CN112578100A - 一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，涉及农产品土壤环境监测技术领域，包括监测警报机构和检测系统，所述检测警报机构包括有承载轴、太阳能板和箱体，所述检测系统包括有中央处理器、接收模块、存储模块、对比模块和传输模块，所述接收模块包括有接收节点一、接收节点二、A/D转换器和电源模块，所述传输模块包括有传输节点一、传输节点二和传输节点三。本发明中，监测警报机构稳定性高，既可调节太阳能板的倾斜角度，又可对太阳能板进行转动，以便在不同环境使太阳能板利用更多的太阳能，减少资源的使用，既能实现土壤环境的实时监测与警报功能，又能通过远端APP实时了解土壤环境状况。

Description

一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统

技术领域

本发明涉及一种农产品土壤环境监测技术领域，具体是一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统。

背景技术

农产品是农业中生产的物品，如高粱、稻子、花生、玉米、小麦以及各个地区土特产等。在农产品生长的环境下，如果土壤的酸碱度和离子浓度不符合生长所需时，不但会影响农产品的产量，而且会影响农产品食用的安全性，因此需要使用监测系统对农产品土壤环境进行监测。

但是现有技术中，传统的农产品土壤环境监测系统在监测过程中易受到外界因素而发生倾倒，导致监测的效果降低；且传统的农产品土壤环境监测系统需要监测人员操作使用后，才能了解土壤的实时状况，导致实用性降低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，包括监测警报机构和检测系统，所述检测警报机构包括有承载轴、太阳能板和箱体，所述承载轴的底部固定连接有插脚，且承载轴的下侧外壁嵌入有PH计和离子浓度检测仪，所述承载轴的顶部设置有转盘，所述太阳能板的后侧固定安装有第一连接件，所述第一连接件的后侧设置有第二连接件，所述第二连接件的后侧固定连接有安装盘，所述箱体前表面的一侧铰链连接有箱门，且箱体的顶部固定安装有报警器，所述箱门的前侧设置有显示屏幕；

所述检测系统包括有中央处理器、接收模块、存储模块、对比模块和传输模块，所述接收模块包括有接收节点一、接收节点二、A/D转换器和电源模块，所述传输模块包括有传输节点一、传输节点二和传输节点三。

作为本发明进一步的方案：所述承载轴的下侧设置有圆环，且承载轴的下侧外壁设置有若干个螺纹孔，所述圆环的外壁固定连接有承载杆，且圆环上贯穿有螺栓，所述承载杆设置有四个，四个所述承载杆等距设置在圆环的外壁，所述圆环与承载轴通过间隙配合连接，所述螺栓与圆环通过螺纹连接，且螺栓处于圆环内部的一端处于螺纹孔的内部，所述螺栓与螺纹孔相适配。

作为本发明再进一步的方案：所述转盘的后侧设置有固定槽，所述安装盘的底部设置有安装槽，且安装盘处于转盘的顶部，所述转盘的顶部处于安装槽的内部，且转盘与安装槽相适配，所述安装盘的后侧设置有滑槽，所述滑槽的内部设置有固定块，且滑槽的顶部设置有辅助槽，所述固定块的顶部固定连接有滑块，所述滑块的后侧固定连接有弹簧。

作为本发明再进一步的方案：所述滑槽与安装槽的内部连通，且滑槽与固定块通过滑动连接，所述固定块的前端处于固定槽的内部，且固定块的后端处于滑槽的外部，所述固定块与固定槽相适配，所述滑块处于辅助槽的内部，且滑块与辅助槽通过滑动连接，所述弹簧的后端与辅助槽的后侧内壁固定连接。

作为本发明再进一步的方案：所述第一连接件与第二连接件的连接处设置有连接轴，所述连接轴分别贯穿于第一连接件和第二连接件，所述第一连接件与连接轴通过过盈配合连接，所述第二连接件与连接轴通过阻尼连接，所述承载轴的内部上侧设置有圆腔，所述圆腔的下侧内壁嵌入有第一磁铁环，所述转盘的底部固定连接有转轴，所述转轴贯穿于承载轴的顶部并处于圆腔的内部，所述转轴与圆腔相适配，且转轴的底部嵌入有第二磁铁环，所述第一磁铁环与第二磁铁环的相邻侧磁性互异，且第一磁铁环与第二磁铁环相适配。

