CN112903012A - 一种基于物联网的智慧农业数据传输装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的智慧农业数据传输装置及方法，横梁的一侧安装有用于检测农场环境风力的风速测量机构，在所述横梁的另一侧安装有用于检测降雨量的雨量检测机构；采用触发计数、电信号转换、信号发送、信号输出的手段进行信号传输；农场环境中存在风力时会带动叶轮转动，转动的叶轮带动偏心组件工作，偏心组件驱动往复结构来回运动从而向计数器发送信号，风速越大往复结构向计数器发送信号的频率越高，将频率信息发送至信号发射器并通过基站发向智能终端上，从而实现风速实时监测并传输风速数据；且利用雨量检测机构对农场环境的降雨量检测，与风速数据一同经计数器和信号发射器发往基站和智能终端。

Description

一种基于物联网的智慧农业数据传输装置及方法
技术领域
本发明涉及一种智慧农业设备领域，具体是一种基于物联网的智慧农业数据传输装置及方法。
背景技术
智慧农业是物联网技术在现代农业领域的应用，主要有监控功能系统、监测功能系统、实时图像与视频监控功能。
监控功能系统负责接收无线传感汇聚节点发来的数据、存储、显示和数据管理，实现所有基地测试点信息的获取、管理、动态显示和分析处理以直观的图表和曲线的方式显示给用户。
目前现有的农业数据采集大多通过视频监控的方式进行，对于像降雨以及风力等不能定量检测，因此需要开发一种新型具有风力和降雨检测的智能农业数据传输装置。
发明内容
基于上述背景技术中所提到的现有技术中的不足之处，为此本发明提供了一种基于物联网的智慧农业数据传输装置及方法。
本发明通过采用如下技术方案克服以上技术问题，具体为：
一种基于物联网的智慧农业数据传输装置，包括安装底座和竖直固定在所述安装底座上方中央的支撑柱，在所述支撑柱的上部水平固定有横梁，在所述横梁的一侧安装有用于检测农场环境风力的风速测量机构，在所述横梁的另一侧安装有用于检测降雨量的雨量检测机构；
在所述支撑柱上安装有分别同所述雨量检测机构和所述风速测量机构信号连接的计数器，在所述支撑柱的顶部安装有与所述计数器数据通讯的信号发射器，所述信号发射器同通讯基站无线数据传输并连接智能终端；
所述风速测量机构包括安装在所述横梁上的叶轮和安装在所述横梁下方并连接所述叶轮的偏心组件，在所述支撑柱上安装有同所述计数器电连的往复结构，所述往复结构连接所述偏心组件。
作为本发明进一步的方案：所述偏心组件包括转动安装在所述横梁下方的凸轮和用于连接所述凸轮与所述叶轮转轴的传动件；所述往复结构连接所述凸轮。
作为本发明再进一步的方案：所述往复结构包括水平安装在所述支撑柱上的套座、同所述套座滑动配合的伸缩件、转动安装在所述伸缩件端部并与所述凸轮滚动贴合的转轮；
所述套座上套合有扭簧，所述套座和所述伸缩件上均固定有限位柱，所述扭簧的两边分别搭接在两个限位柱上。
作为本发明再进一步的方案：所述伸缩件上固定安装有第一活动触头，在所述计数器上安装有同所述第一活动触头配合的第一静触头，所述第一静触头和第一活动触头同轴设置；
所述第一静触头和第一活动触头通过一组导线连接所述计数器并形成回路。
作为本发明再进一步的方案：所述雨量检测机构包括固定在所述横梁上的漏斗和设置在所述漏斗下方并与所述支撑柱固定的承托架；
在所述承托架上摆动安装有用于接收所述漏斗滴落的雨水的翻斗，所述翻斗的一侧与所述支撑柱之间通过弹性组件连接。
作为本发明再进一步的方案：所述弹性组件包括一端同所述支撑柱铰接的摆套、与所述摆套同轴套合的摆杆、以及用于弹性连接所述摆杆与所述摆套的压簧；所述摆杆的一端同所述翻斗铰接；
其中，所述压簧始终处于压缩状态。
作为本发明再进一步的方案：所述摆杆上安装有第二活动触头，在所述摆套的外壁上安装有用于同所述第二活动触头配合的第二静触头，所述第二静触头和所述第二活动触头同轴设置；
所述第二静触头和第二活动触头通过另一组导线连接所述计数器并形成回路。
一种基于物联网的智慧农业数据传输方法，包括如下步骤：
