CN110209094A - 区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统及其方法 - Google Patents

Abstract

区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统及其方法，包括种植装置、供给装置及总控中心，种植装置包括种植区域、隔离区间、磁悬浮底座、弧形放置槽、区域调节电磁铁、霍尔传感器、种植壳体、升降调节电磁铁及区域处理器，供给装置包括透明通道、进气孔、支撑柱体、旋转伸缩机构、遮挡盖、抽气设备、导气设备、压缩设备及监控摄像头，区域处理器设于磁悬浮底座内，总控中心设于种植区域的控制室内并设有无线模块；智能控制种植区域的种植物进行磁悬浮旋转，以使得种植物均匀受到光照并预防虫类、鸟类及陆地动物对种植物的伤害，并智能抽取种植物在进行光合作用时产生的氧气并将抽取的空气导入至压缩设备进行压缩，以将含氧量高的空气运输至城市。

Description

区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统及其方法

技术领域

本发明涉及农业种植领域，特别涉及一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统及其方法。

背景技术

磁悬浮技术（英文：electromagnetic levitation，electromagneticsuspension）简称EML技术或EMS技术)是指利用磁力克服重力使物体悬浮的一种技术。

目前的悬浮技术主要包括磁悬浮、光悬浮、声悬浮、气流悬浮、电悬浮、粒子束悬浮等，其中磁悬浮技术比较成熟。

磁悬浮技术实现形式比较多，主要可以分为系统自稳的被动悬浮和系统不能自稳的主动悬浮等。

磁悬浮技术的系统，是由转子、传感器、控制器和执行器4部分组成，其中执行器包括电磁铁和功率放大器两部分。假设在参考位置上，转子受到一个向下的扰动，就会偏离其参考位置，这时传感器检测出转子偏离参考点的位移，作为控制器的微处理器将检测的位移变换成控制信号，然后功率放大器将这一控制信号转换成控制电流，控制电流在执行磁铁中产生磁力，从而驱动转子返回到原来平衡位置。因此，不论转子受到向下或向上的扰动，转子始终能处于稳定的平衡状态。

然，如何将磁悬浮、农业种植以及物联网相结合，在设定时间区间内智能控制种植壳体进行磁悬浮操作，同时将种植物进行光合作用时产生的氧气抽取至压缩设备并由压缩设备压缩至储气罐内，以供运输至城市内，提高城市的空气的含氧量是目前急需解决的问题。

发明内容

发明目的：为了克服背景技术中的缺点，本发明实施例提供了一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统及其方法，能够有效解决上述背景技术中涉及的问题。

技术方案：

一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，包括种植装置、供给装置以及总控中心，所述种植装置包括种植区域、隔离区间、磁悬浮底座、弧形放置槽、区域调节电磁铁、霍尔传感器、种植壳体、升降调节电磁铁以及区域处理器；

所述种植区域设置于种植用户规划区域；所述隔离区间均匀排列于种植区域；所述磁悬浮底座与隔离区间对应并设置于隔离区间上方；所述弧形放置槽设置于磁悬浮底座上方并与种植壳体的外壳下方弧度一致；所述区域调节电磁铁设置于磁悬浮底座内部并与磁悬浮底座固定；所述霍尔传感器设置于磁悬浮底座内部；所述种植壳体由外壳、升降槽以及内壳组成，所述升降槽设置于外壳内部并储有植物生长液，且采用浮力原理为内壳种植物补充水分；所述内壳放置于升降槽内部并种植有种植用户需求的农作物；所述升降调节电磁铁设置于外壳内部底端；

所述供给装置包括透明通道、进气孔、支撑柱体、旋转伸缩机构、遮挡盖、抽气设备、导气设备、压缩设备以及监控摄像头；

所述透明通道与隔离区间对应并设置于隔离区间上方，且将磁悬浮底座笼罩；所述进气孔设置于透明通道下方；所述支撑柱体设置于透明通道侧方并与透明通道临近；所述旋转伸缩机构设置于支撑柱体前端侧方并与遮挡盖连接；所述遮挡盖设置于旋转伸缩机构前端并在伸出完成后中心与透明通道中心对应，且将透明通道顶端封闭；所述抽气设备通过抽气管与遮挡盖下方的抽气口连接；所述导气设备通过第一输气管与抽气设备连接并通过第二输气管与压缩设备连接；所述压缩设备通过压缩口与储气罐装卸连接；所述监控摄像头与隔离区间对应并设置于隔离区间上方；

所述区域处理器设置于磁悬浮底座内部并分别与区体调节电磁铁以及霍尔传感器电连接，且分别与所在隔离区间区域的升降调节电磁铁、旋转伸缩机构、抽气设备以及监控摄像头无线连接；

所述总控中心设置于种植区域规划的控制室内并设置有无线模块，所述无线模块与区域处理器、监控摄像头、导气设备、压缩设备以及种植用户外部设备无线连接并传输总控中心设定的控制信号。

作为本发明的一种优选方式，所述种植装置还包括抵触型无线充电底座、抵触型无线充电接收器以及微型充电电池，所述抵触型无线充电底座设置于磁悬浮底座的弧形放置槽中心；所述抵触型无线充电接收器设置于外壳下方中心并与微型充电电池连接；所述微型充电电池设置于外壳内部底端并与升降调节电磁铁电连接。

作为本发明的一种优选方式，所述供给装置还包括植物补光灯，所述植物补光灯设置于遮挡盖下方并采用全光谱灯，且与无线模块无线连接。

作为本发明的一种优选方式，所述种植装置还包括微型渗透孔以及内壳刻度标识，所述微型渗透孔设置于内壳底部；所述内壳刻度标识镌刻于内壳外壁表面。

作为本发明的一种优选方式，还包括补给装置，所述补给装置包括补水开关头以及补水导管，所述补水开关头设置于遮挡盖下方并在遮挡盖伸出完成后与内壳上表面对应，且与补水导管连接并与所在隔离区间的区域处理器无线连接；所述补水导管分别与补水开个头以及种植区域埋设的供水管道连接。

