CN113079886A - 一种基于物联网网关的农业大棚种植系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳传感器、光线传感器和土壤湿度传感器，还包括淡水供应装置、通风装置、光线调节装置和温度调节装置；另外还包括：中央处理器，空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳传感器、光线传感器和土壤湿度传感器均与中央处理器的输入端电性相连；所述淡水供应装置、通风装置、光线调节装置和温度调节装置均与中央处理器的输出端电性相连；数据库模块，与中央处理器电性相连；网关模块，与中央处理器通信相连；云端服务器，与网关通信相连，且通过网关模块与中央处理器通信相连；远程控制模块，与云端服务器通信相连。
Description
技术领域
本发明涉及农业种植领域，具体为一种基于物联网网关的农业大棚种植系统。
背景技术
农业大棚具有调节农作物种植条件的优点，能够生产出反季节农作物，不管哪个季节，都能给人们的日常生活提供多种多样的农作物，极大的提高了人们的生活水平。现有的智能化农业种植大棚中设置有用于检测大棚中空气温度的温度传感器，设置有用于检测大棚中空气中二氧化碳含量的二氧化碳传感器，设置有用于检测大棚中亮度的光线传感器，还设置有用于检测土壤湿度的土壤湿度传感器等，对大棚中影响农作物种植的各项技术参数的检测非常全面。但是农业大棚中各传感器检测的技术参数不能实时传递至云端，不能通过机、iPad等移动设备远程查看农业大棚种植参数，也不能通过手机、iPad等移动设备进行远程调节和控制，还不够智能化。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，旨在改善现有的农业大棚中各传感器检测的技术参数不能实时传递至云端的问题。
本发明是这样实现的：一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳传感器、光线传感器和土壤湿度传感器，还包括淡水供应装置、通风装置、光线调节装置和温度调节装置；另外还包括：
中央处理器，所述空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳传感器、光线传感器和土壤湿度传感器均与中央处理器的输入端电性相连；所述淡水供应装置、通风装置、光线调节装置和温度调节装置均与中央处理器的输出端电性相连；
数据库模块，与中央处理器电性相连，所述数据库模块中存储有农业种植中各项技术参数的标准值；
网关模块，与中央处理器通信相连；
云端服务器，与网关通信相连，且通过网关模块与中央处理器通信相连；
远程控制模块，与云端服务器通信相连，所述远程控制模块包括智能手机、iPad和计算机。
进一步的，所述中央处理器的输入端还电性连接有土壤氮磷钾传感器，所述土壤氮磷钾传感器的检测端插入种植土壤中；所述中央处理器的输出端还电性连接有肥水供应装置，所述肥水供应装置用于给种植土壤提供含有氮磷钾的肥水。
进一步的，所述肥水供应装置包括肥水存放池、肥水泵和输送管路，所述肥水泵与中央处理器的输出端电性相连，所述肥水泵的进水端与肥水存放池相连，所述肥水泵的出水端与输送管路相连，由输送管路出水端排出的肥水进入种植土壤中。
进一步的，大棚中设置有多个种植盒，所述种植盒中存放有种植土壤，所述种植盒的上端面上沿其长度方向均匀设置有多个种植口，农作物由种植口穿过；所述土壤湿度传感器和土壤氮磷钾传感器均通过种植口插入种植盒中的种植土壤中。
进一步的，所述输送管路包括主水管和分水管，所述主水管的长度方向沿着种植盒的长度方向设置，每个种植盒的一侧均设置有一个主水管，所述种植盒靠近主水管的侧壁上沿其长度方向均匀设置有多个进水口，进水口与种植口一一对应设置；所述主水管与肥水泵相连，所述主水管的侧壁上沿其长度方向均匀设置有多个分水管，所述分水管一一对应的与种植盒侧壁上设置的进水口相连。
进一步的，每个分水管上各设置有一个电磁阀，各电磁阀均与中央处理器的输出端电性相连。
进一步的，所述淡水供应装置包括淡水池和淡水泵，所述淡水泵的进水端与淡水池相连，所述主水管的两端分别与淡水泵的出水端和肥水泵的出水端相连，所述主水管的两端各设置有一个总控阀，所述总控阀与中央处理器的输出端电性相连。
进一步的，所述种植盒的下端沿其长度方向均匀设置有多个支撑架，所述支撑架的支撑高度可调。
