CN112254771A - 一种基于5g的智慧农业多参数采集装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于5G的智慧农业多参数采集装置及方法，所述装置包括安装板，所述安装板的顶部外壁开有安装口，且安装口的内壁固定连接有插筒，所述插筒的内部设置有活动柱，且活动柱的底端设置有土壤pH值传感器，所述插筒的底部外壁开有通孔，所述安装板的顶部外壁设置有监测机构，所述插筒上设置有固定机构，所述插筒的内壁靠近顶部和底部的位置均固定连接有限位环，且活动柱滑动设置于限位环中，所述监测机构包括转动杆、扇叶、位移传感器和编码器。本发明结构简单，使得风速和风向等参数的采集十分方便，滑板上的插杆可以从固定口中移出，并插入插筒周围的土壤中，使得装置整体更加稳定。

Description

一种基于5G的智慧农业多参数采集装置及方法

技术领域

本发明涉及农田环境监测技术领域，尤其涉及一种基于5G的智慧农业多参数采集装置及方法。

背景技术

农田环境是以农作物或农业生产为主体的周围环境各要素的总和，主要包括农田、森林、草原、灌溉水、空气、光、热及施用于农田的肥料、农药和农业机具等，这些农业环境要素共同构成了一个农业环境综合体系，相互作用，相互影响，为人类创造出生产上和生活上必需的大量物质，农业环境是人类赖以生存的自然环境中的一个重要组成部分。

目前，为了满足农作物的正常生长，需要对农田环境进行监测，确保农田周遭环境发生变化时可以及时做出调整，但是现有的监测方式均是将监测机构设立在农田中，然后定期去查看监测机构记录的数据，存在很大的延时性，当遇到突发状况时，无法及时进行处理，且现有的监测机构十分不稳定，很容易因环境的变化而发生倾倒，使用效果较差。

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的智慧农业多参数采集装置及方法。

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的智慧农业多参数采集装置，包括安装板，所述安装板的顶部外壁开有安装口，且安装口的内壁固定连接有插筒，所述插筒的内部设置有活动柱，且活动柱的底端设置有土壤pH值传感器，所述插筒的底部外壁开有通孔，所述安装板的顶部外壁设置有监测机构，所述插筒上设置有固定机构。

作为本发明再进一步的方案：所述插筒的内壁靠近顶部和底部的位置均固定连接有限位环，且活动柱滑动设置于限位环中。

作为本发明再进一步的方案：所述监测机构包括转动杆、扇叶、位移传感器和编码器，所述安装板的顶部外壁固定连接有固定座，且转动杆通过轴承转动设置于固定座中，所述转动杆的顶端固定连接有固定筒，且固定筒的内壁通过轴承转动连接有转轴，所述转轴的一端固定连接有导向板，所述扇叶设置于转轴的外壁，所述位移传感器固定设置于转动杆的一侧外壁，所述转动杆的另一侧外壁固定连接有连接杆，且编码器固定设置于连接杆的一端，所述转轴的另一端设置于编码器中。

作为本发明再进一步的方案：所述位移传感器、编码器和土壤pH值传感器均通过信号线连接有处理器，且处理器通过信号线连接有通讯模块，通讯模块通过信号线连接有5G信号发射器。

作为本发明再进一步的方案：所述固定机构包括插杆和第一弹簧，所述插筒的两侧外壁均开有等距离分布的固定口，且插杆滑动设置于固定口中，所述插杆的一端固定连接有滑板，且第一弹簧套接于插杆的外侧，所述活动柱的两侧外壁均开有等距离分布的斜槽，且滑板的外壁和斜槽的内壁相接触。

作为本发明再进一步的方案：所述插筒的底部外壁通过耳座转动连接有三角板，且三角板的数量为三个，所述三角板的一侧内壁和插筒的底部外壁通过第二弹簧连接。

作为本发明再进一步的方案：相邻所述三角板的侧边相贴合，且三角板的底端呈三角锥状。

作为本发明再进一步的方案：所述安装板的顶部外壁固定连接有立杆，且立杆的顶端固定连接有挡雨板。

本发明还提供一种基于5G的智慧农业多参数采集方法，所述基于5G的智慧农业多参数采集方法利用上述一种基于5G的智慧农业多参数采集装置实现，包括如下步骤：

步骤S1，将插筒插入农田监测点；

步骤S2，向下移动活动柱，使得插杆进入土壤，稳固装置；

步骤S3，通过位移传感器、编码器和土壤pH值传感器采集农田的风向、风速以及土壤酸碱度等参数，并经过处理器处理后储存于通讯模块；

步骤S4，通讯模块将记录的参数通过5G信号发射器上传至远程平台。

本发明的有益效果为：

1.通过设置的转动杆、扇叶、导向板、编码器和位移传感器，当风吹向监测机构时，会促使导向板转动，使得转轴一同转动，与风向保持平行，导向板转动的过程中，会带动转动杆上的位移传感器转动，实现对风向的检测，同时转轴上的扇叶的转动速度会随着风速的变化而变化，通过编码器可以记录转轴一定时间内的转动圈数，进而达到测量风速的目的，该结构简单，使得风速和风向等参数的采集十分方便；