步骤一，触发计数，在环境风力大于叶轮和凸轮之间的传动摩擦力或环境具有降雨时分别通过雨量检测机构和风速测量机构分别或同时触发计数器；
步骤二，电信号转换，在计数器内根据雨量检测机构和风速测量机构的触发频率将电信号转化为二进制的频率数据；
步骤三，信号发送，将二进制的频率数据通过信号发射器向最近的无线基站发出，并由智能终端接收该二进制频率信号；
步骤四，信号输出，智能终端将二进制的频率数据等效转化为刻度的数值或文字或图像信息并输出。
采用以上结构后，本发明相较于现有技术，具备以下优点：当外界农场环境中存在风力时会带动叶轮转动，转动的叶轮带动偏心组件工作，偏心组件驱动往复结构来回运动从而向计数器发送信号，风速越大往复结构向计数器发送信号的频率越高，将频率信息发送至信号发射器并通过基站发向智能终端上，从而实现风速实时监测并传输风速数据；且利用雨量检测机构对农场环境的降雨量检测，与风速数据一同经计数器和信号发射器发往基站和智能终端。
附图说明
图1为基于物联网的智慧农业数据传输装置的结构示意图。
图2为图1中A处的局部放大示意图。
图3为基于物联网的智慧农业数据传输装置中翻斗的结构示意图。
图中：1-安装底座；2-支撑柱；3-横梁；4-叶轮；5-传动件；6-凸轮；7-转轮；8-伸缩件；9-套座；10-第一活动触头；11-第一静触头；12-计数器；13-信号发射器；14-漏斗；15-翻斗；16-承托架；17-摆杆；18-摆套；19-压簧；20-第二活动触头；21-第二静触头；22-扭簧。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以多种不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
请参阅图1～3，本发明实施例中，一种基于物联网的智慧农业数据传输装置，包括安装底座1和竖直固定在所述安装底座1上方中央的支撑柱2，在所述支撑柱2的上部水平固定有横梁3，在所述横梁3的一侧安装有用于检测农场环境风力的风速测量机构，在所述横梁3的另一侧安装有用于检测降雨量的雨量检测机构；
其中，在所述支撑柱2上安装有分别同所述雨量检测机构和所述风速测量机构信号连接的计数器12，在所述支撑柱2的顶部安装有与所述计数器12数据通讯的信号发射器13，所述信号发射器13同通讯基站无线数据传输并连接智能终端；
具体地，所述风速测量机构包括安装在所述横梁3上的叶轮4和安装在所述横梁3下方并连接所述叶轮4的偏心组件，在所述支撑柱2上安装有同所述计数器12电连的往复结构，所述往复结构连接所述偏心组件；
详细来说，当外界农场环境中存在风力时会带动叶轮4转动，转动的叶轮4带动偏心组件工作，偏心组件驱动往复结构来回运动从而向计数器12发送信号，风速越大往复结构向计数器12发送信号的频率越高，将频率信息发送至信号发射器13并通过基站发向智能终端上，从而实现风速实时监测并传输风速数据；且利用雨量检测机构对农场环境的降雨量检测，与风速数据一同经计数器12和信号发射器13发往基站和智能终端；
需要说明的是，所述智能终端包括但不限于计算机、智能手机、智能手表、手环等常规智能设备。
在本发明的一个实施例中，所述偏心组件包括转动安装在所述横梁3下方的凸轮6和用于连接所述凸轮6与所述叶轮4转轴的传动件5；所述往复结构连接所述凸轮6；
通过叶轮4转动利用传动件5带动凸轮6转动，借助凸轮6驱动往复结构，从而向计数器12发送相应频率数据。
在本发明的另一个实施例中，所述往复结构包括水平安装在所述支撑柱1上的套座9、同所述套座9滑动配合的伸缩件8、转动安装在所述伸缩件8端部并与所述凸轮6滚动贴合的转轮7；
所述套座9上套合有扭簧22，所述套座9和所述伸缩件8上均固定有限位柱，所述扭簧22的两边分别搭接在两个限位柱上；
由于凸轮6转动，进而带动转轮7和伸缩件8在扭簧22的作用下顺着套座9往复水平运动，当风力较大时，伸缩件8往复运动的频率较高，相反的，当农场环境风力较小时，伸缩件8往复运动的频率较低。