作为本发明的一种优选方式，所述供给装置还包括排气管道、排气开关头以及排气设备，所述排气管道分别与排气设备以及排气开关头连接；所述排气开关头设置于遮挡盖下方并与所在隔离区间的区域处理器无线连接；所述排气设备通过排气口与储气罐装卸连接并与无线模块无线连接。

作为本发明的一种优选方式，所述种植装置还包括阻隔机构，所述阻隔机构包括阻隔外层、阻隔内层以及PTFE空气过滤膜，所述阻隔外层设置于进气孔外侧并与所在隔离区间的区域处理器无线连接；所述阻隔内层设置于阻隔外层内侧位置并与所在隔离区间的区域处理器无线连接；所述阻隔外层以及阻隔内层用于在通电后阻隔水滴；所述PTFE空气过滤膜设置于进气孔内侧并采用透气不透水技术。

一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植方法，使用一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，所述方法包括以下步骤：

通过总控中心联网实时获取当前时间信息并向监控摄像头发送监控信号，所述监控摄像头根据监控影像启动实时摄取监控影像并将实时监控影像分别反馈给总控中心以及所在隔离区间的区域处理器；

总控中心向旋转伸缩机构发送覆盖信号并向区域处理器发送第一磁浮信号，所述旋转伸缩机构根据覆盖信号驱动连接的遮挡盖完全伸出以将透明通道封闭并向总控中心反馈覆盖完成信号；

所述区域处理器根据第一磁浮信号向霍尔传感器发送检测信号，所述霍尔传感器根据检测信号启动获取磁场强度信息并将磁场强度信息实时反馈给区域处理器；

所述区域处理器向区域调节电磁铁以及升降调节电磁铁实时发送有磁场强度信息及第一磁浮信号，所述升降调节电磁铁根据第一磁浮信号启动通电进入电磁状态，所述区域调节电磁铁根据第一磁浮信号启动通电进入与升降调节电磁铁磁性相同的电磁状态并根据实时磁场强度信息控制种植壳体上升至透明通道中间位置，且根据实时磁场强度信息控制升降调节电磁铁中心与区域调节电磁铁中心对应并控制区域调节电磁铁带动种植壳体进入旋转模式；

所述总控中心根据获取的当前时间信息判断时间区间并根据时间区间执行第一操作或第二操作；

所述第一操作包括以下步骤：

所述总控中心根据覆盖完成信号向抽气设备及导气设备发送启动信号，所述抽气设备根据启动信号启动通过抽气口抽取透明通道内部的空气，所述导气设备根据启动信号启动通过第二输气管将空气导入压缩设备并向总控中心反馈导气启动信号；

所述总控中心根据导气启动信号向压缩设备发送压缩启动信号，所述压缩设备根据压缩启动信号启动将第二输气管导入的空气通过压缩口压缩至连接的储气罐内并在储气罐到达预设压力值后，向种植用户外部设备反馈警报信息；

所述第二操作包括以下步骤：

所述总控中心根据覆盖完成信号向植物补光灯发送启动信号，所述植物补光灯根据启动信号启动进入全光谱补光状态并向总控中心反馈植物补光信号。

作为本发明的一种优选方式，在区域处理器接收到实时监控影像且遮挡盖将透明通道封闭完成后，所述方法还包括以下步骤：

区域处理器根据实时监控影像分析所在隔离区间的种植壳体的内壳刻度标识信息并根据所述内壳刻度标识信息实时判断外壳的升降槽内部植物生长液信息；

若判断出所述升降槽内部的植物生长液高度低于第一预设高度则向补水开关头发送实时植物生长液信息以及补水信号，所述补水开关头根据实时植物生长液信息以及补水信号通过补水导管将植物生长液补充至内壳位置直至升降槽内部植物生长液信息达到第二预设高度值。

作为本发明的一种优选方式，在植物补光灯进入全光谱补光状态并向总控中心反馈植物补光信号后，所述方法还包括以下步骤：

总控中心根据植物补光信号向排气设备发送启动信号并向排气开关头发送排气开启信号，所述排气设备根据启动信号启动通过排气口将连接的储气罐内的废气导入至连接的排气管道内，所述排气开关头根据排气开启信号开启通过连接的排气管道将废气排放至遮挡盖下方的透明通道空间内；

总控中心在联网实时获取当前时间信息时，所述方法还包括以下步骤：

总控中心联网实时获取当前预设区域的天气信息并判断预设区域的天气区间，且根据天气区间执行第一防护操作以及第二防护操作：

所述第一防护操作包括：

总控中心向区域处理器发送第一防护信号，所述区域处理器根据第一防护信号向所在隔离区间的阻隔外层以及阻隔内层发送通电信号，所述阻隔外层以及阻隔内层根据通电信号分别进入通电状态；

总控中心向植物补光灯发送启动信号，所述植物补光灯根据启动信号启动进入全光谱补光状态；

所述第二防护操作包括：

总控中心向区域处理器发送第二磁浮信号，所述区域处理器根据第二磁浮信号向霍尔传感器发送检测信号，所述霍尔传感器根据检测信号启动获取磁场强度信息并将磁场强度信息实时反馈给区域处理器；

所述区域处理器向区域调节电磁铁以及升降调节电磁铁实时发送有磁场强度信息及第二磁浮信号，所述升降调节电磁铁根据第二磁浮信号启动通电进入电磁状态，所述区域调节电磁铁根据第二磁浮信号启动通电进入与升降调节电磁铁磁性相异的电磁状态并根据实时磁场强度信息控制种植壳体上升至透明通道顶端位置，且根据实时磁场强度信息控制升降调节电磁铁中心与区域调节电磁铁中心对应并控制区域调节电磁铁带动种植壳体进入旋转模式。

