CN112243756A - 一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，包括大棚架及设置在大棚架上的棚顶，棚顶的顶部安装有光强传感器，大棚架的内壁一侧安装有遮阳电机，大棚架的内腔一侧安装有喷淋架，大棚架的外壁设有水箱，大棚架的侧壁上还安装有LED补光灯、二氧化碳释放器、数据采集仪、控制箱和蓄电池，位于大棚架内种植甜菜的土壤层内设有土壤湿度传感器，数据采集仪的内部设有空气温湿度传感器和二氧化碳浓度传感器，通过在种植甜菜的大棚架内设置检测甜菜环境的因子，当环境因子不符合甜菜生长环境的情况下，控制箱内的单片机会通过继电器分别驱动通风扇、二氧化碳释放器、遮阳电机、喷淋泵和LED补光灯进行工作，提高了装置的实用性。

Description

一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置
技术领域
本发明涉及农作物种植技术领域，具体为一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置。
背景技术
甜菜，是藜科，甜菜属二年生草本植物，根圆锥至纺锤状，多汁。茎直立，基生叶矩圆形，长叶柄，上面皱缩不平，下面有粗壮凸出的叶脉，全缘或略呈波状，叶柄粗壮，茎生叶互生，较小，花团集，花被裂片条形或狭矩圆形，胞果上部稍肉质。种子双凸镜形，红褐色，5-6月开花，7月结果。大棚栽培和露地栽培对红根甜菜生长及产量具有较大的影响。根据实验表明，栽培条件对红根甜菜植株生长与产量有较大影响，与露地栽培相比，采用大棚栽培显著提高了红根甜菜的株高、开展度、叶数、叶片大小等生长指标。
随着社会的发展，绿色设计和可持续发展的观念逐渐深入人心，绿色无公害食品越来越受到人民大众的追捧，需求不断增长，现有技术中，大棚甜菜种植已经渐渐走进了人们的生活，但是，由于人们工作繁忙、缺乏种植知识等问题，蔬菜的生长状况往往较差，不能得到很好的管控。
基于此，本发明设计了一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，以解决上述提到的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，以解决上述提到的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，包括大棚架及设置在大棚架上的棚顶，所述棚顶的顶部安装有多个太阳能板，所述大棚架的两侧壁开有通风孔，所述通风孔的内部安装有通风扇，所述棚顶的顶部安装有光强传感器，所述大棚架的内腔顶部设有牵引绳和遮阳帘，所述大棚架的内壁一侧安装有遮阳电机，所述遮阳电机通过牵引绳与所述遮阳帘的一端相连接，所述遮阳帘的另一端固定于所述大棚架的内壁另一侧，所述大棚架的内腔一侧安装有喷淋架，所述大棚架的外壁设有水箱，所述水箱通过喷淋泵与所述喷淋架相连接，所述大棚架的侧壁上还安装有LED补光灯、二氧化碳释放器、数据采集仪、控制箱和蓄电池，位于所述大棚架内种植甜菜的土壤层内设有土壤湿度传感器，所述数据采集仪的内部设有空气温湿度传感器和二氧化碳浓度传感器，所述光强传感器、土壤湿度传感器、空气温湿度传感器、二氧化碳浓度传感器通过数据采集仪内的网络收发器或者线缆与所述控制箱的输入端相连接，所述控制箱包括单片机、继电器、WIFI模块和存储器，所述太阳能板与所述蓄电池相连接，所述蓄电池用于电力，所述单片机通过继电器分别与所述通风扇、二氧化碳释放器、遮阳电机、喷淋泵和LED补光灯。
优选的，所述大棚架的侧壁位于所述通风孔的外壁安装有百叶窗。
优选的，所述大棚架的侧壁位于所述控制箱和蓄电池的上方设有遮挡板。
优选的，所述控制箱还包括WIFI模块，所述WIFI模块通过网络与移动终端相通信连接。
