条11相连，驱动电机5被配置为固定于座架12上，驱动电机5与控制系统电气连接，座架12与主体车架模块1底部方管螺栓连接。

作业探头模块包括横向滑台2、驱动电机5、竖向滑台3、限位开关4、数据采集器；横向滑台2包括第一横向滑台和第二横向滑台，两者通过联轴器相连；竖向滑台3与横向滑台2竖直螺栓连接，竖向滑台3与驱动电机5通过联轴器相连；驱动电机5被配置为控制横向滑台2和竖向滑台3的移动；竖向滑台3上配置有与其等长的作业探头方管，竖向滑台3与作业探头方管螺栓连接；限位开关4与作业探头方管胶连；数据采集器与作业探头方管通过角件7固定，数据采集器与控制系统电气连接；作业探头模块通过LabVIEW程序的芯片与串口和WiFi相结合实现无线控制，LabVIEW程序的芯片可使串口数据直接转换为WiFi数据。

控制系统包括单片机、HC-05蓝牙模块、蓝牙无线传输程序；单片机通过HC-05蓝牙模块和蓝牙无线传输程序与手机端建立连接，单片机通过接收手机端发出的指令控制驱动电机正转或反转，进而控制主体车架模块1前进或后退。

按照上述连接方式安装，将蓝牙无线传输程序配置到行进控制系统和作业探头控制系统后，通过控制箱8综合控制驱动电机5的启动和关闭。当驱动齿轮10向前正转时，U型槽轮14从动带动主体车架模块1前进，当驱动齿轮10向后反转时，U型槽轮14从动带动主体车架模块1后退；作业探头控制系统控制驱动电机5正转或反转，通过带动横向滑台2实现竖向滑台3的左右位移，同时，作业探头控制系统通过控制驱动电机5的正转或反转，实现数据采集器的上下位移，确定最佳采集位置，完成苗床16的信息采集。

实施例2：

在实施例1的基础上，本实施例中将数据采集器配置为工业数字相机、温度传感器、光学传感器的组合，当通过控制箱8启动驱动电机5，驱动齿轮10向前正转，U型槽轮14从动带动主体车架模块1前进，同时，作业探头控制系统通过控制驱动电机5的正转或反转，实现竖向滑台3的左右位移和工业数字相机、温度传感器、光学传感器的上下位移，从而确定最佳的信息采集位置。

以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，包括主体车架模块、行进控制模块和作业探头模块；其中，所述主体车架模块被配置为由若干方管构成，所述行进控制模块被配置为通过控制系统控制所述主体车架模块的位移，所述作业探头模块被配置为通过控制系统控制数据采集器的位移；所述主体车架模块被置于苗床上方，所述行进控制模块与所述主体车架模块底部方管相连，所述作业探头模块与所述主体车架模块顶部方管相连。

2.如权利要求1所述的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述主体车架模块被配置为由若干方管构成的长方体状车架，所述车架高度可调节，所述方管由三通连接件和螺栓固定连接。

3.如权利要求1所述的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述行进控制模块包括U型槽轮、驱动齿轮、齿条导轨、阶梯形件、驱动电机、座架；所述U型槽轮被配置为从动轮的行进形式且与所述主体车架模块底部方管下方螺栓连接；两侧所述驱动齿轮被配置为驱动轮的行进形式且通过光轴相互连接，所述光轴被配置为与所述主体车架模块底部方管上方轴座固定，所述驱动齿轮与所述齿条导轨相互适配，所述齿条导轨与所述阶梯形件螺栓连接，所述阶梯形件与所述苗床螺栓连接；所述驱动电机的链轮与所述光轴上安装的链轮通过链条相连，所述驱动电机被配置为固定于所述座架上，所述座架与所述主体车架模块底部方管螺栓连接。

4.如权利要求3所述的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述U型槽轮和所述驱动齿轮的数量大于或等于2且均为2的整数倍。

5.如权利要求1所述的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述作业探头模块包括第一横向滑台、第二横向滑台、驱动电机、竖向滑台、限位开关、数据采集器；所述第一横向滑台和所述第二横向滑台通过联轴器相连，所述竖向滑台被配置为与所述第一横向滑台和所述第二横向滑台竖直螺栓连接，所述竖向滑台与所述驱动电机通过联轴器相连；所述驱动电机被配置为控制所述第一横向滑台、所述第二横向滑台和所述竖向滑台的移动；所述竖向滑台上配置有与其等长的作业探头方管，所述竖向滑台与所述作业探头方管螺栓连接；所述限位开关与所述作业探头方管胶连；所述数据采集器与所述作业探头方管通过角件固定。

6.如权利要求1所述的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述作业探头模块通过LabVIEW程序的芯片与串口和WiFi相结合实现无线控制。

7.如权利要求1所述的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述控制系统包括单片机、HC-05蓝牙模块、蓝牙无线传输程序；所述单片机通过所述HC-05蓝牙模块和所述蓝牙无线传输程序与手机端建立连接，所述单片机通过接收所述手机端指令控制所述驱动电机运作。

8.如权利要求7所述的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述控制系统被配置为行进控制系统和作业探头控制系统。

9.如权利要求5所述的无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述数据采集器可配置为工业数字相机与多种传感器相结合。

10.如权利要求3和5所述的任一无线控制温室苗床信息采集车及控制系统，其特征在于，所述驱动电机与所述控制系统、所述数据采集器与所述控制系统均为电气连接。