进一步的，所述支撑架包括支撑底板和支撑顶板，所述支撑底板上端面的两端分别竖直设置有一个n形板，所述n形板的上端面上设置有安装螺母，所述n形板的上端壁上对应于安装螺母的螺纹通孔位置设置有调节通孔，所述安装螺母中螺纹安装有丝杆，所述丝杆的下端由n形板的调节通孔中穿过；所述支撑顶板的两端各设置有一个穿过通孔，两个n形板的安装螺母中安装的丝杆分别由一个穿过通孔中穿过，所述丝杆上螺纹安装有两个调节螺母，且这两个调节螺母分别设置于支撑顶板的上侧和下侧。
进一步的，所述丝杆的上端面和下端面上各设置有一个拧动块部，所述拧动块部为长方体形，所述拧动块部可由n形板的调节通孔和支撑顶板的穿过通孔中通过。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明可通过中央处理器与云端服务器通信相连，中央处理器可将数据库模块中存入的标准值以及接受到的各传感器传递来的参数值传递至云端服务器，工作人员可通过智能手机、iPad和计算机等远程控制模块与云端服务器相连，进而可远程监控和控制农业大棚中的各项种植参数，使得农业大棚中农作物的种植更加智能化。
2、大棚中设置有多个种植盒，种植盒中存放有种植土壤，种植盒的上端面上沿其长度方向均匀设置有多个种植口，农作物由种植口穿过。通过种植盒和种植土壤的设置，不但节约了土地资源，减小了种植用水的使用，而且使得农业大棚在建设时不必受到土地的限制，降低了农业大棚的建设难度，可更加方便的将农业大棚建设的更加智能化，还提高了工作人员的作业环境。
3、农业大棚中除了设置有淡水供应装置外，还设置有肥水供应装置，种植盒的种植土壤中插设有土壤氮磷钾传感器和土壤湿度传感器，使得本发明可不但可自动为种植土壤中的农作物补充水分，还可以自动为种植土壤中的农作物补充养分，使得农作物的生长环境更好。
4、每个分水管上各设置有一个电磁阀，各电磁阀均与中央处理器的输出端电性相连。如此设置，可精确的为每颗农作物补充水分和养分，提高了淡水和肥水的使用效率，节约了种植成本。
5、种植盒的下端沿其长度方向均匀设置有多个支撑架，且支撑架的高度可调，则使得种植盒的高度可调，提高了农作物种植的便捷性和水管、线缆等设施安装的便捷性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1是本发明一种基于物联网网关的农业大棚种植系统的结构示意图；
图2是本发明一种基于物联网网关的农业大棚种植系统的肥水供应装置和淡水供应装置的结构示意图；
图3是本发明一种基于物联网网关的农业大棚种植系统的支撑架支撑种植盒时的立体结构示意图；
图4是图3所示结构的侧视图；
图5是本发明一种基于物联网网关的农业大棚种植系统的种植盒的立体结构示意图；
图6是本发明一种基于物联网网关的农业大棚种植系统的支撑架的立体结构示意图；
图7是图6所示支撑架中丝杆的立体结构示意图。
图中：1、肥水存放池；2、肥水泵；3、淡水池；4、淡水泵；5、主水管；6、分水管；7、电磁阀；8、总控阀；9、种植盒；901、种植口；10、种植土壤；11、支撑底板；12、支撑顶板；13、n形板；14、丝杆；1401、拧动块部；15、安装螺母；16、调节螺母。
具体实施方式
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。
请参阅图1，一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳传感器、光线传感器和土壤湿度传感器，还包括淡水供应装置、通风装置、光线调节装置和温度调节装置。另外还包括中央处理器、数据库模块、网关模块、云端服务器和远程控制模块。
空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳传感器、光线传感器和土壤湿度传感器均与中央处理器的输入端电性相连。淡水供应装置、通风装置、光线调节装置和温度调节装置均与中央处理器的输出端电性相连。数据库模块与中央处理器电性相连，数据库模块中存储有农业种植中各项技术参数的标准值。各传感器将检测到的空气和土壤的技术参数以电信号的形式传递给中央处理器，中央处理器将接受到的信号对应的参数值与数据库模块中存入的标准值进行对比，根据对比结果控制相应的装置运行，对与标准值不同的参数进行调节，使其达到标准值，如此可使得农业大棚中种植的农作物达到最佳种植效果，有效提高农作物的产量和质量。