在本发明的又一个实施例中，所述伸缩件8上固定安装有第一活动触头10，在所述计数器12上安装有同所述第一活动触头10配合的第一静触头11，所述第一静触头11和第一活动触头10同轴设置；
所述第一静触头11和第一活动触头10通过一组导线连接所述计数器12并形成回路；
在伸缩件8往复动作时带动第一动触头10跟随往复运动，并间断与第一静触头11配合触发计数器12，风力越大，二者触发计数器12的频率越高，因此可通过第一静触头11和第一活动触头10的接触频率计算环境风力。
在本发明的又一个实施例中，所述雨量检测机构包括固定在所述横梁3上的漏斗14和设置在所述漏斗14下方并与所述支撑柱2固定的承托架16；
在所述承托架16上摆动安装有用于接收所述漏斗14滴落的雨水的翻斗15，所述翻斗15的一侧与所述支撑柱2之间通过弹性组件连接；
阴雨天气下，通过漏斗14接收环境雨水，雨水通过漏斗14流入到翻斗15内，当翻斗15内的雨水聚集到一定程度后便会克服弹性组件的弹力翻转，由于翻斗15起初位于平衡位置，因此对弹性组件的压力较小，在翻转过程中，其重心改变，逐渐增大对弹性组件的压力，直至雨水倾倒完后，其重力减小，此时在弹性组件的弹力作用下自动复位至平衡处。
在本发明的又一个实施例中，所述弹性组件包括一端同所述支撑柱2铰接的摆套18、与所述摆套18同轴套合的摆杆17、以及用于弹性连接所述摆杆17与所述摆套18的压簧19；所述摆杆17的一端同所述翻斗15铰接；
其中，所述压簧19始终处于压缩状态；
当翻斗15中不断聚集雨水时，压簧19所承受的雨水压力也不断增加，在增加至大于其弹力时，压簧19被进一步压缩，从而使得翻斗15倾斜，在倾斜的过程中，其重心跟随改变，进而进一步压缩压簧19，直至将翻斗15内的雨水倾倒出，雨水倾倒出后翻斗15的重力减小，通过压簧19的压力带动翻斗15复位。
在本发明的又一个实施例中，所述摆杆17上安装有第二活动触头20，在所述摆套18的外壁上安装有用于同所述第二活动触头20配合的第二静触头21，所述第二静触头21和所述第二活动触头20同轴设置；
所述第二静触头21和第二活动触头20通过另一组导线连接所述计数器12并形成回路；
在翻斗15中的雨水聚集至触发量时压缩压簧19并翻转，在翻转过程中摆杆17套入到摆套18内，进而带动第二静触头21与第二活动触头20结合，触发计数器12，在雨水倾倒完后，通过压簧19的弹力使翻斗15复位，同时第二静触头21与第二活动触头20分离，完成一次触发。
一种基于物联网的智慧农业数据传输方法，包括如下步骤：
步骤一，触发计数，在环境风力大于叶轮和凸轮之间的传动摩擦力或环境具有降雨时分别通过雨量检测机构和风速测量机构分别或同时触发计数器；
步骤二，电信号转换，在计数器内根据雨量检测机构和风速测量机构的触发频率将电信号转化为二进制的频率数据；
步骤三，信号发送，将二进制的频率数据通过信号发射器向最近的无线基站发出，并由智能终端接收该二进制频率信号；
步骤四，信号输出，智能终端将二进制的频率数据等效转化为刻度的数值或文字或图像信息并输出。
以上仅就本发明的最佳实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅限于以上实施例，其具体结构允许有变化。但凡在本发明独立权利要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

Claims (8)

1.一种基于物联网的智慧农业数据传输装置，包括安装底座(1)和竖直固定在所述安装底座(1)上方中央的支撑柱(2)，其特征在于，在所述支撑柱(2)的上部水平固定有横梁(3)，在所述横梁(3)的一侧安装有用于检测农场环境风力的风速测量机构，在所述横梁(3)的另一侧安装有用于检测降雨量的雨量检测机构；
在所述支撑柱(2)上安装有分别同所述雨量检测机构和所述风速测量机构信号连接的计数器(12)，在所述支撑柱(2)的顶部安装有与所述计数器(12)数据通讯的信号发射器(13)，所述信号发射器(13)同通讯基站无线数据传输并连接智能终端；