2.通过设置的插筒、活动柱、斜槽、滑板、插杆和第一弹簧，插筒可以插入土壤中，起到固定监测机构的作用，当插筒插入土壤中后，可以向下按压限位环中的活动柱，使得滑板可以在活动柱上的斜槽内滑动，起到向外推动滑板的目的，使得滑板上的插杆可以从固定口中移出，并插入插筒周围的土壤中，使得装置整体更加稳定，且后期需要拆卸装置时，仅需向上移动活动柱，在第一弹簧弹力的作用下，使得插杆可以重新移回插筒中，使得插筒容易抽出，使用十分方便；

3.通过设置的土壤pH值传感器、三角板和第二弹簧，位于插筒底部活动设置的三个三角板可以在第二弹簧的作用下，保持相邻三角板的侧边处相互贴合，使得三角板组合体的底端呈三角锥状，更加方便插筒插入土壤中，且当活动柱向下移动时，活动柱底端的土壤pH值传感器会穿过通孔，并将三角板顶开后进入土壤中，可以实现对土壤酸碱度的检测，使用效果更佳。

附图说明

图1为实施例1提出的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置的剖视结构示意图；

图2为图1中的A处放大结构示意图；

图3为图1中的B处放大的结构示意图；

图4为实施例1提出的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置的监测机构结构示意图；

图5为实施例2提出的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置的整体结构示意图。

图中：1安装板、2活动柱、3导向板、4位移传感器、5转轴、6固定筒、7扇叶、8编码器、9连接杆、10转动杆、11固定座、12限位环、13斜槽、14插筒、15固定口、16插杆、17第一弹簧、18滑板、19土壤pH值传感器、20通孔、21第二弹簧、22三角板、23立杆、24挡雨板。

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

参照图1-4，一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，包括安装板1，安装板1的顶部外壁开有安装口，且安装口的内壁固定连接有插筒14，插筒14的内部设置有活动柱2，且活动柱2的底端设置有土壤pH值传感器19，插筒14的底部外壁开有通孔20，安装板1的顶部外壁设置有监测机构，插筒14上设置有固定机构。

插筒14的内壁靠近顶部和底部的位置均固定连接有限位环12，且活动柱2滑动设置于限位环12中，可以对活动柱2的位置进行限定，使其移动过程更加稳定。

监测机构包括转动杆10、扇叶7、位移传感器4和编码器8，安装板1的顶部外壁固定连接有固定座11，且转动杆10通过轴承转动设置于固定座11中，转动杆10的顶端固定连接有固定筒6，且固定筒6的内壁通过轴承转动连接有转轴5，转轴5的一端固定连接有导向板3，扇叶7设置于转轴5的外壁，位移传感器4固定设置于转动杆10的一侧外壁，转动杆10的另一侧外壁固定连接有连接杆9，且编码器8固定设置于连接杆9的一端，转轴5的另一端设置于编码器8中。

位移传感器4、编码器8和土壤pH值传感器19均通过信号线连接有处理器，且处理器通过信号线连接有通讯模块，通讯模块通过信号线连接有5G信号发射器。

固定机构包括插杆16和第一弹簧17，插筒14的两侧外壁均开有等距离分布的固定口15，且插杆16滑动设置于固定口15中，插杆16的一端固定连接有滑板18，且第一弹簧17套接于插杆16的外侧，活动柱2的两侧外壁均开有等距离分布的斜槽13，且滑板18的外壁和斜槽13的内壁相接触。

插筒14的底部外壁通过耳座转动连接有三角板22，且三角板22的数量为三个，三角板22的一侧内壁和插筒14的底部外壁通过第二弹簧21连接，使得插筒14下移时，三角板22始终保持闭合状态。

相邻三角板22的侧边相贴合，且三角板22的底端呈三角锥状，更加方便向下破土。

工作原理：使用时，当风吹向监测机构时，会促使导向板3转动，使得转轴5一同转动，与风向保持平行，导向板3转动的过程中，会带动转动杆10上的位移传感器4转动，实现对风向的检测，同时转轴5上的扇叶7的转动速度会随着风速的变化而变化，通过编码器8可以记录转轴5一定时间内的转动圈数，进而达到测量风速的目的，该结构简单，使得风速和风向等参数的采集十分方便，插筒14可以插入土壤中，起到固定监测机构的作用，当插筒14插入土壤中后，可以向下按压限位环12中的活动柱2，使得滑板18可以在活动柱2上的斜槽13内滑动，起到向外推动滑板18的目的，使得滑板18上的插杆16可以从固定口15中移出，并插入插筒14周围的土壤中，使得装置整体更加稳定，且后期需要拆卸装置时，仅需向上移动活动柱2，在第一弹簧17弹力的作用下，使得插杆16可以重新移回插筒14中，使得插筒14容易抽出，使用十分方便，位于插筒14底部活动设置的三个三角板22可以在第二弹簧21的作用下，保持相邻三角板22的侧边处相互贴合，使得三角板22组合体的底端呈三角锥状，更加方便插筒14插入土壤中，且当活动柱2向下移动时，活动柱2底端的土壤pH值传感器19会穿过通孔20，并将三角板22顶开后进入土壤中，可以实现对土壤酸碱度的检测，使用效果更佳。

