CN112099555A - 一种基于5g的智慧农业大棚及其监控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于5G的智慧农业大棚及其监控系统，涉及智慧农业大棚技术领域；为了提升降温、灭火及防范功能；该大棚的监控系统具体包括监控装置和信号处理装置，所述监控装置包括安装于移动横梁上的移动架以及安装于转动座上的监控摄像头和热感应摄像头，所述移动横梁外壁滑动连接有移动架；该大棚包括上述的监控系统以及降水机构和中央处理机构，所述降水机构包括安装于顶棚上的集水箱和安装于顶棚下方的安装板。本发明通过设置监控摄像头、热感应摄像头等结构，能够便于对大棚内部情况进行监控，当局部过热时，控制喷水管电磁阀导通，通过喷头喷水进行降温、灭火及防范；提升了可靠性和实用性。

Description

一种基于5G的智慧农业大棚及其监控系统

技术领域

本发明涉及智慧农业大棚技术领域，尤其涉及一种基于5G的智慧农业大棚及其监控系统。

背景技术

随着科技的进步，在农业种植方面，智慧农业逐渐占据主导地位，所谓"智慧农业大棚"就是充分应用现代信息技术成果，实现农业可视化远程诊断、远程控制、灾变预警等智能管理，目前，多数智慧农业大棚虽满足部分智慧农业的种植需求，但是在温度控制，灭火及防范功能上还有所欠缺。

经检索，中国专利申请号为CN201911317254.5的专利，公开了一种基于传感器数据采集的智慧农业大棚，包括连接板、第一弓形梁、第一固定盒、推拉机构、固定板、第二弓形梁、固定环、第二固定盒、弓形支撑板、挡板、大棚门、风扇、支撑块、CPU、报警器、土壤湿度传感器、支撑杆、LED灯、连接板、以太网通信模块、第一接收电路模块、第二接收电模块、通断电控制器、温度传感器、二氧化碳浓度传感器、无线路由器、第一卡块、第一支撑辊、第一托辊轴。上述专利中的智慧农业大棚存在以下不足：虽具备监测功能，但在温度控制，灭火及防范功能上还有所欠缺。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于5G的智慧农业大棚及其监控系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统，包括监控装置和信号处理装置，所述监控装置包括安装于移动横梁上的移动架以及安装于转动座上的监控摄像头和热感应摄像头，所述移动横梁外壁滑动连接有移动架，移动架一侧设置有控制移动架平移于移动横梁上的平移机构，所述转动座顶部圆周侧壁转动连接于移动架内壁，转动座顶部设置有控制转动座转动的转动机构，所述转动座底部侧壁分别通过螺丝固定有两个对称的喷头，移动架顶部外壁通过螺丝固定有储水箱，所述储水箱顶部外壁设置有注水口；所述喷头通过带有电磁阀的喷水管接入储水箱的输出端，所述信号处理装置与监控摄像头、热感应摄像头以及喷水管的电磁阀电性连接。

优选的：所述信号处理装置包括用于分析监控摄像头与热感应摄像头电信号的信号处理模块和5G信号发送接受模块，信号处理模块通过5G信号发送接受模块以5G信号的形式与外界构成信号传输。

进一步的：所述转动机构包括转动电机和固定板，转动电机的输出端通过联轴器和轴转动连接于转动座顶部外壁，转动电机通过固定板安装于移动架一侧外壁。

进一步优选的：所述平移机构包括移动电机和四个滚轮，四个滚轮分别通过转动轴转动安装于移动架两侧内壁，移动电机一侧外壁通过支架安装于移动架一侧外壁，且移动电机的输出端通过联轴器转动连接于一个转动轴的一端外壁，四个滚轮分布于移动横梁上下两侧，且移动横梁顶部外壁和底部外壁嵌入式安装有圆柱形结构的导向条，滚轮与导向条适配，且滚轮通过导向条滚动于移动横梁顶部外壁和底部外壁；四个所述转动轴一端均通过螺丝固定有皮带轮，四个皮带轮外壁两两连接有皮带，四个皮带轮通过两个皮带构成传动连接。