作为本发明再进一步的方案：所述接收模块的输出端与中央处理器的输入端连接，所述中央处理器的输出端与传输模块的输入端连接，所述中央处理器分别与存储模块和对比模块连接，所述电源模块为中央处理器、接收模块、存储模块、对比模块、传输模块、显示屏幕和报警器提供电能，且电源模块为储蓄电源。

作为本发明再进一步的方案：所述PH计的输出端与接收节点一的输入端连接，所述离子浓度检测仪的输出端与接收节点二的输入端连接，所述接收节点一和接收节点二的输出端分别与的输入端A/D转换器连接，所述传输节点一和传输节点二均为有线传输器，所述传输节点三为无线传输器，所述传输节点一的输出端与显示屏幕的输入端连接，所述传输节点二的输出端与报警器的输入端连接，所述传输节点三无线连接有远端APP。

作为本发明再进一步的方案：所述箱体的内部分别固定安装有印刷电路板和光伏逆变器，所述电源模块固定安装箱体的内部，所述太阳能板与电源模块通过光伏逆变器电性连接，所述中央处理器、接收模块、存储模块、对比模块和传输模块均固定安装在印刷电路板上。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过插脚、圆环、承载杆、螺栓和螺纹孔之间的配合使用，增加了监测警报机构安装的稳定性；

2、通过安装盘、安装槽、转盘、滑槽、固定槽、固定块、辅助槽、滑块和弹簧之间的配合使用，方便太阳能板的安装与拆卸，增加使用的便捷性；

3、通过第一连接件、第二连接件、连接轴、安装盘、转盘、圆腔、转轴、第一磁铁环和第二磁铁环之间的配合使用，既可调节太阳能板的倾斜角度，又可对太阳能板进行转动，以便在不同环境使太阳能板利用更多的太阳能，减少资源的使用；

4、通过PH计、离子浓度检测仪、显示屏幕、报警器、电源模块、中央处理器、接收模块、存储模块、对比模块、传输模块、接收节点一、接收节点二、A/D转换器、传输节点一、传输节点二和传输节点三之间的配合使用，既能实现土壤环境的实时监测与警报功能，又能通过远端APP实时了解土壤环境状况。

附图说明

图1为一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统的监测警报机构结构示意图。

图2为一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统中监测警报机构俯视图的剖面图。

图3为一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统中监测警报机构侧视图的部分剖面图。

图4为一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统中A放大的结构示意图。

图5为一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统中检测系统的系统框图。

图6为一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统中接收模块的框图。

图7为一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统中传输模块的框图。

图中标记：1、承载轴；2、太阳能板；3、插脚；4、箱体；5、PH计；6、离子浓度检测仪；7、圆环；8、承载杆；9、箱门；10、显示屏幕；11、报警器；12、螺纹孔；13、螺栓；14、电源模块；15、印刷电路板；16、光伏逆变器；17、第一连接件；18、第二连接件；19、连接轴；20、安装盘；21、安装槽；22、转盘；23、圆腔；24、转轴；25、第一磁铁环；26、第二磁铁环；27、滑槽；28、固定槽；29、固定块；30、辅助槽；31、滑块；32、弹簧；33、中央处理器；34、接收模块；35、存储模块；36、对比模块；37、传输模块；38、接收节点一；39、接收节点二；40、A/D转换器；41、传输节点一；42、传输节点二；43、传输节点三。

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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1～7，本发明实施例中，一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，包括监测警报机构和检测系统，检测警报机构包括有承载轴1、太阳能板2和箱体4，承载轴1的底部固定连接有插脚3，且承载轴1的下侧外壁嵌入有PH计5和离子浓度检测仪6，承载轴1的顶部设置有转盘22，太阳能板2的后侧固定安装有第一连接件17，第一连接件17的后侧设置有第二连接件18，第二连接件18的后侧固定连接有安装盘20，箱体4前表面的一侧铰链连接有箱门9，且箱体4的顶部固定安装有报警器11，箱门9的前侧设置有显示屏幕10；