本实施例还提供一种基于5G的智慧农业多参数采集方法，通过上述基于5G的智慧农业多参数采集装置实现，包括如下步骤：

步骤S1，将插筒插入农田监测点；

步骤S2，向下移动活动柱，使得插杆进入土壤，稳固装置；

步骤S3，通过位移传感器、编码器和土壤pH值传感器采集农田的风向、风速以及土壤酸碱度等参数，并经过处理器处理后储存于通讯模块；

步骤S4，通讯模块将记录的参数通过5G信号发射器上传至远程平台。

实施例2

参照图5，一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，本实施例相较于实施例1，还包括安装板1的顶部外壁固定连接有立杆23，且立杆23的顶端固定连接有挡雨板24。

工作原理：使用时，通过立杆23上的挡雨板24可以起到对监测机构的遮挡作用，有效避免雨水淋湿位移传感器4和编码器8造成损坏，使用效果更佳。

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的智慧农业多参数采集装置，包括安装板（1），其特征在于，所述安装板（1）的顶部外壁开有安装口，且安装口的内壁固定连接有插筒（14），所述插筒（14）的内部设置有活动柱（2），且活动柱（2）的底端设置有土壤pH值传感器（19），所述插筒（14）的底部外壁开有通孔（20），所述安装板（1）的顶部外壁设置有监测机构，所述插筒（14）上设置有固定机构。

2.根据权利要求1所述的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，其特征在于，所述插筒（14）的内壁靠近顶部和底部的位置均固定连接有限位环（12），且活动柱（2）滑动设置于限位环（12）中。

3.根据权利要求1所述的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，其特征在于，所述监测机构包括转动杆（10）、扇叶（7）、位移传感器（4）和编码器（8），所述安装板（1）的顶部外壁固定连接有固定座（11），且转动杆（10）通过轴承转动设置于固定座（11）中，所述转动杆（10）的顶端固定连接有固定筒（6），且固定筒（6）的内壁通过轴承转动连接有转轴（5），所述转轴（5）的一端固定连接有导向板（3），所述扇叶（7）设置于转轴（5）的外壁，所述位移传感器（4）固定设置于转动杆（10）的一侧外壁，所述转动杆（10）的另一侧外壁固定连接有连接杆（9），且编码器（8）固定设置于连接杆（9）的一端，所述转轴（5）的另一端设置于编码器（8）中。

4.根据权利要求3所述的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，其特征在于，所述位移传感器（4）、编码器（8）和土壤pH值传感器（19）均通过信号线连接有处理器，且处理器通过信号线连接有通讯模块，通讯模块通过信号线连接有5G信号发射器。

5.根据权利要求1所述的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，其特征在于，所述固定机构包括插杆（16）和第一弹簧（17），所述插筒（14）的两侧外壁均开有等距离分布的固定口（15），且插杆（16）滑动设置于固定口（15）中，所述插杆（16）的一端固定连接有滑板（18），且第一弹簧（17）套接于插杆（16）的外侧，所述活动柱（2）的两侧外壁均开有等距离分布的斜槽（13），且滑板（18）的外壁和斜槽（13）的内壁相接触。

6.根据权利要求1所述的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，其特征在于，所述插筒（14）的底部外壁通过耳座转动连接有三角板（22），且三角板（22）的数量为三个，所述三角板（22）的一侧内壁和插筒（14）的底部外壁通过第二弹簧（21）连接。

7.根据权利要求6所述的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，其特征在于，相邻所述三角板（22）的侧边相贴合，且三角板（22）的底端呈三角锥状。

8.根据权利要求1所述的一种基于5G的智慧农业多参数采集装置，其特征在于，所述安装板（1）的顶部外壁固定连接有立杆（23），且立杆（23）的顶端固定连接有挡雨板（24）。

9.一种基于5G的智慧农业多参数采集方法，其特征在于，所述基于5G的智慧农业多参数采集方法利用权利要求1所述的基于5G的智慧农业多参数采集装置实现，包括如下步骤：

步骤S1，将插筒插入农田监测点；

步骤S2，向下移动活动柱，使得插杆进入土壤，稳固装置；

步骤S3，通过位移传感器、编码器和土壤pH值传感器采集农田的风向、风速以及土壤酸碱度等参数，并经过处理器处理后储存于通讯模块；

步骤S4，通讯模块将记录的参数通过5G信号发射器上传至远程平台。

Images