CN112987622A - 一种农业物联网环境测控装置 - Google Patents

Abstract

一种农业物联网环境测控装置，包括测控装置本体；第二缓冲装置连接测控装置本体与限位座；固定座的两侧设有限位槽，限位座的两侧设有插槽；限位槽内设有限位块和第二弹性件；插槽内设有顶出件和第一弹性件；梯形块与限位块连接并插入插槽中；支撑件连接固定座和连接座；底座的顶部设置螺柱和导杆，且螺柱和导杆穿过连接座；钻杆设置在连接座上，钻杆的底端设有钻头，其中一组钻杆上设有第二齿轮；连接座的底部设有转动环，转动环与螺柱螺纹连接，第一齿轮啮合连接第二齿轮和转动环。本发明不仅能够进行有效固定以防止被风刮倒，还方便进行拆装，拆装过程省时省力，并且防盗效果好，智能化程度高，操作简单，使用效果极佳。

Description

一种农业物联网环境测控装置

技术领域

本发明涉及农业设备技术领域，尤其涉及一种农业物联网环境测控装置。

背景技术

农业是利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业。农业属于第一产业，研究农业的科学是农学，农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身，农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业；物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段，随着物联网的普及，其开始被应用到农业环境测控中；

在公开号为CN109799859B的中国实用新型专利中公开了一种农业物联网环境测控装置，该测控装置包括基站、功能组件和多个传感器组；多个传感器组均布在农田中，功能组件包括ZigBee协调器、本地处理器和多个与传感器组一一对应设置的ZigBee模块；传感器组通过ZigBee模块与ZigBee协调器进行双向的数据传输，ZigBee协调器通过ZigBee无线网与本地处理器进行双向的数据传输。本发明通过将基站和传感器组分离，并利用功能组件实现了两者的无线信息传输，使得传感器组在工作过程中不会受到干扰，从而提高测控信息的准确性；同时利用ZigBee技术构建无线局域网，降低了信息传输的复杂度，能够以较低的功耗完成了环境信息的测控工作；但其结构简单，功能单一，固定效果不佳，使用过程中容易被风刮倒或碰翻，并且为一体式结构，不方便对测控装置本体进行拆装，使用效果不佳，有待进行改善。

发明内容

(一)发明目的

为解决背景技术中存在的技术问题，本发明提出一种农业物联网环境测控装置，不仅能够进行有效固定以防止被风刮倒，还方便进行拆装，拆装过程省时省力，并且防盗效果好，智能化程度高，操作简单，使用效果极佳。

(二)技术方案

本发明提出了一种农业物联网环境测控装置，包括测控装置本体、固定座、支撑件、连接座、底座、限位座、气囊、梯形块、钻杆和传动件；

测控装置本体的外侧设有第一缓冲装置，测控装置本体的底部设有第二缓冲装置，且第二缓冲装置与限位座连接；固定座的顶部设有定位槽，定位槽内设有压力传感器，限位座插入定位槽中并压住压力传感器；固定座的两侧设有限位槽，限位座的两侧设有插槽；限位槽内设有限位块和第二弹性件，且第二弹性件与限位块连接；插槽内设有顶出件和第一弹性件，且第一弹性件与顶出件连接；梯形块与限位块连接并插入插槽中，且梯形块的上部为斜面；限位座上设有鼓气管，限位座内设有连通插槽和鼓气管的连接管，气囊与鼓气管连接；

连接座位于固定座的下方，支撑件竖直设置并连接固定座和连接座；底座位于连接座的下方，且底座上设有行走机构；底座的顶部竖直设置螺柱和导杆，且螺柱和导杆分别向上穿过连接座；连接座上设有电机，电机的输出端设有第一齿轮；钻杆竖直设置在连接座上，钻杆的底端设有钻头，底座上设有供钻杆穿出的定位孔；钻杆的数目为多组，传动件传动连接各钻杆，且其中一组钻杆上设有第二齿轮；连接座的底部设有转动环，转动环上设有内螺纹和外啮齿，且转动环与螺柱螺纹连接，第一齿轮啮合连接第二齿轮和转动环；

测控装置本体包括摄像头、显示模块、处理器、环境参数采集模块、定位模块和无线传输模块，固定座上设有警报器；处理器通讯连接摄像头、显示模块、压力传感器、环境参数采集模块、定位模块和无线传输模块，无线传输模块无线连接远程控制终端，处理器控制连接警报器、电机和行走机构。