检测系统包括有中央处理器33、接收模块34、存储模块35、对比模块36和传输模块37，接收模块34包括有接收节点一38、接收节点二39、A/D转换器40和电源模块14，传输模块37包括有传输节点一41、传输节点二42和传输节点三43。

请参阅图1和图2，承载轴1的下侧设置有圆环7，且承载轴1的下侧外壁设置有若干个螺纹孔12，圆环7的外壁固定连接有承载杆8，且圆环7上贯穿有螺栓13，承载杆8设置有四个，四个承载杆8等距设置在圆环7的外壁，圆环7与承载轴1通过间隙配合连接，螺栓13与圆环7通过螺纹连接，且螺栓13处于圆环7内部的一端处于螺纹孔12的内部，螺栓13与螺纹孔12相适配。

根据承载轴1插入土壤的深度调节圆环7的高度，使承载杆8与土壤表面接触，然后将螺栓13旋入相对应的螺纹孔12，即可增加了承载轴1的稳定性。

请参阅图3和图4，转盘22的后侧设置有固定槽28，安装盘20的底部设置有安装槽21，且安装盘20处于转盘22的顶部，转盘22的顶部处于安装槽21的内部，且转盘22与安装槽21相适配，安装盘20的后侧设置有滑槽27，滑槽27的内部设置有固定块29，且滑槽27的顶部设置有辅助槽30，固定块29的顶部固定连接有滑块31，滑块31的后侧固定连接有弹簧32，滑槽27与安装槽21的内部连通，且滑槽27与固定块29通过滑动连接，固定块29的前端处于固定槽28的内部，且固定块29的后端处于滑槽27的外部，固定块29与固定槽28相适配，滑块31处于辅助槽30的内部，且滑块31与辅助槽30通过滑动连接，弹簧32的后端与辅助槽30的后侧内壁固定连接。

通过对固定块29施加一个向后的力，固定块29带动滑块31挤压弹簧32后从固定槽28的内部移出，即可解除安装盘20与转盘22之间的连接，即方便太阳能板2的安装与拆卸。

请参阅图3和图4，第一连接件17与第二连接件18的连接处设置有连接轴19，连接轴19分别贯穿于第一连接件17和第二连接件18，第一连接件17与连接轴19通过过盈配合连接，第二连接件18与连接轴19通过阻尼连接，承载轴1的内部上侧设置有圆腔23，圆腔23的下侧内壁嵌入有第一磁铁环25，转盘22的底部固定连接有转轴24，转轴24贯穿于承载轴1的顶部并处于圆腔23的内部，转轴24与圆腔23相适配，且转轴24的底部嵌入有第二磁铁环26，第一磁铁环25与第二磁铁环26的相邻侧磁性互异，且第一磁铁环25与第二磁铁环26相适配。

通过以连接轴19为圆心转动第一连接件17，即可调节太阳能板2的倾斜角度，再对转盘22施加一个向上力，解除第一磁铁环25与第二磁铁环26的接触，再以转轴24为圆心转动转盘22，即可对太阳能板2进行转动，以便在不同环境使太阳能板2利用更多的太阳能。

请参阅图1、图5、图6和图7，接收模块34的输出端与中央处理器33的输入端连接，中央处理器33的输出端与传输模块37的输入端连接，中央处理器33分别与存储模块35和对比模块36连接，电源模块14为中央处理器33、接收模块34、存储模块35、对比模块36、传输模块37、显示屏幕10和报警器11提供电能，且电源模块14为储蓄电源，PH计5的输出端与接收节点一38的输入端连接，离子浓度检测仪6的输出端与接收节点二39的输入端连接，接收节点一38和接收节点二39的输出端分别与的输入端A/D转换器40连接，传输节点一41和传输节点二42均为有线传输器，传输节点三43为无线传输器，传输节点一41的输出端与显示屏幕10的输入端连接，传输节点二42的输出端与报警器11的输入端连接，传输节点三43无线连接有远端APP。