作为本发明一种优选的：所述滚轮中部圆周外壁一体式设置有等距分布的啮合齿，导向条靠近滚轮一侧外壁开设有与啮合齿适配的啮合槽。

作为本发明进一步优选的：所述移动横梁两侧外壁嵌入式安装有密集分布的滚珠，移动架两侧内壁通过滚珠滑动连接于移动横梁两侧外壁。

一种基于5G的智慧农业大棚，包括上述的监控系统以及降水机构和中央处理机构，所述降水机构包括安装于顶棚上的集水箱和安装于顶棚下方的安装板，所述安装板底部外壁设置有带电控阀的注水管，注水管安装于移动横梁正上方，且注水管位置与注水口对应；所述注水管通过水管接于集水箱内；所述中央处理机构与信号处理装置的5G信号发送接受模块通过5G信号实现信号传输，所述中央处理机构与注水管的电控阀电性连接。

在前述方案的基础上：所述安装板底部设置有均匀分布且带电控阀的滴嘴，中央处理机构与滴嘴的电控阀电性连接。

在前述方案的基础上优选的：所述中央处理机构通过5G信号与外界用户端构成信号传输。

本发明的有益效果为：

1.本发明通过设置监控摄像头、热感应摄像头等结构，能够便于对大棚内部情况进行监控，其中，热感应摄像头能够可靠的监控大棚内温度，并转化为电信号传输至信号处理装置，信号处理装置实时分析信号，当局部过热时，控制喷水管电磁阀导通，通过喷头喷水进行降温、灭火及防范；提升了可靠性和实用性。

2.通过设置转动电机、转动座，能够便于调节监控角度，扩大了监控范围，加强了监控力度，提升了实用性；通过设置导向条呈圆柱形结构，且滚轮与导向条适配，能够在保障滚动流畅度的同时，对滚轮的转动轴轴向方向进行限位，提升了可靠性。

3.通过设置啮合齿和啮合槽，有效的避免了滚轮在导向条上的打滑现象，提升了移动电机控制平移距离的精准度，进一步提升了可靠性。

4.通过设置滚珠，能够在保障移动架平移流畅度的同时，对移动架两侧起到限位的效果，提升了平移的稳定性。

5.通过设置集水箱和注水管，能够便于收集雨水，并通过注水管向储水箱内补充水体，通过设置滴嘴，能够便于控制日常的浇灌和降温工作。

附图说明

图1为本发明提出的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统监控装置的结构示意图；

图2为本发明提出的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统移动横梁侧面剖视的结构示意图；

图3为本发明提出的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统皮带和皮带轮的结构示意图；

图4为本发明提出的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统滚轮和导向条的结构示意图；

图5为本发明提出的一种基于5G的智慧农业大棚局部的结构示意图；

图6为本发明提出的一种基于5G的智慧农业大棚及其监控系统的框架图。

图中：1移动横梁、2移动电机、3储水箱、4注水口、5监控摄像头、6热感应摄像头、7喷头、8滚珠、9转动轴、10喷水管、11固定板、12转动电机、13转动座、14导向条、15皮带轮、16移动架、17滚轮、18皮带、19啮合齿、20啮合槽、21注水管、22集水箱、23顶棚、24安装板、25滴嘴。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。

在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。

实施例1：

一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统，如图1-4、图6所示，包括监控装置和信号处理装置，所述监控装置包括安装于移动横梁1上的移动架16以及安装于转动座13上的监控摄像头5和热感应摄像头6，所述移动横梁1外壁滑动连接有移动架16，移动架16一侧设置有控制移动架16平移于移动横梁1上的平移机构，所述转动座13顶部圆周侧壁转动连接于移动架16内壁，转动座13顶部设置有控制转动座13转动的转动机构，所述转动座13底部侧壁分别通过螺丝固定有两个对称的喷头7，移动架16顶部外壁通过螺丝固定有储水箱3，所述储水箱3顶部外壁设置有注水口4；所述喷头7通过带有电磁阀的喷水管10接入储水箱3的输出端，所述信号处理装置与监控摄像头5、热感应摄像头6以及喷水管10的电磁阀电性连接；通过设置监控摄像头5、热感应摄像头6等结构，能够便于对大棚内部情况进行监控，其中，热感应摄像头6能够可靠的监控大棚内温度，并转化为电信号传输至信号处理装置，信号处理装置实时分析信号，当局部过热时，控制喷水管10电磁阀导通，通过喷头7喷水进行降温；提升了可靠性和实用性。