优选的，还包括驱动模块和方向调节模块；处理器通讯连接驱动模块和方向调节模块，且驱动模块和方向调节模块作用于行走机构。

优选的，还包括透明罩；测控装置本体的顶部设有太阳能发电板，测控装置本体内设有蓄电池，太阳能发电板与蓄电池电性连接；

透明罩设置在测控装置本体上并罩住太阳能发电板，透明罩为圆锥形，且透明罩的尖端朝向上方。

优选的，底座上设有土壤取样装置，处理器控制连接土壤取样装置。

优选的，环境参数采集模块包括温度传感器、湿度传感器、光传感器和CO2传感器，且温度传感器、湿度传感器、光传感器和CO2传感器分别通讯连接处理器。

优选的，各钻杆上分别设有转动轮，传动件传动连接各转动轮；传动件为链条，转动轮为链轮。

优选的，测控装置本体还包括身份识别模块；身份识别模块通讯连接处理器，且身份识别模块包括指纹采集子模块、面部扫描子模块和比对分析子模块。

优选的，测控装置本体还包括人机交互模块；人机交互模块通讯连接处理器，且人机交互模块包括语音采集子模块、语音分析子模块和语音输出子模块。

优选的，第一缓冲装置包括缓冲板和第一弹簧，第二缓冲装置包括滑块、第二弹簧和固定杆；

第一弹簧水平设置在测控装置本体上，缓冲板与第一弹簧连接；测控装置本体上竖直设置开口朝下的缓冲槽，滑块位于缓冲槽内，第二弹簧竖直设置在缓冲槽内并与滑块连接；固定杆竖直设置在限位座上，且固定杆向上延伸入缓冲槽内并与滑块连接。

本发明还提出了一种农业物联网环境测控装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、远程控制终端发送导航信息和运动命令至处理器，处理器控制行走机构进行运动以使测控装置本体到达指定地点；

S2、测控装置本体到达指定地点后，电机使第一齿轮进行转动；

S3、第一齿轮带动转动环和第二齿轮进行转动，转动环与螺柱相配合以使连接座向下运动；第二齿轮带动其中一组钻杆进行转动，传动件使其余的钻杆进行同步转动，各钻头带动钻杆不断插入土壤中，实现对底座的有效固定；

S4、测控装置本体对指定农业地点的环境数据进行采集，并对所采集数据进行处理；

S5、无线传输模块将所采集数据发送至远程控制终端，以便后台人员了解相关信息。

本发明的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

限位座插入定位槽中，梯形块插入插槽中，实现对测控装置本体的固定；当需要拆卸时，捏瘪气囊以使其内部的气体进入插槽内，插槽内的气压增大以推动顶出件向外运动，顶出件将梯形块顶出插槽，此时可取出测控装置本体，方便对测控装置本体进行拆装，拆装过程省时省力，有助于维修和更换；

电机使第一齿轮进行转动，第一齿轮带动转动环和第二齿轮进行转动，转动环与螺柱相配合以使连接座向下运动；第二齿轮带动其中一组钻杆进行转动，传动件使其余的钻杆进行同步转动，各钻头带动钻杆不断插入土壤中，实现对底座的有效固定，有效防止装置翻倒或被风吹倒；

定位模块对测控装置本体的位置进行定位，当不法人员盗走测控装置本体上，压力传感器不再受到限位座施加的压力，处理器控制警报器响起，以起到吓阻不法人员和提醒周围人员的作用，并且处理器将信息发送至远程控制终端，以便后台人员了解相关情况并根据定位信息找回测控装置本体，防盗效果较好。

附图说明

图1为本发明提出的一种农业物联网环境测控装置的结构示意图。

图2为本发明提出的一种农业物联网环境测控装置中测控装置本体的结构示意图。

图3为本发明提出的一种农业物联网环境测控装置中限位座和固定座的连接示意图。

图4为图3中A部分的放大图。

图5为本发明提出的一种农业物联网环境测控装置中连接座和底座的连接示意图。

图6为图5中B部分的放大图。

图7为图5中钻杆和传动件的俯视图。

图8为本发明提出的一种农业物联网环境测控装置的系统框图。

附图标记：1、测控装置本体；2、透明罩；3、固定座；4、支撑件；5、连接座；6、底座；7、缓冲板；8、第一弹簧；9、缓冲槽；10、滑块；11、第二弹簧；12、固定杆；13、太阳能发电板；14、摄像头；15、显示模块；16、限位座；17、压力传感器；18、气囊；19、鼓气管；20、插槽；21、第一弹性件；22、顶出件；23、限位槽；24、第二弹性件；25、限位块；26、梯形块；27、警报器；28、电机；29、螺柱；30、导杆；31、钻杆；32、钻头；33、行走机构；34、转动环；35、第一齿轮；36、第二齿轮；37、传动件；38、转动轮；39、定位孔；40、处理器；41、环境参数采集模块；42、定位模块；43、人机交互模块；44、身份识别模块；45、土壤取样装置；46、远程控制终端；47、无线传输模块；48、驱动模块；49、方向调节模块；50、温度传感器；51、湿度传感器；52、光传感器；53、CO2传感器；54、定位槽；55、连接管。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