如当空气温度传感器检测到的农业大棚中的温度低于数据库模块中存入的标准温度值时，中央处理器控制温度调节装置启动，对农业大棚中的温度进行升温。如当二氧化碳传感器检测到农业大棚中空气的二氧化碳含量低于的数据库模块中存入的标准浓度值时，中央处理器控制通风装置启动，进行农业大棚内外空气的交换，提高农业大棚内空气中二氧化碳的含量。如土壤湿度传感器检测到土壤中的湿度小于数据库模块中存入的标准湿度值时，中央处理器控制淡水供应装置启动，向土壤中补充淡水。
中央处理器通过网关模块与云端服务器相连，可将数据库模块中存入的标准值以及接受到的各传感器传递来的参数值传递至云端服务器，工作人员可通过智能手机、iPad和计算机等远程控制模块与云端服务器相连，进而可远程监控和控制农业大棚中的各项种植参数，使得农业大棚中农作物的种植更加智能化。
请参阅图3和图5，大棚中设置有多个种植盒9，种植盒9中存放有种植土壤10，种植盒9的上端面上沿其长度方向均匀设置有多个种植口901，农作物由种植口901穿过。通过种植盒9和种植土壤10的设置，不但节约了土地资源，减小了种植用水的使用，而且使得农业大棚在建设时不必受到土地的限制，降低了农业大棚的建设难度，可更加方便的将农业大棚建设的更加智能化，还提高了工作人员的作业环境。
请参阅图2和图3，农业大棚中除了设置有淡水供应装置外，还设置有肥水供应装置，淡水供应装置包括淡水池3和淡水泵4，淡水泵4的进水端与淡水池3相连。肥水供应装置包括肥水存放池1和肥水泵2，肥水泵2的进水端与肥水存放池1相连。淡水供应装置和肥水供应装置共用一套输送管路，输送管路包括主水管5和分水管6，主水管5的两端分别与淡水泵4的出水端和肥水泵2的出水端相连，主水管5的两端各设置有一个总控阀8，总控阀8与中央处理器的输出端电性相连。主水管5的长度方向沿着种植盒9的长度方向设置，每个种植盒9的一侧均设置有一个主水管5，种植盒9靠近主水管5的侧壁上沿其长度方向均匀设置有多个进水口，进水口与种植口901一一对应设置。主水管5的侧壁上沿其长度方向均匀设置有多个分水管6，分水管6一一对应的与种植盒9侧壁上设置的进水口相连。
种植盒9的种植土壤中插设有土壤氮磷钾传感器和土壤湿度传感器，土壤湿度传感器和土壤氮磷钾传感器均通过种植口901插入种植盒9中的种植土壤10中。土壤湿度传感器和土壤氮磷钾传感器均与中央处理器的输入端电性相连。当土壤湿度传感器检测到种植土壤10中的湿度小于数据库模块中存入的标准湿度值时，中央处理器控制淡水泵4启动，同时控制靠近肥水泵2的总控阀8关闭，淡水池3中的淡水在淡水泵4的作用下，由主水管5和分水管6进入种植盒9中的种植土壤10中，为种植土壤10中种植的农作物补充水分。当土壤氮磷钾传感器检测到种植土壤10中的养分含量小于数据库模块中存入的标准养分值时，中央处理器控制肥水泵2启动，同时控制靠近淡水泵4的总控阀8关闭，肥水存放池1中的肥水在肥水泵2的作用下，由主水管5和分水管6进入种植盒9中的种植土壤10中，为种植土壤10中种植的农作物补充养分。所以，本发明可不但可自动为种植土壤10中的农作物补充水分，还可以自动为种植土壤10中的农作物补充养分，使得农作物的生长环境更好。
请参阅图2、图3和图4，每个分水管6上各设置有一个电磁阀7，各电磁阀7均与中央处理器的输出端电性相连。如此设置，可精确的为每颗农作物补充水分和养分，提高了淡水和肥水的使用效率，节约了种植成本。
请参阅图3、图4和图6，种植盒9的下端沿其长度方向均匀设置有多个支撑架，支撑架包括支撑底板11和支撑顶板12，支撑底板11上端面的两端分别竖直设置有一个n形板13，n形板13的上端面上设置有安装螺母15，n形板13的上端壁上对应于安装螺母15的螺纹通孔位置设置有调节通孔，安装螺母15中螺纹安装有丝杆14，丝杆14的下端由n形板13的调节通孔中穿过；支撑顶板12的两端各设置有一个穿过通孔，两个n形板13的安装螺母15中安装的丝杆14分别由一个穿过通孔中穿过，丝杆14上螺纹安装有两个调节螺母16，且这两个调节螺母16分别设置于支撑顶板12的上侧和下侧。调节螺母16用于将支撑顶板12支撑并固定在一定的高度位置。通过上述设置，使得支撑架的高度可调，则使得种植盒9的高度可调，提高了农作物种植的便捷性和水管、线缆等设施安装的便捷性。
请参阅图7，丝杆14的上端面和下端面上各设置有一个拧动块部1401，拧动块部1401为长方体形，拧动块部1401可由n形板13的调节通孔和支撑顶板12的穿过通孔中通过。使用扳手通过拧动块部1401可方便的拧动丝杆14，使得调节丝杆14位于n形板13上方的杆体长度时非常方便。
以上仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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 (10)