所述信号处理装置包括用于分析监控摄像头5与热感应摄像头6电信号的信号处理模块和5G信号发送接受模块，信号处理模块通过5G信号发送接受模块以5G信号的形式与外界构成信号传输；信号处理装置可安装于移动架16或储水箱3的一侧外壁。

为了便于调节监控角度；如图2所示，所述转动机构包括转动电机12和固定板11，转动电机12的输出端通过联轴器和轴转动连接于转动座13顶部外壁，转动电机12通过固定板11安装于移动架16一侧外壁；通过设置转动电机12、转动座13，能够便于调节监控角度，扩大了监控范围，加强了监控力度，提升了实用性。

为了便于调节监控摄像头5和热感应摄像头6的位置；如图3所示，所述平移机构包括移动电机2和四个滚轮17，四个滚轮17分别通过转动轴9转动安装于移动架16两侧内壁，移动电机2一侧外壁通过支架安装于移动架16一侧外壁，且移动电机2的输出端通过联轴器转动连接于一个转动轴9的一端外壁，四个滚轮17分布于移动横梁1上下两侧，且移动横梁1顶部外壁和底部外壁嵌入式安装有圆柱形结构的导向条14，滚轮17与导向条14适配，且滚轮17通过导向条14滚动于移动横梁1顶部外壁和底部外壁；四个所述转动轴9一端均通过螺丝固定有皮带轮15，四个皮带轮15外壁两两连接有皮带18，四个皮带轮15通过两个皮带18构成传动连接；通过设置皮带轮15、滚轮17和导向条14，能够便于水平移动监控摄像头5和热感应摄像头6的位置，进一步扩大了监控范围，通过设置导向条14呈圆柱形结构，且滚轮17与导向条14适配，能够在保障滚动流畅度的同时，对滚轮17的转动轴9轴向方向进行限位，提升了可靠性。

为了提升可靠性；如图4所示，所述滚轮17中部圆周外壁一体式设置有等距分布的啮合齿19，导向条14靠近滚轮17一侧外壁开设有与啮合齿19适配的啮合槽20，通过设置啮合齿19和啮合槽20，有效的避免了滚轮17在导向条14上的打滑现象，提升了移动电机2控制平移距离的精准度，进一步提升了可靠性。

为了提升移动流畅度；如图1、图3所示，所述移动横梁1两侧外壁嵌入式安装有密集分布的滚珠8，移动架16两侧内壁通过滚珠8滑动连接于移动横梁1两侧外壁，通过设置滚珠8，能够在保障移动架16平移流畅度的同时，对移动架16两侧起到限位的效果，提升了平移的稳定性。

本实施例在使用时，转动电机12通过转动座13控制监控摄像头5和热感应摄像头6的监控角度，移动电机2工作带动滚轮17在移动横梁1上周期性循环运动，使得监控摄像头5和热感应摄像头6能够扫描式监控大棚内环境；监控摄像头5和热感应摄像头6对大棚内环境进行实时监测时，传输信号至信号处理装置的信号处理模块，信号处理模块分析信号，当温度高于设定值时，控制喷水管10电磁阀导通，通过喷头7喷水进行降温。

实施例2：

一种基于5G的智慧农业大棚，如图1-6所示，包括实施例1所述的监控系统以及降水机构和中央处理机构，所述降水机构包括安装于顶棚23上的集水箱22和安装于顶棚23下方的安装板24，所述安装板24底部外壁设置有带电控阀的注水管21，注水管21安装于移动横梁1正上方，且注水管21位置与注水口4对应；所述注水管21通过水管接于集水箱22内；所述中央处理机构与信号处理装置的5G信号发送接受模块通过5G信号实现信号传输，所述中央处理机构与注水管21的电控阀电性连接，通过设置集水箱22和注水管21，能够便于收集雨水，并通过注水管21向储水箱3内补充水体。

为了便于自动降水，如图5所示，所述安装板24底部设置有均匀分布且带电控阀的滴嘴25，中央处理机构与滴嘴25的电控阀电性连接，通过设置滴嘴25，能够便于控制日常的浇灌和降温工作。