如图1-8所示，本发明提出的一种农业物联网环境测控装置，包括测控装置本体1、固定座3、支撑件4、连接座5、底座6、限位座16、气囊18、梯形块26、钻杆31和传动件37；

测控装置本体1的外侧设有第一缓冲装置，测控装置本体1的底部设有第二缓冲装置，且第二缓冲装置与限位座16连接；固定座3的顶部设有定位槽54，定位槽54内设有压力传感器17，限位座16插入定位槽54中并压住压力传感器17；固定座3的两侧设有限位槽23，限位座16的两侧设有插槽20；限位槽23内设有限位块25和第二弹性件24，且第二弹性件24与限位块25连接；插槽20内设有顶出件22和第一弹性件21，且第一弹性件21与顶出件22连接；梯形块26与限位块25连接并插入插槽20中，且梯形块26的上部为斜面；限位座16上设有鼓气管19，限位座16内设有连通插槽20和鼓气管19的连接管55，气囊18与鼓气管19连接；

连接座5位于固定座3的下方，支撑件4竖直设置并连接固定座3和连接座5；底座6位于连接座5的下方，且底座6上设有行走机构33；底座6的顶部竖直设置螺柱29和导杆30，且螺柱29和导杆30分别向上穿过连接座5；连接座5上设有电机28，电机28的输出端设有第一齿轮35；钻杆31竖直设置在连接座5上，钻杆31的底端设有钻头32，底座6上设有供钻杆31穿出的定位孔39；钻杆31的数目为多组，传动件37传动连接各钻杆31，且其中一组钻杆31上设有第二齿轮36；连接座5的底部设有转动环34，转动环34上设有内螺纹和外啮齿，且转动环34与螺柱29螺纹连接，第一齿轮35啮合连接第二齿轮36和转动环34；

测控装置本体1包括摄像头14、显示模块15、处理器40、环境参数采集模块41、定位模块42和无线传输模块47，固定座3上设有警报器27；处理器40通讯连接摄像头14、显示模块15、压力传感器17、环境参数采集模块41、定位模块42和无线传输模块47，无线传输模块47无线连接远程控制终端46，处理器40控制连接警报器27、电机28和行走机构33。

在一个可选的实施例中，还包括驱动模块48和方向调节模块49；处理器40通讯连接驱动模块48和方向调节模块49，且驱动模块48和方向调节模块49作用于行走机构33，方便对装置的运动进行控制，有助于使用。

在一个可选的实施例中，还包括透明罩2；测控装置本体1的顶部设有太阳能发电板13，测控装置本体1内设有蓄电池，太阳能发电板13与蓄电池电性连接，有助于提高续航能力；透明罩2设置在测控装置本体1上并罩住太阳能发电板13，透明罩2为圆锥形，且透明罩2的尖端朝向上方。

在一个可选的实施例中，底座6上设有土壤取样装置45，处理器40控制连接土壤取样装置45，处理器40控制土壤取样装置45进行自动取样，不需人工去指定地点进行人工取样，使用效果好。

在一个可选的实施例中，环境参数采集模块41包括温度传感器50、湿度传感器51、光传感器52和CO2传感器53，且温度传感器50、湿度传感器51、光传感器52和CO2传感器53分别通讯连接处理器40，能够对各项农业环境数据进行采集，使用效果好。

在一个可选的实施例中，各钻杆31上分别设有转动轮38，传动件37传动连接各转动轮38；传动件37为链条，转动轮38为链轮。

在一个可选的实施例中，测控装置本体1还包括身份识别模块44；身份识别模块44通讯连接处理器40，且身份识别模块44包括指纹采集子模块、面部扫描子模块和比对分析子模块，当身份识别成功后，操作人员方可现场进行控制操作；测控装置本体1还包括人机交互模块43；人机交互模块43通讯连接处理器40，且人机交互模块43包括语音采集子模块、语音分析子模块和语音输出子模块，能够进行人机交互，智能化程度高，使用效果好。