所述风速测量机构包括安装在所述横梁(3)上的叶轮(4)和安装在所述横梁(3)下方并连接所述叶轮(4)的偏心组件，在所述支撑柱(2)上安装有同所述计数器(12)电连的往复结构，所述往复结构连接所述偏心组件。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧农业数据传输装置，其特征在于，所述偏心组件包括转动安装在所述横梁(3)下方的凸轮(6)和用于连接所述凸轮(6)与所述叶轮(4)转轴的传动件(5)；所述往复结构连接所述凸轮(6)。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的智慧农业数据传输装置及方法，其特征在于，所述往复结构包括水平安装在所述支撑柱(1)上的套座(9)、同所述套座(9)滑动配合的伸缩件(8)、转动安装在所述伸缩件(8)端部并与所述凸轮(6)滚动贴合的转轮(7)；
所述套座(9)上套合有扭簧(22)，所述套座(9)和所述伸缩件(8)上均固定有限位柱，所述扭簧(22)的两边分别搭接在两个限位柱上。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的智慧农业数据传输装置，其特征在于，所述伸缩件(8)上固定安装有第一活动触头(10)，在所述计数器(12)上安装有同所述第一活动触头(10)配合的第一静触头(11)，所述第一静触头(11)和第一活动触头(10)同轴设置；
所述第一静触头(11)和第一活动触头(10)通过一组导线连接所述计数器(12)并形成回路。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的智慧农业数据传输装置，其特征在于，所述雨量检测机构包括固定在所述横梁(3)上的漏斗(14)和设置在所述漏斗(14)下方并与所述支撑柱(2)固定的承托架(16)；
在所述承托架(16)上摆动安装有用于接收所述漏斗(14)滴落的雨水的翻斗(15)，所述翻斗(15)的一侧与所述支撑柱(2)之间通过弹性组件连接。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的智慧农业数据传输装置，其特征在于，所述弹性组件包括一端同所述支撑柱(2)铰接的摆套(18)、与所述摆套(18)同轴套合的摆杆(17)、以及用于弹性连接所述摆杆(17)与所述摆套(18)的压簧(19)；所述摆杆(17)的一端同所述翻斗(15)铰接；
其中，所述压簧(19)始终处于压缩状态。
7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的智慧农业数据传输装置，其特征在于，所述摆杆(17)上安装有第二活动触头(20)，在所述摆套(18)的外壁上安装有用于同所述第二活动触头(20)配合的第二静触头(21)，所述第二静触头(21)和所述第二活动触头(20)同轴设置；
所述第二静触头(21)和第二活动触头(20)通过另一组导线连接所述计数器(12)并形成回路。
8.一种基于物联网的智慧农业数据传输方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一，触发计数，在环境风力大于叶轮和凸轮之间的传动摩擦力或环境具有降雨时分别通过雨量检测机构和风速测量机构分别或同时触发计数器；
步骤二，电信号转换，在计数器内根据雨量检测机构和风速测量机构的触发频率将电信号转化为二进制的频率数据；
步骤三，信号发送，将二进制的频率数据通过信号发射器向最近的无线基站发出，并由智能终端接收该二进制频率信号；
步骤四，信号输出，智能终端将二进制的频率数据等效转化为刻度的数值或文字或图像信息并输出。
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