优选的，所述喷淋架上均布有横跨所述大棚架内部甜菜的喷淋头。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明通过在种植甜菜的大棚架内设置检测甜菜环境的因子的光强传感器、土壤湿度传感器、空气温湿度传感器和二氧化碳浓度传感器，当这些环境因子不符合甜菜生长环境的情况下，控制箱内的单片机会通过继电器分别驱动通风扇、二氧化碳释放器、遮阳电机、喷淋泵和LED补光灯进行工作，能够实现自动化的对甜菜的种植进行管控，而且设置了WIFI模块与移动终端的数据互换，便于从存储器中随时调取预先存入地数据，同时接入网络可以根据需要随时更新新型种植技术，通过手机APP进行智能化管理，大大提高了装置的实用性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明系统原理框图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、大棚架；2、棚顶；3、太阳能板；4、通风孔；5、通风扇；6、百叶窗；7、光强传感器；8、牵引绳；9、遮阳电机；10、遮阳帘；11、喷淋架；12、水箱；13、喷淋泵；14、土壤湿度传感器；15、LED补光灯；16、数据采集仪；161、空气温湿度传感器；162、二氧化碳浓度传感器；17、控制箱；18、蓄电池；19、遮挡板；20、单片机；21、继电器；22、WIFI模块；23、移动终端；24、存储器；25、二氧化碳释放器。
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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，包括大棚架1及设置在大棚架1上的棚顶2，棚顶2的顶部安装有多个太阳能板3，大棚架1的两侧壁开有通风孔4，通风孔4的内部安装有通风扇5，通过通风孔4内的通风扇5可对大棚架1内的甜菜进行通风，，当检测到温度过高时，控制箱17内的单片机20会控制通风扇5工作，通风扇5能够加快空气的流速，从而降低大棚架1内的温度；棚顶2的顶部安装有光强传感器7，通过光强传感器7可检测外部光线强度，大棚架1的内腔顶部设有牵引绳8和遮阳帘10，大棚架1的内壁一侧安装有遮阳电机9，遮阳电机9通过牵引绳8与遮阳帘10的一端相连接，遮阳帘10的另一端固定于大棚架1的内壁另一侧，通过单片机20控制遮阳电机9进行工作，通过控制遮阳电机9的正反转可通过牵引绳8带动遮阳帘10进行打开和收纳，便于在外部光线太强时，控制遮阳帘10打开，对位于大棚架1内的甜菜进行遮阳，避免对甜菜晒坏，大棚架1的内腔一侧安装有喷淋架11，大棚架1的外壁设有水箱12，水箱12通过喷淋泵13与喷淋架11相连接，通过控制喷淋泵13进行工作，可在甜菜缺水的情况下，将水箱12内的水通过喷淋泵13喷入到喷淋架11内，通过喷淋架11将水源喷淋到甜菜上。
大棚架1的侧壁上还安装有LED补光灯15、二氧化碳释放器25、数据采集仪16、控制箱17和蓄电池18，LED补光灯15可为大棚架1内的甜菜补充光线，位于大棚架1内种植甜菜的土壤层内设有土壤湿度传感器14，数据采集仪16的内部设有空气温湿度传感器161和二氧化碳浓度传感器162，光强传感器7、土壤湿度传感器14、空气温湿度传感器161、二氧化碳浓度传感器162通过数据采集仪16内的网络收发器或者线缆与控制箱17的输入端相连接，用于将大棚架1内的甜菜环境通过各传感器采集到的数据通过数据采集仪16进行整合后上传至控制箱17，控制箱17包括单片机20、继电器21、WIFI模块22和存储器24，太阳能板3与蓄电池18相连接，蓄电池18用于电力，单片机20通过继电器21分别与通风扇5、二氧化碳释放器25、遮阳电机9、喷淋泵13和LED补光灯15。
其中，大棚架1的侧壁位于通风孔4的外壁安装有百叶窗6，百叶窗6可对大棚架1进行防尘、防雨。大棚架1的侧壁位于控制箱17和蓄电池18的上方设有遮挡板19，遮挡板19能够对安装于外界的控制箱17和蓄电池18进行保护，避免被损坏。控制箱17还包括WIFI模块22，WIFI模块22通过网络与移动终端23相通信连接，移动终端23包括安装有APP软件的智能手机，单片机20通过WIFI模块22接入WIFI网络与智能手机相连，可以使装置接入网络实现与移动终端23的数据互换，便于从存储器24中随时调取预先存入地数据，同时接入网络可以根据需要随时更新新型种植技术，通过手机APP进行智能化管理，大大提高了装置的实用性。喷淋架11上均布有横跨大棚架1内部甜菜的喷淋头。
其中，太阳能板3、通风扇5、光强传感器7、遮阳电机9、喷淋泵13、土壤湿度传感器14、LED补光灯15、数据采集仪16、空气温湿度传感器161、二氧化碳浓度传感器162、继电器21、WIFI模块22等电器元件部件均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知，本发明的具体实施可能涉及到使用软件，但所使用的软件均是本领域技术人员最常用的软件，并且，并非本专利申请权利要求所要保护的范围。