本发明实现以下有益效果：

1. 在日间区间内智能控制支撑柱体的伸缩旋转机构驱动遮挡盖将透明通道进行封闭并在透明通道封闭后，控制种植壳体磁悬浮并进行旋转操作，同时控制抽气设备抽取透明通道内部包含有种植壳体的种植物光合作用时产生氧气的空气并将抽取的空气通过导气设备导入至压缩设备内，由压缩设备将该空气压缩存储至储气罐内，以将储气罐运输至城市内部释放，增加城市的空气的含氧量，同时利用磁悬浮种植农作物，既可以使得种植物均匀受到光照，又可以预防虫类、鸟类及陆地动物对种植物的伤害，提高农作物的收益；在夜间区间且在控制种植壳体磁悬浮后，控制植物补光灯开启并控制排气设备开启，将包含有城市空气的储气罐内的空气排放至封闭的透明通道内，由透明通道内的种植通过植物补光灯进行光合作用净化该空气。

2.在种植壳体进行磁悬浮后，通过监控摄像头摄取的影像实时监控种植壳体的外壳与内壳之间的刻度信息，并在液体液位低于设定的值时，控制补水开头开启为外壳的升降槽补充液体。

3.若在降雨、降雪或阴天时，控制透明通道的进气孔内的阻隔外层以及阻隔内层通电，实时将水滴通过电荷进行排斥形成第一道防护，同时通过PTFE空气过滤膜进行第二道防护，从而避免水滴进入透明通道；且在降雨、降雪或阴天天气时，开启植物补光灯为种植物提供光照。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并于说明书一起用于解释本公开的原理。

图1为本发明其中一个示例提供的区域处理器的连接关系图。

图2为本发明其中一个示例提供的总控中心的连接关系图。

图3为本发明其中一个示例提供的隔离区间区域的第一示意图。

图4为本发明其中一个示例提供的隔离区间区域的第二示意图。

图5为本发明其中一个示例提供的隔离区间区域的第三示意图。

图6为本发明其中一个示例提供的隔离区间区域的透明通道的透明示意图。

图7为本发明其中一个示例提供的隔离区间的透明通道所在区域的俯视示意图。

图8为本发明其中一个示例提供的种植壳体的示意图。

图9为本发明其中一个示例提供的种植壳体的内壳示意图。

图10为本发明其中一个示例提供的种植壳体的外壳示意图。

图11为本发明其中一个示例提供的支撑柱体的示意图。

图12为本发明其中一个示例提供的遮挡盖的第一示意图。

图13为本发明其中一个示例提供的遮挡盖的第二示意图。

图14为本发明其中一个示例提供的进气孔的剖视示意图。

其中，1.种植装置，2.供给装置，3.总控中心，4.补给装置，30.无线模块，40.补水开关头，41.补水导管，101.隔离区间，102.磁悬浮底座，103.弧形放置槽，104.区域调节电磁铁，105.霍尔传感器，106.外壳、107.升降槽，108.内壳，109.升降调节电磁铁，110.区域处理器，111.抵触型无线充电底座，112.抵触型无线充电接收器，113.微型充电电池，114.微型渗透孔，115.内壳刻度标识，116.阻隔外层、117.阻隔内层，118.PTFE空气过滤膜，200.透明通道，201.进气孔，202.支撑柱体，203.旋转伸缩机构，204.遮挡盖，205.抽气设备，206.导气设备，207.压缩设备，208.监控摄像头，209.植物补光灯，210.排气管道、211.排气开关头，212.排气设备。

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。

实施例一

参考图1-13所示。

具体的，本实施例提供一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，包括种植装置1、供给装置2以及总控中心3，种植装置1包括种植区域、隔离区间101、磁悬浮底座102、弧形放置槽103、区域调节电磁铁104、霍尔传感器105、种植壳体、升降调节电磁铁109以及区域处理器110。

种植区域设置于种植用户规划区域；隔离区间101均匀排列于种植区域；磁悬浮底座102与隔离区间101对应并设置于隔离区间101上方；弧形放置槽103设置于磁悬浮底座102上方并与种植壳体的外壳106下方弧度一致；区域调节电磁铁104设置于磁悬浮底座102内部并与磁悬浮底座102固定；霍尔传感器105设置于磁悬浮底座102内部；种植壳体由外壳106、升降槽107以及内壳108组成，升降槽107设置于外壳106内部并储有植物生长液，且采用浮力原理为内壳108种植物补充水分；内壳108放置于升降槽107内部并种植有种植用户需求的农作物；升降调节电磁铁109设置于外壳106内部底端。

其中，隔离区间101设置有若干个并临接排列于种植区域位置；区域调节电磁铁104为通过交流电压适配器提供磁能形成的磁铁；种植壳体磁悬浮是利用磁场作用原理，让区域调节电磁铁104产生的磁场方向与升降调节电磁铁109的几何重心保持在一条直线上，以通过电场力、磁场力以及重力的相互配合，将种植壳体进行悬浮；种植壳体悬浮自转的原理，是利用升降调节电磁铁109的磁场与区域调节电磁铁104的磁场相互作用，从而产生力学势能，当升降调节电磁铁109试图向侧方移动时，种植壳体的转轴不再平衡，而是跟着区域调节电磁铁104的磁力线向一致侧方倾斜，这时升降调节电磁铁109跟随区域调节电磁铁104产生的磁力调整自身转轴方向，从而使得稳定悬浮自转。

其中，每个磁悬浮底座102内设置有四个区域调节电磁铁104，该四个区域调节电磁铁104中心区域设置有霍尔传感器105；当区域调节电磁铁104未启动时，种植壳体的底部与弧形放置槽103抵触；当种植壳体的底座需要上升或下降是，同步调节区域调节电磁铁104以及升降调节电磁铁109的磁力，以将种植壳体升起或下降；种植壳体的外壳106底部为弧形，上方为长方体；自动化农业种植系统内部的管道均采用软管并通过支撑柱体202走线。

供给装置2包括透明通道200、进气孔201、支撑柱体202、旋转伸缩机构203、遮挡盖204、抽气设备205、导气设备206、压缩设备207以及监控摄像头208。