在一个可选的实施例中，第一缓冲装置包括缓冲板7和第一弹簧8，第二缓冲装置包括滑块10、第二弹簧11和固定杆12；第一弹簧8水平设置在测控装置本体1上，缓冲板7与第一弹簧8连接；测控装置本体1上竖直设置开口朝下的缓冲槽9，滑块10位于缓冲槽9内，第二弹簧11竖直设置在缓冲槽9内并与滑块10连接；固定杆12竖直设置在限位座16上，且固定杆12向上延伸入缓冲槽9内并与滑块10连接，能够起到较佳的缓冲效果，有助于对测控装置本体1进行保护。

本发明还提出了一种农业物联网环境测控装置的使用方法，包括以下步骤：

S1、远程控制终端46发送导航信息和运动命令至处理器40，处理器40控制行走机构33进行运动以使测控装置本体1到达指定地点；

S2、测控装置本体1到达指定地点后，电机28使第一齿轮35进行转动；

S3、第一齿轮35带动转动环34和第二齿轮36进行转动，转动环34与螺柱29相配合以使连接座5向下运动；第二齿轮36带动其中一组钻杆31进行转动，传动件37使其余的钻杆31进行同步转动，各钻头32带动钻杆31不断插入土壤中，实现对底座6的有效固定；

S4、测控装置本体1对指定农业地点的环境数据进行采集，并对所采集数据进行处理；

S5、无线传输模块47将所采集数据发送至远程控制终端46，以便后台人员了解相关信息。

本发明中，安装时，将限位座16插入定位槽54中，在限位座16的插入过程中，梯形块26逐渐被挤入限位槽23中，当梯形块26与插槽20位于同一水平面内时，第二弹性件24复位并推动限位块25向定位槽54的方向运动，梯形块26插入插槽20中，实现对测控装置本体1的固定；当需要拆卸时，捏瘪气囊18以使其内部的气体进入插槽20内，插槽20内的气压增大以推动顶出件22向外运动，顶出件22将梯形块26顶出插槽20，此时可取出测控装置本体1，方便对测控装置本体1进行拆装，拆装过程省时省力，有助于维修和更换；

电机28使第一齿轮35进行转动，第一齿轮35带动转动环34和第二齿轮36进行转动，转动环34与螺柱29相配合以使连接座5向下运动；第二齿轮36带动其中一组钻杆31进行转动，传动件37使其余的钻杆31进行同步转动，各钻头32带动钻杆31不断插入土壤中，实现对底座6的有效固定，有效防止装置翻倒或被风吹倒；环境参数采集模块41对农业环境参数进行采集，显示模块15对数据信息进行显示，无线传输模块47的设置实现了远程控制终端46和处理器40之间的双向信息传递，方便后台人员了解各项信息，并且通过远程控制终端46控制行走机构33进行运动，通过摄像头14了解装置附近情况和路况，使用方便；

定位模块42对测控装置本体1的位置进行定位，当不法人员盗走测控装置本体1上，由于限位座16与固定座3分离，压力传感器17不再受到限位座16施加的压力，压力传感器17将信息传递至处理器40，处理器40控制警报器27响起，以起到吓阻不法人员和提醒周围人员的作用，并且处理器40将信息发送至远程控制终端46，以便后台人员了解相关情况并根据定位信息找回测控装置本体1，防盗效果较好，摄像头14的设置进一步提高了防盗效果，功能多样，有助于使用。

Claims (10)

1.一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，包括测控装置本体(1)、固定座(3)、支撑件(4)、连接座(5)、底座(6)、限位座(16)、气囊(18)、梯形块(26)、钻杆(31)和传动件(37)；

测控装置本体(1)的外侧设有第一缓冲装置，测控装置本体(1)的底部设有第二缓冲装置，且第二缓冲装置与限位座(16)连接；固定座(3)的顶部设有定位槽(54)，定位槽(54)内设有压力传感器(17)，限位座(16)插入定位槽(54)中并压住压力传感器(17)；固定座(3)的两侧设有限位槽(23)，限位座(16)的两侧设有插槽(20)；限位槽(23)内设有限位块(25)和第二弹性件(24)，且第二弹性件(24)与限位块(25)连接；插槽(20)内设有顶出件(22)和第一弹性件(21)，且第一弹性件(21)与顶出件(22)连接；梯形块(26)与限位块(25)连接并插入插槽(20)中，且梯形块(26)的上部为斜面；限位座(16)上设有鼓气管(19)，限位座(16)内设有连通插槽(20)和鼓气管(19)的连接管(55)，气囊(18)与鼓气管(19)连接；