具体工作原理如下：
本发明工作时，通过太阳能板3采集太阳能，并将光能转换为电能存储在蓄电池18内，以供本发明的用电器件进行使用，通过光强传感器7可检测外部光线强度，当单片机20接收到光强传感器7上传的数值超过阈值时，则通过单片机20控制遮阳电机9进行工作，通过控制遮阳电机9的正反转可通过牵引绳8带动遮阳帘10进行打开和收纳，便于在外部光线太强时，控制遮阳帘10打开，对位于大棚架1内的甜菜进行遮阳，避免对甜菜晒坏；通过土壤湿度传感器14可检测甜菜种植土地的湿度，当检测的数值低于单片机20预设阈值时，则通过继电器21控制喷淋泵13进行工作，将水箱12内的水通过喷淋泵13喷入到喷淋架11内，通过喷淋架11将水源喷淋到甜菜上，补充水分，同时，当空气温湿度传感器161检测到温度超过阈值时，可通过继电器21控制通风扇5和喷淋泵13进行通风和降温；同理，二氧化碳浓度传感器162监测的数值低于阈值时，则通过二氧化碳释放器25是否二氧化碳，而LED补光灯15则通过时间继电器，可在夜晚对甜菜进行补光，控制箱17内设置了WIFI模块22与单片机20相连接，可以使装置接入网络实现与移动终端23的数据互换，便于从存储器24中随时调取预先存入地数据，同时接入网络可以根据需要随时更新新型种植技术，通过手机APP进行智能化管理，大大提高了装置的实用性。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，其特征在于：包括大棚架(1)及设置在大棚架(1)上的棚顶(2)，所述棚顶(2)的顶部安装有多个太阳能板(3)，所述大棚架(1)的两侧壁开有通风孔(4)，所述通风孔(4)的内部安装有通风扇(5)，所述棚顶(2)的顶部安装有光强传感器(7)，所述大棚架(1)的内腔顶部设有牵引绳(8)和遮阳帘(10)，所述大棚架(1)的内壁一侧安装有遮阳电机(9)，所述遮阳电机(9)通过牵引绳(8)与所述遮阳帘(10)的一端相连接，所述遮阳帘(10)的另一端固定于所述大棚架(1)的内壁另一侧，所述大棚架(1)的内腔一侧安装有喷淋架(11)，所述大棚架(1)的外壁设有水箱(12)，所述水箱(12)通过喷淋泵(13)与所述喷淋架(11)相连接，所述大棚架(1)的侧壁上还安装有LED补光灯(15)、二氧化碳释放器(25)、数据采集仪(16)、控制箱(17)和蓄电池(18)，位于所述大棚架(1)内种植甜菜的土壤层内设有土壤湿度传感器(14)，所述数据采集仪(16)的内部设有空气温湿度传感器(161)和二氧化碳浓度传感器(162)，所述光强传感器(7)、土壤湿度传感器(14)、空气温湿度传感器(161)、二氧化碳浓度传感器(162)通过数据采集仪(16)内的网络收发器或者线缆与所述控制箱(17)的输入端相连接，所述控制箱(17)包括单片机(20)、继电器(21)、WIFI模块(22)和存储器(24)，所述太阳能板(3)与所述蓄电池(18)相连接，所述蓄电池(18)用于电力，所述单片机(20)通过继电器(21)分别与所述通风扇(5)、二氧化碳释放器(25)、遮阳电机(9)、喷淋泵(13)和LED补光灯(15)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，其特征在于：所述大棚架(1)的侧壁位于所述通风孔(4)的外壁安装有百叶窗(6)。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，其特征在于：所述大棚架(1)的侧壁位于所述控制箱(17)和蓄电池(18)的上方设有遮挡板(19)。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，其特征在于：所述控制箱(17)还包括WIFI模块(22)，所述WIFI模块(22)通过网络与移动终端(23)相通信连接。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的甜菜种植管控系统及装置，其特征在于：所述喷淋架(11)上均布有横跨所述大棚架(1)内部甜菜的喷淋头。
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