透明通道200与隔离区间101对应并设置于隔离区间101上方，且将磁悬浮底座102笼罩；进气孔201设置于透明通道200下方；支撑柱体202设置于透明通道200侧方并与透明通道200临近；旋转伸缩机构203设置于支撑柱体202前端侧方并与遮挡盖204连接；遮挡盖204设置于旋转伸缩机构203前端并在伸出完成后中心与透明通道200中心对应，且将透明通道200顶端封闭；抽气设备205通过抽气管与遮挡盖204下方的抽气口连接；导气设备206通过第一输气管与抽气设备205连接并通过第二输气管与压缩设备207连接；压缩设备207通过压缩口与储气罐装卸连接；监控摄像头208与隔离区间101对应并设置于隔离区间101上方。

其中，种植壳体在透明通道200内部时，种植壳体无法翻转；旋转伸缩机构203由旋转轴、伸缩式液压缸以及活塞杆组成，旋转轴设置于支撑柱体202顶端位置并分别与支撑柱体202以及伸缩式液压缸连接，且与区域处理器110以及无线模块30无线连接；伸缩式液压缸分别与旋转轴以及活塞杆连接，且与区域处理器110以及无线模块30无线连接，用于驱动连接的活塞杆伸缩；活塞杆分别与伸缩式液压缸以及遮挡盖204连接，用于驱动连接的遮挡盖204伸缩；抽气设备205设置于遮挡盖204上方位置并连接有抽气管以及第一输气管；导气设备206设置于种植区域地面内部位置并连接有第一输气管以及第二输气管；压缩设备207设置于种植区域规划的压缩仓库内部并连接有第二输气管，用于将第二输气管导入的空气压缩至连接的储气罐内，储气罐达到预设压力后智能提醒操作人员更换；装卸连接是指储气罐既可以固定连接于压缩口，又可以从压缩口拆卸。

其中，支撑柱体202中段位置设置有与旋转轴对应的同步旋转轴，同步旋转轴与遮挡盖204上方若干设备的管道对应连接，以供管道走线，当旋转轴旋转时，同步旋转轴与旋转轴保持一致旋转；所述支撑柱体202对应两个隔离区间101，即支撑柱体202设置于两个隔离区间101的中间区域。

区域处理器110设置于磁悬浮底座102内部并分别与区体调节电磁铁以及霍尔传感器105电连接，且分别与所在隔离区间101区域的升降调节电磁铁109、旋转伸缩机构203、抽气设备205以及监控摄像头208无线连接；

总控中心3设置于种植区域规划的控制室内并设置有无线模块30，无线模块30与区域处理器110以及监控摄像头208无线连接并传输总控中心3设定的控制信号。

作为本发明的一种优选方式，种植装置1还包括抵触型无线充电底座111、抵触型无线充电接收器112以及微型充电电池113，抵触型无线充电底座111设置于磁悬浮底座102的弧形放置槽103中心；抵触型无线充电接收器112设置于外壳106下方中心并与微型充电电池113连接；微型充电电池113设置于外壳106内部底端并与升降调节电磁铁109电连接。

其中，抵触型无线充电底座111、抵触型无线充电接收器112以及微型充电电池113均与所在隔离区间101的区域处理器110连接。

具体的，当外壳106内部的微型充电电池113电量低于20%后，向所在隔离区间101的区域处理器110发送充电信号，区域处理器110控制抵触型无线充电底座111以及抵触型无线充电接收器112开启进入抵触无线充电模式，同时区域处理器110控制区域调节电磁铁104以及升降调节电磁铁109缓慢减少磁力强度，以将种植壳体缓慢下降直至与磁悬浮底座102的弧形放置槽103抵触，在种植壳体与弧形放置槽103抵触完成后，抵触型无线充电接收器112与抵触型无线充电底座111抵触进行无线充电，从而达到为微型充电电池113充电。

具体的，当外壳106内部的微型充电电池113电量充电至95%后，向所在隔离区间101的区域处理器110发送充电完成信号，区域处理器110控制抵触型无线充电底座111以及抵触型无线充电接收器112关闭，然后区域处理器110控制区域调节电磁铁104以及升降调节电磁铁109缓慢增加磁力强度，以将种植壳体复位至充电前的高度。

作为本发明的一种优选方式，供给装置2还包括植物补光灯209，植物补光灯209设置于遮挡盖204下方并采用全光谱灯，且与无线模块30无线连接。

一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植方法，使用一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，方法包括以下步骤：

S1、通过总控中心3联网实时获取当前时间信息并向监控摄像头208发送监控信号，监控摄像头208根据监控影像启动实时摄取监控影像并将实时监控影像分别反馈给总控中心3以及所在隔离区间101的区域处理器110。

具体的，监控影像是指监控摄像头208摄取的所在隔离区间101范围内的环境影像；在监控摄像头208启动后，实时将摄取的影像传输给连接的总控中心3以及区域处理器110。

S2、总控中心3向旋转伸缩机构203发送覆盖信号并向区域处理器110发送第一磁浮信号，旋转伸缩机构203根据覆盖信号驱动连接的遮挡盖204完全伸出以将透明通道200封闭并向总控中心3反馈覆盖完成信号。

具体的，总控中心3向旋转伸缩机构203的旋转轴以及伸缩式液压缸发送覆盖信号后，旋转轴驱动连接的伸缩式液压缸通过活塞杆带动遮挡盖204逆时针旋转90°，以将遮挡盖204与透明通道200对应，在旋转轴旋转完成后，伸缩式液压缸根据覆盖信号驱动连接的活塞杆将连接的遮挡盖204完全伸出，以保持遮挡盖204的中心与透明通道200的中心对应，即通过遮挡盖204将透明通道200封闭。

S3、区域处理器110根据第一磁浮信号向霍尔传感器105发送检测信号，霍尔传感器105根据检测信号启动获取磁场强度信息并将磁场强度信息实时反馈给区域处理器110。