接收节点一38和接收节点二39分别将PH计5和离子浓度检测仪6的电信号传递给A/D转换器40，A/D转换器40将电信号转化为模拟信号后传递给中央处理器33，中央处理器33通过对比模块36和存储模块35对模拟信号进行分析，最后将指令分别通过传输节点一41、传输节点二42和传输节点三43传递给显示屏幕10、报警器11和远端APP，实现了土壤环境的实时监测与警报功能，且能通过远端APP实时了解土壤环境。

请参阅图2，箱体4的内部分别固定安装有印刷电路板15和光伏逆变器16，电源模块14固定安装箱体4的内部，太阳能板2与电源模块14通过光伏逆变器16电性连接，中央处理器33、接收模块34、存储模块35、对比模块36和传输模块37均固定安装在印刷电路板15上，增加了该系统的整体性。

本发明的工作原理是：

在安装过程中，选择所需监测的土壤处，通过插脚3将承载轴1的下侧插入土壤中，根据承载轴1插入土壤的深度调节圆环7的高度，使承载杆8与土壤表面接触，然后将螺栓13旋入相对应的螺纹孔12，即可增加了承载轴1的稳定性。

在太阳能板2的使用过程中，通过以连接轴19为圆心转动第一连接件17，即可调节太阳能板2的倾斜角度，再对转盘22施加一个向上力，解除第一磁铁环25与第二磁铁环26的接触，再以转轴24为圆心转动转盘22，即可对太阳能板2进行转动，以便在不同环境使太阳能板2利用更多的太阳能，通过对固定块29施加一个向后的力，固定块29带动滑块31挤压弹簧32后从固定槽28的内部移出，即可解除安装盘20与转盘22之间的连接，即方便太阳能板2的安装与拆卸；

监测与警报过程中，PH计5和离子浓度检测仪6对土壤的酸碱度和离子浓度进行检测，接收节点一38和接收节点二39分别将PH计5和离子浓度检测仪6的电信号传递给A/D转换器40，A/D转换器40将电信号转化为模拟信号后传递给中央处理器33，中央处理器33通过对比模块36与存储模块35中设定的标准值进行对比分析，当土壤的酸碱度和离子浓度不处于标准值范围内时，中央处理器33传递警报信息给传输模块37，传输节点二42控制报警器11报警，且传输节点一41和传输节点三43分别将酸碱度和离子浓度传递给显示屏幕10和远端APP，既能实现了土壤环境的实时监测与警报功能，又能通过远端APP实时了解土壤环境。

尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，包括监测警报机构和检测系统，其特征在于：所述检测警报机构包括有承载轴（1）、太阳能板（2）和箱体（4），所述承载轴（1）的底部固定连接有插脚（3），且承载轴（1）的下侧外壁嵌入有PH计（5）和离子浓度检测仪（6），所述承载轴（1）的顶部设置有转盘（22），所述太阳能板（2）的后侧固定安装有第一连接件（17），所述第一连接件（17）的后侧设置有第二连接件（18），所述第二连接件（18）的后侧固定连接有安装盘（20），所述箱体（4）前表面的一侧铰链连接有箱门（9），且箱体（4）的顶部固定安装有报警器（11），所述箱门（9）的前侧设置有显示屏幕（10）；

所述检测系统包括有中央处理器（33）、接收模块（34）、存储模块（35）、对比模块（36）和传输模块（37），所述接收模块（34）包括有接收节点一（38）、接收节点二（39）、A/D转换器（40）和电源模块（14），所述传输模块（37）包括有传输节点一（41）、传输节点二（42）和传输节点三（43）。