连接座(5)位于固定座(3)的下方，支撑件(4)竖直设置并连接固定座(3)和连接座(5)；底座(6)位于连接座(5)的下方，且底座(6)上设有行走机构(33)；底座(6)的顶部竖直设置螺柱(29)和导杆(30)，且螺柱(29)和导杆(30)分别向上穿过连接座(5)；连接座(5)上设有电机(28)，电机(28)的输出端设有第一齿轮(35)；钻杆(31)竖直设置在连接座(5)上，钻杆(31)的底端设有钻头(32)，底座(6)上设有供钻杆(31)穿出的定位孔(39)；钻杆(31)的数目为多组，传动件(37)传动连接各钻杆(31)，且其中一组钻杆(31)上设有第二齿轮(36)；连接座(5)的底部设有转动环(34)，转动环(34)上设有内螺纹和外啮齿，且转动环(34)与螺柱(29)螺纹连接，第一齿轮(35)啮合连接第二齿轮(36)和转动环(34)；

测控装置本体(1)包括摄像头(14)、显示模块(15)、处理器(40)、环境参数采集模块(41)、定位模块(42)和无线传输模块(47)，固定座(3)上设有警报器(27)；处理器(40)通讯连接摄像头(14)、显示模块(15)、压力传感器(17)、环境参数采集模块(41)、定位模块(42)和无线传输模块(47)，无线传输模块(47)无线连接远程控制终端(46)，处理器(40)控制连接警报器(27)、电机(28)和行走机构(33)。

2.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，还包括驱动模块(48)和方向调节模块(49)；处理器(40)通讯连接驱动模块(48)和方向调节模块(49)，且驱动模块(48)和方向调节模块(49)作用于行走机构(33)。

3.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，还包括透明罩(2)；测控装置本体(1)的顶部设有太阳能发电板(13)，测控装置本体(1)内设有蓄电池，太阳能发电板(13)与蓄电池电性连接；

透明罩(2)设置在测控装置本体(1)上并罩住太阳能发电板(13)，透明罩(2)为圆锥形，且透明罩(2)的尖端朝向上方。

4.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，底座(6)上设有土壤取样装置(45)，处理器(40)控制连接土壤取样装置(4)(5)。

5.根据权利要求4所述的一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，环境参数采集模块(41)包括温度传感器(50)、湿度传感器(51)、光传感器(52)和CO2传感器(53)，且温度传感器(50)、湿度传感器(51)、光传感器(52)和CO2传感器(53)分别通讯连接处理器(40)。

6.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，各钻杆(31)上分别设有转动轮(38)，传动件(37)传动连接各转动轮(38)；传动件(37)为链条，转动轮(38)为链轮。

7.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，测控装置本体(1)还包括身份识别模块(44)；身份识别模块(44)通讯连接处理器(40)，且身份识别模块(44)包括指纹采集子模块、面部扫描子模块和比对分析子模块。

8.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，测控装置本体(1)还包括人机交互模块(43)；人机交互模块(43)通讯连接处理器(40)，且人机交互模块(43)包括语音采集子模块、语音分析子模块和语音输出子模块。

9.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境测控装置，其特征在于，第一缓冲装置包括缓冲板(7)和第一弹簧(8)，第二缓冲装置包括滑块(10)、第二弹簧(11)和固定杆(12)；

第一弹簧(8)水平设置在测控装置本体(1)上，缓冲板(7)与第一弹簧(8)连接；测控装置本体(1)上竖直设置开口朝下的缓冲槽(9)，滑块(10)位于缓冲槽(9)内，第二弹簧(11)竖直设置在缓冲槽(9)内并与滑块(10)连接；固定杆(12)竖直设置在限位座(16)上，且固定杆(12)向上延伸入缓冲槽(9)内并与滑块(10)连接。

10.一种农业物联网环境测控装置的使用方法，其特征在于，包括权利要求1-9任意一项所述的一种农业物联网环境测控装置，还包括以下步骤：

S1、远程控制终端(46)发送导航信息和运动命令至处理器(40)，处理器(40)控制行走机构(33)进行运动以使测控装置本体(1)到达指定地点；

S2、测控装置本体(1)到达指定地点后，电机(28)使第一齿轮(35)进行转动；

S3、第一齿轮(35)带动转动环(34)和第二齿轮(36)进行转动，转动环(34)与螺柱(29)相配合以使连接座(5)向下运动；第二齿轮(36)带动其中一组钻杆(31)进行转动，传动件(37)使其余的钻杆(31)进行同步转动，各钻头(32)带动钻杆(31)不断插入土壤中，实现对底座(6)的有效固定；

S4、测控装置本体(1)对指定农业地点的环境数据进行采集，并对所采集数据进行处理；

S5、无线传输模块(47)将所采集数据发送至远程控制终端(46)，以便后台人员了解相关信息。

Images