S4、区域处理器110向区域调节电磁铁104以及升降调节电磁铁109实时发送有磁场强度信息及第一磁浮信号，升降调节电磁铁109根据第一磁浮信号启动通电进入电磁状态，区域调节电磁铁104根据第一磁浮信号启动通电进入与升降调节电磁铁109磁性相同的电磁状态并根据实时磁场强度信息控制种植壳体上升至透明通道200中间位置，且根据实时磁场强度信息控制升降调节电磁铁109中心与区域调节电磁铁104中心对应并控制区域调节电磁铁104带动种植壳体进入旋转模式。

具体的，在控制种植壳体悬浮时，采用的技术为磁悬浮技术并且缓慢增加磁力，以让种植壳体缓慢且稳定的升起；磁悬浮底座102内部内置有功率放大器。

S5、总控中心3根据获取的当前时间信息判断时间区间并根据时间区间执行第一操作或第二操作。

具体的，时间区间分为日间区间和夜间区间，日间区间为8：00-17：00；夜间区间为17：01-7:59；当处于日间区间时总控中心3执行第一操作，当处于夜间区间时总控中心3执行第二操作。

第一操作包括以下步骤：

S500、总控中心3根据覆盖完成信号向抽气设备205及导气设备206发送启动信号，抽气设备205根据启动信号启动通过抽气口抽取透明通道200内部的空气，导气设备206根据启动信号启动通过第二输气管将空气导入压缩设备207并向总控中心3反馈导气启动信号。

具体的，抽气设备205通过抽气管连接的抽气口抽取透明通道200内部含有种植物光合作用产生的氧气的空气，当透明通道200内部的空气被抽取时会产生负压，从而让透明通道200外部的空气从进气孔201位置进入，以补充透明通道200内部的空气，在抽气设备205抽气后通过第一输气管导入至导气设备206，再由导气设备206通过第二输气管导入至压缩设备207，最后由压缩设备207将空气压缩至连接的储气罐内；储气罐由运输人员运输至城市指定区域排放，从而将种植区域含氧量高的空气排放至城市，增加城市空气的含氧量；在城市相对区域设置有另一抽气设备205、导气设备206以及压缩设备207，以抽取压缩城市内部含氧量低且二氧化碳含量高的空气，从而将含有该空气的储气罐运输至种植区域，进行排放，以让植物通过光合作用净化该空气。

其中，城市相对区域是指，若排放区位于城南则城市相对区域位于城北，以避免排放的含氧量高的空气被当做含氧量低且二氧化碳含量高的空气抽取。

S501、总控中心3根据导气启动信号向压缩设备207发送压缩启动信号，压缩设备207根据压缩启动信号启动将第二输气管导入的空气通过压缩口压缩至连接的储气罐内并在储气罐到达预设压力值后，向种植用户外部设备反馈警报信息。

其中，预设压力值为8-10Mp，在本实施例中优选为10Mp。

第二操作包括以下步骤：

S510、总控中心3根据覆盖完成信号向植物补光灯209发送启动信号，植物补光灯209根据启动信号启动进入全光谱补光状态并向总控中心3反馈植物补光信号。

具体的，当处于夜间时开启植物补光灯209为植物进行补光，且不开启抽气设备205、导气设备206以及压缩设备207。

具体的，在日间区间时，可以根据种植壳体内的种植物高度信息控制种植壳体悬浮至对应高度，例如若最高的种植物顶端与磁悬浮平台相差1米则将除此以外所有的种植壳体悬浮上升，以让所有的种植壳体内的种植物顶端位于同一水平面，即保持所有种植物高度一致，以让种植物均可受到光照，种植壳体的高度根据种植物生长高度实时调节，以实时保持种植物顶端位于同一水平面。

实施例二

参考图1-6，8-10，图12-13所示。

具体的，本实施例与实施例一基本上一致，区别之处在于，本实施例中，种植装置1还包括微型渗透孔114以及内壳刻度标识115，微型渗透孔114设置于内壳108底部；内壳刻度标识115镌刻于内壳108外壁表面。

其中，微型渗透孔114只能渗透水分子，无法让内壳108内的土壤渗透至升降槽107；内壳刻度标识115为内壳108所在升降槽107内对应液体容量信息，例如，当前升降槽107内部的液体容量为200毫升，则内壳108浮起后，外壳106顶端保持与内壳108的内壳刻度标识115200毫升位置同一水平面。

作为本发明的一种优选方式，还包括补给装置4，补给装置4包括补水开关头40以及补水导管41，补水开关头40设置于遮挡盖204下方并在遮挡盖204伸出完成后与内壳108上表面对应，且与补水导管41连接并与所在隔离区间101的区域处理器110无线连接；补水导管41分别与补水开个头以及种植区域埋设的供水管道连接。

具体的，补水开关头40开启后通过补水导管41将种植区域埋设的供水管道供给的植物生长液滴入至内壳108上表面位置，然后通过内壳108位置的土壤及微型渗透孔114渗透至升降槽107内。

作为本发明的一种优选方式，在区域处理器110接收到实时监控影像且遮挡盖204将透明通道200封闭完成后，方法还包括以下步骤：

S20、区域处理器110根据实时监控影像分析所在隔离区间101的种植壳体的内壳刻度标识115信息并根据内壳刻度标识115信息实时判断外壳106的升降槽107内部植物生长液信息。

具体的，若区域处理器110根据监控影像分析出种植壳体的外壳106顶端与内壳108的内壳刻度标识115的40毫升位置位于同一水平面后，则判断外壳106的升降槽107内部的植物生长液容量为40ml。

S21、若判断出升降槽107内部的植物生长液高度低于第一预设高度则向补水开关头40发送实时植物生长液信息以及补水信号，补水开关头40根据实时植物生长液信息以及补水信号通过补水导管41将植物生长液补充至内壳108位置直至升降槽107内部植物生长液信息达到第二预设高度值。