为了实现5G传输，所述中央处理机构通过5G信号与外界用户端构成信号传输，用户端可为PC端或移动端；用户能够通过用户端对大棚内的环境进行观察。

本实施例在使用时，监控摄像头5和热感应摄像头6对大棚内环境进行实时监测时，传输信号至信号处理装置的信号处理模块，信号处理模块分析信号，并通过5G信号发送接受模块传输至中央处理机构；中央处理机构通过5G信号传输信息至用户端，实现远程监控，此外当局部温度高于设定值时，除了信号处理模块控制喷水管10电磁阀导通，通过喷头7喷水进行降温之外，中央处理机构通过控制对应位置滴嘴25的电控阀导通，实现辅助降温。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统，包括监控装置和信号处理装置，其特征在于，所述监控装置包括安装于移动横梁(1)上的移动架(16)以及安装于转动座(13)上的监控摄像头(5)和热感应摄像头(6)，所述移动横梁(1)外壁滑动连接有移动架(16)，移动架(16)一侧设置有控制移动架(16)平移于移动横梁(1)上的平移机构，所述转动座(13)顶部圆周侧壁转动连接于移动架(16)内壁，转动座(13)顶部设置有控制转动座(13)转动的转动机构，所述转动座(13)底部侧壁分别通过螺丝固定有两个对称的喷头(7)，移动架(16)顶部外壁通过螺丝固定有储水箱(3)，所述储水箱(3)顶部外壁设置有注水口(4)；所述喷头(7)通过带有电磁阀的喷水管(10)接入储水箱(3)的输出端，所述信号处理装置与监控摄像头(5)、热感应摄像头(6)以及喷水管(10)的电磁阀电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统，其特征在于，所述信号处理装置包括用于分析监控摄像头(5)与热感应摄像头(6)电信号的信号处理模块和5G信号发送接受模块，信号处理模块通过5G信号发送接受模块以5G信号的形式与外界构成信号传输。

3.根据权利要求2所述的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统，其特征在于，所述转动机构包括转动电机(12)和固定板(11)，转动电机(12)的输出端通过联轴器和轴转动连接于转动座(13)顶部外壁，转动电机(12)通过固定板(11)安装于移动架(16)一侧外壁。

4.根据权利要求3所述的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统，其特征在于，所述平移机构包括移动电机(2)和四个滚轮(17)，四个滚轮(17)分别通过转动轴(9)转动安装于移动架(16)两侧内壁，移动电机(2)一侧外壁通过支架安装于移动架(16)一侧外壁，且移动电机(2)的输出端通过联轴器转动连接于一个转动轴(9)的一端外壁，四个滚轮(17)分布于移动横梁(1)上下两侧，且移动横梁(1)顶部外壁和底部外壁嵌入式安装有圆柱形结构的导向条(14)，滚轮(17)与导向条(14)适配，且滚轮(17)通过导向条(14)滚动于移动横梁(1)顶部外壁和底部外壁；四个所述转动轴(9)一端均通过螺丝固定有皮带轮(15)，四个皮带轮(15)外壁两两连接有皮带(18)，四个皮带轮(15)通过两个皮带(18)构成传动连接。

5.根据权利要求4所述的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统，其特征在于，所述滚轮(17)中部圆周外壁一体式设置有等距分布的啮合齿(19)，导向条(14)靠近滚轮(17)一侧外壁开设有与啮合齿(19)适配的啮合槽(20)。

6.根据权利要求5所述的一种基于5G的智慧农业大棚的监控系统，其特征在于，所述移动横梁(1)两侧外壁嵌入式安装有密集分布的滚珠(8)，移动架(16)两侧内壁通过滚珠(8)滑动连接于移动横梁(1)两侧外壁。

7.一种基于5G的智慧农业大棚，其特征在于，包括权利要求1-6任一所述的监控系统以及降水机构和中央处理机构，所述降水机构包括安装于顶棚(23)上的集水箱(22)和安装于顶棚(23)下方的安装板(24)，所述安装板(24)底部外壁设置有带电控阀的注水管(21)，注水管(21)安装于移动横梁(1)正上方，且注水管(21)位置与注水口(4)对应；所述注水管(21)通过水管接于集水箱(22)内；所述中央处理机构与信号处理装置的5G信号发送接受模块通过5G信号实现信号传输，所述中央处理机构与注水管(21)的电控阀电性连接。

8.根据权利要求7所述的一种基于5G的智慧农业大棚，其特征在于，所述安装板(24)底部设置有均匀分布且带电控阀的滴嘴(25)，中央处理机构与滴嘴(25)的电控阀电性连接。

9.根据权利要求8所述的一种基于5G的智慧农业大棚，其特征在于，所述中央处理机构通过5G信号与外界用户端构成信号传输。

Images