1.一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，包括空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳传感器、光线传感器和土壤湿度传感器，还包括淡水供应装置、通风装置、光线调节装置和温度调节装置；其特征在于，另外还包括：
中央处理器，所述空气温度传感器、空气湿度传感器、二氧化碳传感器、光线传感器和土壤湿度传感器均与中央处理器的输入端电性相连；所述淡水供应装置、通风装置、光线调节装置和温度调节装置均与中央处理器的输出端电性相连；
数据库模块，与中央处理器电性相连，所述数据库模块中存储有农业种植中各项技术参数的标准值；
网关模块，与中央处理器通信相连；
云端服务器，与网关通信相连，且通过网关模块与中央处理器通信相连；
远程控制模块，与云端服务器通信相连，所述远程控制模块包括智能手机、iPad和计算机。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，所述中央处理器的输入端还电性连接有土壤氮磷钾传感器，所述土壤氮磷钾传感器的检测端插入种植土壤中；所述中央处理器的输出端还电性连接有肥水供应装置，所述肥水供应装置用于给种植土壤提供含有氮磷钾的肥水。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，所述肥水供应装置包括肥水存放池、肥水泵和输送管路，所述肥水泵与中央处理器的输出端电性相连，所述肥水泵的进水端与肥水存放池相连，所述肥水泵的出水端与输送管路相连，由输送管路出水端排出的肥水进入种植土壤中。
4.根据权利要求3所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，大棚中设置有多个种植盒，所述种植盒中存放有种植土壤，所述种植盒的上端面上沿其长度方向均匀设置有多个种植口，农作物由种植口穿过；所述土壤湿度传感器和土壤氮磷钾传感器均通过种植口插入种植盒中的种植土壤中。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，所述输送管路包括主水管和分水管，所述主水管的长度方向沿着种植盒的长度方向设置，每个种植盒的一侧均设置有一个主水管，所述种植盒靠近主水管的侧壁上沿其长度方向均匀设置有多个进水口，进水口与种植口一一对应设置；所述主水管与肥水泵相连，所述主水管的侧壁上沿其长度方向均匀设置有多个分水管，所述分水管一一对应的与种植盒侧壁上设置的进水口相连。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，每个分水管上各设置有一个电磁阀，各电磁阀均与中央处理器的输出端电性相连。
7.根据权利要求5所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，所述淡水供应装置包括淡水池和淡水泵，所述淡水泵的进水端与淡水池相连，所述主水管的两端分别与淡水泵的出水端和肥水泵的出水端相连，所述主水管的两端各设置有一个总控阀，所述总控阀与中央处理器的输出端电性相连。
8.根据权利要求4所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，所述种植盒的下端沿其长度方向均匀设置有多个支撑架，所述支撑架的支撑高度可调。
9.根据权利要求8所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，所述支撑架包括支撑底板和支撑顶板，所述支撑底板上端面的两端分别竖直设置有一个n形板，所述n形板的上端面上设置有安装螺母，所述n形板的上端壁上对应于安装螺母的螺纹通孔位置设置有调节通孔，所述安装螺母中螺纹安装有丝杆，所述丝杆的下端由n形板的调节通孔中穿过；所述支撑顶板的两端各设置有一个穿过通孔，两个n形板的安装螺母中安装的丝杆分别由一个穿过通孔中穿过，所述丝杆上螺纹安装有两个调节螺母，且这两个调节螺母分别设置于支撑顶板的上侧和下侧。
10.根据权利要求9所述的一种基于物联网网关的农业大棚种植系统，其特征在于，所述丝杆的上端面和下端面上各设置有一个拧动块部，所述拧动块部为长方体形，所述拧动块部可由n形板的调节通孔和支撑顶板的穿过通孔中通过。
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