具体的，第一预设高度为升降槽107总容量的10%，例如升降槽107总容量为500毫升则第一预设高度为50毫升；第二预设高度值为升降槽107总容量的45%，例如升降槽107总容量为500毫升则第二预设高度为225毫升；补充植物生长液时，将植物生长液缓滴至内壳108上表面，通过内壳108内部的土壤及内壳108下方的微型渗透孔114渗透至升降槽107内，从而将内壳108浮起。

其中，植物生长液可以是清水、营养液与水的混合物等提供植物生长的液体。

实施例三

参考图1-7，图12-14所示。

具体的，本实施例与实施例一基本上一致，区别之处在于，本实施例中，供给装置2还包括排气管道210、排气开关头211以及排气设备212，排气管道210分别与排气设备212以及排气开关头211连接；排气开关头211设置于遮挡盖204下方并与所在隔离区间101的区域处理器110无线连接；排气设备212通过排气口与储气罐装卸连接并与无线模块30无线连接。

具体的，排气设备212与装有城市内部含氧量低且二氧化碳含量高的空气的储气罐连接，以将该储气罐内部的空气导入至透明通道200内部，以供隔离区间101的种植物进行净化；即白天种植物光合作用生产氧气由压缩设备207压缩运输至城市排放，夜间种植物通过植物补光灯209进行光合作用将排气设备212导入的空气进行净化。

作为本发明的一种优选方式，种植装置1还包括阻隔机构，阻隔机构包括阻隔外层116、阻隔内层117以及PTFE空气过滤膜118，阻隔外层116设置于进气孔201外侧并与所在隔离区间101的区域处理器110无线连接；阻隔内层117设置于阻隔外层116内侧位置并与所在隔离区间101的区域处理器110无线连接；阻隔外层116以及阻隔内层117用于在通电后阻隔水滴；PTFE空气过滤膜118设置于进气孔201内侧并采用透气不透水技术。

具体的，阻隔外层116与阻隔内层117通电后，阻隔外层116的水滴会带有电荷，当阻隔外层116的水滴靠近带电的阻隔内层117后，在带电体电场的影响下发生偏转，又由于带同种电荷的水滴相互排斥，克服表面张力的作用而分散为许多更小的水滴，向四周散开，从而阻止水滴进入透明通道200内；PTFE空气过滤膜118是作为阻止水滴进入透明通道200的第二层防护。

作为本发明的一种优选方式，在植物补光灯209进入全光谱补光状态并向总控中心3反馈植物补光信号后，方法还包括以下步骤：

S511、总控中心3根据植物补光信号向排气设备212发送启动信号并向排气开关头211发送排气开启信号，排气设备212根据启动信号启动通过排气口将连接的储气罐内的废气导入至连接的排气管道210内，排气开关头211根据排气开启信号开启通过连接的排气管道210将废气排放至遮挡盖204下方的透明通道200空间内。

具体的，在总控中心3接收到植物补光信号以及种植用户外部设备发送的排气指令后，即说明种植用户将存储有城市区域的空气的储气罐与排气设备212的排气口连接完成；在排气开关头211开启后，通过排气管道210将排气设备212导入的空气排放至遮挡盖204下方的透明通道200空间内，以让通过植物补光灯209进行光合作用的种植物进行净化。

总控中心3在联网实时获取当前时间信息时，方法还包括以下步骤：

S10、总控中心3联网实时获取当前预设区域的天气信息并判断预设区域的天气区间，且根据天气区间执行第一防护操作以及第二防护操作；

其中，天气区间分为未存在阳光的以及有阳光的，未存在阳光的包括但不仅限于雨天、雪天以及阴天，有阳光的包括但不仅限于晴天以及多云；第一防护操作对应于未存在阳光的天气；第二防护操作对应于存在阳光的天气。

第一防护操作包括：

S1000、总控中心3向区域处理器110发送防护信号，区域处理器110根据防护信号向所在隔离区间101的阻隔外层116以及阻隔内层117发送通电信号，阻隔外层116以及阻隔内层117根据通电信号分别进入通电状态。

S1001、总控中心3向植物补光灯209发送启动信号，植物补光灯209根据启动信号启动进入全光谱补光状态。

具体的，第一防护操作时，首先总控中心3向旋转伸缩机构203的旋转轴以及伸缩式液压缸发送覆盖信号，旋转轴接收到该送覆盖信号后，驱动连接的伸缩式液压缸通过活塞杆带动遮挡盖204逆时针旋转90°，以将遮挡盖204与透明通道200对应，在旋转轴旋转完成后，伸缩式液压缸根据覆盖信号驱动连接的活塞杆将连接的遮挡盖204完全伸出，以保持遮挡盖204的中心与透明通道200的中心对应，然后在开启植物补光灯209。

第二防护操作包括：

S1010、总控中心3向区域处理器110发送第二磁浮信号，区域处理器110根据第二磁浮信号向霍尔传感器105发送检测信号，霍尔传感器105根据检测信号启动获取磁场强度信息并将磁场强度信息实时反馈给区域处理器110。

具体的，在总控中心3向区域处理器110发送第二磁浮信号的同时，总控中心3向旋转伸缩机构203的旋转轴以及伸缩式液压缸发送收缩复位信号，伸缩式液压缸根据收缩复位信号驱动连接的活塞杆驱动遮挡盖204完全收缩将透明通道200解除封闭。

其中，旋转伸缩机构203收缩复位时，先旋转轴驱动连接的伸缩式液压缸通过活塞杆将遮挡盖204顺时针90°旋转，以解除遮挡盖204与透明通道200的封闭，在旋转轴旋转完成后，伸缩式液压缸驱动连接的活塞杆将遮挡盖204完全收缩，从而达到收缩复位。