2.根据权利要求1所述的一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，其特征在于：所述承载轴（1）的下侧设置有圆环（7），且承载轴（1）的下侧外壁设置有若干个螺纹孔（12），所述圆环（7）的外壁固定连接有承载杆（8），且圆环（7）上贯穿有螺栓（13），所述承载杆（8）设置有四个，四个所述承载杆（8）等距设置在圆环（7）的外壁，所述圆环（7）与承载轴（1）通过间隙配合连接，所述螺栓（13）与圆环（7）通过螺纹连接，且螺栓（13）处于圆环（7）内部的一端处于螺纹孔（12）的内部，所述螺栓（13）与螺纹孔（12）相适配。

3.根据权利要求1所述的一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，其特征在于：所述转盘（22）的后侧设置有固定槽（28），所述安装盘（20）的底部设置有安装槽（21），且安装盘（20）处于转盘（22）的顶部，所述转盘（22）的顶部处于安装槽（21）的内部，且转盘（22）与安装槽（21）相适配，所述安装盘（20）的后侧设置有滑槽（27），所述滑槽（27）的内部设置有固定块（29），且滑槽（27）的顶部设置有辅助槽（30），所述固定块（29）的顶部固定连接有滑块（31），所述滑块（31）的后侧固定连接有弹簧（32）。

4.根据权利要求3所述的一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，其特征在于：所述滑槽（27）与安装槽（21）的内部连通，且滑槽（27）与固定块（29）通过滑动连接，所述固定块（29）的前端处于固定槽（28）的内部，且固定块（29）的后端处于滑槽（27）的外部，所述固定块（29）与固定槽（28）相适配，所述滑块（31）处于辅助槽（30）的内部，且滑块（31）与辅助槽（30）通过滑动连接，所述弹簧（32）的后端与辅助槽（30）的后侧内壁固定连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，其特征在于：所述第一连接件（17）与第二连接件（18）的连接处设置有连接轴（19），所述连接轴（19）分别贯穿于第一连接件（17）和第二连接件（18），所述第一连接件（17）与连接轴（19）通过过盈配合连接，所述第二连接件（18）与连接轴（19）通过阻尼连接，所述承载轴（1）的内部上侧设置有圆腔（23），所述圆腔（23）的下侧内壁嵌入有第一磁铁环（25），所述转盘（22）的底部固定连接有转轴（24），所述转轴（24）贯穿于承载轴（1）的顶部并处于圆腔（23）的内部，所述转轴（24）与圆腔（23）相适配，且转轴（24）的底部嵌入有第二磁铁环（26），所述第一磁铁环（25）与第二磁铁环（26）的相邻侧磁性互异，且第一磁铁环（25）与第二磁铁环（26）相适配。

6.根据权利要求1所述的一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，其特征在于：所述接收模块（34）的输出端与中央处理器（33）的输入端连接，所述中央处理器（33）的输出端与传输模块（37）的输入端连接，所述中央处理器（33）分别与存储模块（35）和对比模块（36）连接，所述电源模块（14）为中央处理器（33）、接收模块（34）、存储模块（35）、对比模块（36）、传输模块（37）、显示屏幕（10）和报警器（11）提供电能，且电源模块（14）为储蓄电源。

7.根据权利要求1所述的一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，其特征在于：所述PH计（5）的输出端与接收节点一（38）的输入端连接，所述离子浓度检测仪（6）的输出端与接收节点二（39）的输入端连接，所述接收节点一（38）和接收节点二（39）的输出端分别与的输入端A/D转换器（40）连接，所述传输节点一（41）和传输节点二（42）均为有线传输器，所述传输节点三（43）为无线传输器，所述传输节点一（41）的输出端与显示屏幕（10）的输入端连接，所述传输节点二（42）的输出端与报警器（11）的输入端连接，所述传输节点三（43）无线连接有远端APP。

8.根据权利要求1所述的一种基于农产品土壤环境的实时监测及警报系统，其特征在于：所述箱体（4）的内部分别固定安装有印刷电路板（15）和光伏逆变器（16），所述电源模块（14）固定安装箱体（4）的内部，所述太阳能板（2）与电源模块（14）通过光伏逆变器（16）电性连接，所述中央处理器（33）、接收模块（34）、存储模块（35）、对比模块（36）和传输模块（37）均固定安装在印刷电路板（15）上。

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