S1011、区域处理器110向区域调节电磁铁104以及升降调节电磁铁109实时发送有磁场强度信息及第二磁浮信号，升降调节电磁铁109根据第二磁浮信号启动通电进入电磁状态，区域调节电磁铁104根据第二磁浮信号启动通电进入与升降调节电磁铁109磁性相同的电磁状态并根据实时磁场强度信息控制种植壳体上升至透明通道200顶端位置，且根据实时磁场强度信息控制升降调节电磁铁109中心与区域调节电磁铁104中心对应并控制区域调节电磁铁104带动种植壳体进入旋转模式。

具体的，将种植壳体上升至透明通道200顶端位置是指种植壳体的内壳108前端与透明通道200顶端位于同一水平面，即加强区域调节电磁铁104以及升降调节电磁铁109的磁力以匀速缓慢将种植壳体排斥上升。

上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的是让熟悉该技术领域的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此来限制本发明的保护范围。凡根据本发明精神实质所作出的等同变换或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，包括种植装置（1）、供给装置（2）以及总控中心（3），其特征在于：

所述种植装置（1）包括种植区域、隔离区间（101）、磁悬浮底座（102）、弧形放置槽（103）、区域调节电磁铁（104）、霍尔传感器（105）、种植壳体、升降调节电磁铁（109）以及区域处理器（110）；

所述种植区域设置于种植用户规划区域；所述隔离区间（101）均匀排列于种植区域；所述磁悬浮底座（102）与隔离区间（101）对应并设置于隔离区间（101）上方；所述弧形放置槽（103）设置于磁悬浮底座（102）上方并与种植壳体的外壳（106）下方弧度一致；所述区域调节电磁铁（104）设置于磁悬浮底座（102）内部并与磁悬浮底座（102）固定；所述霍尔传感器（105）设置于磁悬浮底座（102）内部；所述种植壳体由外壳（106）、升降槽（107）以及内壳（108）组成，所述升降槽（107）设置于外壳（106）内部并储有植物生长液，且采用浮力原理为内壳（108）种植物补充水分；所述内壳（108）放置于升降槽（107）内部并种植有种植用户需求的农作物；所述升降调节电磁铁（109）设置于外壳（106）内部底端；

所述供给装置（2）包括透明通道（200）、进气孔（201）、支撑柱体（202）、旋转伸缩机构（203）、遮挡盖（204）、抽气设备（205）、导气设备（206）、压缩设备（207）以及监控摄像头（208）；

所述透明通道（200）与隔离区间（101）对应并设置于隔离区间（101）上方，且将磁悬浮底座（102）笼罩；所述进气孔（201）设置于透明通道（200）下方；所述支撑柱体（202）设置于透明通道（200）侧方并与透明通道（200）临近；所述旋转伸缩机构（203）设置于支撑柱体（202）前端侧方并与遮挡盖（204）连接；所述遮挡盖（204）设置于旋转伸缩机构（203）前端并在伸出完成后中心与透明通道（200）中心对应，且将透明通道（200）顶端封闭；所述抽气设备（205）通过抽气管与遮挡盖（204）下方的抽气口连接；所述导气设备（206）通过第一输气管与抽气设备（205）连接并通过第二输气管与压缩设备（207）连接；所述压缩设备（207）通过压缩口与储气罐装卸连接；所述监控摄像头（208）与隔离区间（101）对应并设置于隔离区间（101）上方；

所述区域处理器（110）设置于磁悬浮底座（102）内部并分别与区体调节电磁铁以及霍尔传感器（105）电连接，且分别与所在隔离区间（101）区域的升降调节电磁铁（109）、旋转伸缩机构（203）、抽气设备（205）以及监控摄像头（208）无线连接；

所述总控中心（3）设置于种植区域规划的控制室内并设置有无线模块（30），所述无线模块（30）与区域处理器（110）、监控摄像头（208）、导气设备（206）、压缩设备（207）以及种植用户外部设备无线连接并传输总控中心（3）设定的控制信号。

2.根据权利要求1所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，其特征在于，所述种植装置（1）还包括抵触型无线充电底座（111）、抵触型无线充电接收器（112）以及微型充电电池（113），所述抵触型无线充电底座（111）设置于磁悬浮底座（102）的弧形放置槽（103）中心；所述抵触型无线充电接收器（112）设置于外壳（106）下方中心并与微型充电电池（113）连接；所述微型充电电池（113）设置于外壳（106）内部底端并与升降调节电磁铁（109）电连接。

3.根据权利要求1所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，其特征在于，所述供给装置（2）还包括植物补光灯（209），所述植物补光灯（209）设置于遮挡盖（204）下方并采用全光谱灯，且与无线模块（30）无线连接。

4.根据权利要求1所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，其特征在于，所述种植装置（1）还包括微型渗透孔（114）以及内壳刻度标识(115)，所述微型渗透孔（114）设置于内壳（108）底部；所述内壳刻度标识(115)镌刻于内壳（108）外壁表面。

5.根据权利要求1所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，其特征在于，还包括补给装置（4），所述补给装置（4）包括补水开关头（40）以及补水导管（41），所述补水开关头（40）设置于遮挡盖（204）下方并在遮挡盖（204）伸出完成后与内壳（108）上表面对应，且与补水导管（41）连接并与所在隔离区间（101）的区域处理器（110）无线连接；所述补水导管（41）分别与补水开个头以及种植区域埋设的供水管道连接。

6.根据权利要求1所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，其特征在于，所述供给装置（2）还包括排气管道（210）、排气开关头（211）以及排气设备（212），所述排气管道（210）分别与排气设备（212）以及排气开关头（211）连接；所述排气开关头（211）设置于遮挡盖（204）下方并与所在隔离区间（101）的区域处理器（110）无线连接；所述排气设备（212）通过排气口与储气罐装卸连接并与无线模块（30）无线连接。

7.根据权利要求1所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，其特征在于，所述种植装置（1）还包括阻隔机构，所述阻隔机构包括阻隔外层（116）、阻隔内层（117）以及PTFE空气过滤膜（118），所述阻隔外层（116）设置于进气孔（201）外侧并与所在隔离区间（101）的区域处理器（110）无线连接；所述阻隔内层（117）设置于阻隔外层（116）内侧位置并与所在隔离区间（101）的区域处理器（110）无线连接；所述阻隔外层（116）以及阻隔内层（117）用于在通电后阻隔水滴；所述PTFE空气过滤膜（118）设置于进气孔（201）内侧并采用透气不透水技术。

8.一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植方法，使用1-7任一项所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植系统，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

通过总控中心（3）联网实时获取当前时间信息并向监控摄像头（208）发送监控信号，所述监控摄像头（208）根据监控影像启动实时摄取监控影像并将实时监控影像分别反馈给总控中心（3）以及所在隔离区间（101）的区域处理器（110）；

总控中心（3）向旋转伸缩机构（203）发送覆盖信号并向区域处理器（110）发送第一磁浮信号，所述旋转伸缩机构（203）根据覆盖信号驱动连接的遮挡盖（204）完全伸出以将透明通道（200）封闭并向总控中心（3）反馈覆盖完成信号；

所述区域处理器（110）根据第一磁浮信号向霍尔传感器（105）发送检测信号，所述霍尔传感器（105）根据检测信号启动获取磁场强度信息并将磁场强度信息实时反馈给区域处理器（110）；

所述区域处理器（110）向区域调节电磁铁（104）以及升降调节电磁铁（109）实时发送有磁场强度信息及第一磁浮信号，所述升降调节电磁铁（109）根据第一磁浮信号启动通电进入电磁状态，所述区域调节电磁铁（104）根据第一磁浮信号启动通电进入与升降调节电磁铁（109）磁性相同的电磁状态并根据实时磁场强度信息控制种植壳体上升至透明通道（200）中间位置，且根据实时磁场强度信息控制升降调节电磁铁（109）中心与区域调节电磁铁（104）中心对应并控制区域调节电磁铁（104）带动种植壳体进入旋转模式；

所述总控中心（3）根据获取的当前时间信息判断时间区间并根据时间区间执行第一操作或第二操作；

所述第一操作包括以下步骤：

所述总控中心（3）根据覆盖完成信号向抽气设备（205）及导气设备（206）发送启动信号，所述抽气设备（205）根据启动信号启动通过抽气口抽取透明通道（200）内部的空气，所述导气设备（206）根据启动信号启动通过第二输气管将空气导入压缩设备（207）并向总控中心（3）反馈导气启动信号；

所述总控中心（3）根据导气启动信号向压缩设备（207）发送压缩启动信号，所述压缩设备（207）根据压缩启动信号启动将第二输气管导入的空气通过压缩口压缩至连接的储气罐内并在储气罐到达预设压力值后，向种植用户外部设备反馈警报信息；

所述第二操作包括以下步骤：

所述总控中心（3）根据覆盖完成信号向植物补光灯（209）发送启动信号，所述植物补光灯（209）根据启动信号启动进入全光谱补光状态并向总控中心（3）反馈植物补光信号。

9.根据权利要求8所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植方法，其特征在于，在区域处理器（110）接收到实时监控影像且遮挡盖（204）将透明通道（200）封闭完成后，所述方法还包括以下步骤：

区域处理器（110）根据实时监控影像分析所在隔离区间（101）的种植壳体的内壳刻度标识(115)信息并根据所述内壳刻度标识(115)信息实时判断外壳（106）的升降槽（107）内部植物生长液信息；

若判断出所述升降槽（107）内部的植物生长液高度低于第一预设高度则向补水开关头（40）发送实时植物生长液信息以及补水信号，所述补水开关头（40）根据实时植物生长液信息以及补水信号通过补水导管（41）将植物生长液补充至内壳（108）位置直至升降槽（107）内部植物生长液信息达到第二预设高度值。

10.根据权利要求8所述的一种区域磁悬浮旋转型物联网自动化农业种植方法，其特征在于，在植物补光灯（209）进入全光谱补光状态并向总控中心（3）反馈植物补光信号后，所述方法还包括以下步骤：

总控中心（3）根据植物补光信号向排气设备（212）发送启动信号并向排气开关头（211）发送排气开启信号，所述排气设备（212）根据启动信号启动通过排气口将连接的储气罐内的废气导入至连接的排气管道（210）内，所述排气开关头（211）根据排气开启信号开启通过连接的排气管道（210）将废气排放至遮挡盖（204）下方的透明通道（200）空间内；

总控中心（3）在联网实时获取当前时间信息时，所述方法还包括以下步骤：

总控中心（3）联网实时获取当前预设区域的天气信息并判断预设区域的天气区间，且根据天气区间执行第一防护操作以及第二防护操作：

所述第一防护操作包括：

总控中心（3）向区域处理器（110）发送第一防护信号，所述区域处理器（110）根据第一防护信号向所在隔离区间（101）的阻隔外层（116）以及阻隔内层（117）发送通电信号，所述阻隔外层（116）以及阻隔内层（117）根据通电信号分别进入通电状态；

总控中心（3）向植物补光灯（209）发送启动信号，所述植物补光灯（209）根据启动信号启动进入全光谱补光状态；

所述第二防护操作包括：

总控中心（3）向区域处理器（110）发送第二磁浮信号，所述区域处理器（110）根据第二磁浮信号向霍尔传感器（105）发送检测信号，所述霍尔传感器（105）根据检测信号启动获取磁场强度信息并将磁场强度信息实时反馈给区域处理器（110）；

所述区域处理器（110）向区域调节电磁铁（104）以及升降调节电磁铁（109）实时发送有磁场强度信息及第二磁浮信号，所述升降调节电磁铁（109）根据第二磁浮信号启动通电进入电磁状态，所述区域调节电磁铁（104）根据第二磁浮信号启动通电进入与升降调节电磁铁（109）磁性相异的电磁状态并根据实时磁场强度信息控制种植壳体上升至透明通道（200）顶端位置，且根据实时磁场强度信息控制升降调节电磁铁（109）中心与区域调节电磁铁（104）中心对应并控制区域调节电磁铁（104）带动种植壳体进入旋转模式。