CN113079891B - 一种基于智能农业大棚控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架，包括设置在大棚内部各处的环境参数检测模块，设置在土壤内部的土壤参数检测模块、中央处理器、管理数据库、水资源浇灌模块、营养成分调节模块和营养成分浇灌模块。本发明的有益效果：使得大棚内部的环境调节有利于农作物的生长，满足农作物的生长需求，给予农作物良好的生长环境，降低了根部扎根的稳固性，便于对植株的清理回收，在进行土壤湿度的调控以及营养成分的补充时，通过连接口将液体充入到排水管内，使得液体充满整个排水管，从而对挡板产生压力，使得挡板向一侧开始移动，做到在同一时间段内，使得液体均匀的流出，从而能够使得土壤的湿度以及营养成分的分布更加均匀。

Description

一种基于智能农业大棚控制系统

技术领域

本发明涉及一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架，属于农业生产用大棚技术领域。

背景技术

大棚在现在的农业发展中发挥着举足轻重的作用，大棚又称暖房。能透光、保温(或加温)，用来栽培植物。在不适宜植物生长的季节，能提供生育期和增加产量，多用于低温季节喜温蔬菜、花卉、林木等植物栽培或育苗等。温室的种类多，依不同的屋架材料、采光材料、外形及加温条件等又可分为很多种类，如玻璃温室、塑料温室；单栋温室、连栋温室；单屋面温室、双屋面温室；加温温室、不加温温室等。温室结构应密封保温，但又应便于通风降温。现代化温室中具有控制温湿度、光照等条件的设备，用电脑自动控制创造植物所需的最佳环境条件。

现有的农业大棚逐渐趋于智能化，在大棚内进行智能化操作，使得在调控后的大棚环境更加适合农作物的生长，为了能够在有限的土地上扩大种植面积，在大棚内需要设置有种植架，现有的种植架结构单一，在种植之后，对于农作物根茎的清理以及对种植架上的土壤进行松土，都比较繁琐，而且在进行营养成分以及土壤湿度的调整时，因为管道的设置，使得整片土壤上的营养成分以及土壤湿度具有一定的差异。

发明内容

本发明目的在于提供一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架，可以有效解决背景技术中的问题。

为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：

一种基于智能农业大棚控制系统，包括包括设置在大棚内部各处的环境参数检测模块，设置在土壤内部的土壤参数检测模块、中央处理器、管理数据库、水资源浇灌模块、营养成分调节模块和营养成分浇灌模块以及种植架；

所述环境参数检测模块用于对大棚内环境参数进行实时检测，是对大棚内部的湿度、温度、光照强度和二氧化碳浓度的进行实时监测，并将检测到的数据实时传递至中央处理器，便于中央处理器对数据进行分析，并进行相应的调控，通过中央处理器控制通风执行模块来进行温度和二氧化碳浓度的调控，并通过光照强度调节模块进行光照强度的调节，利用通风执行模块已能够进行湿度的调节，而在大棚内部均匀的设置有若干组喷洒装置用以调节环境湿度；

所述土壤参数检测模块用于对种植架上土壤的各项所需参数进行检测，是对土壤内部的湿度、温度、土壤养分进行实时检测，对于土壤温度的调节基于对大棚内温度的调节，对土壤湿度的调节，当湿度传感器将土壤湿度传递至中央处理器时，通过数据库对湿度值进行调节，若是需要提高土壤的湿度值，则通过中央处理器控制水资源浇灌模块进行浇灌，水资源通过第一连接口进入到土壤内，并通过排水管均匀的分布在土层内，利用营养成分检测模块对土壤进行实时监控，若需要进行营养成分的调节，则在数据库中进行营养成分的比对之后，通过中央处理器计算土壤所需营养成分的比例以及土壤自身营养成分的比例，在进行相应的比例调配，通过中央处理器调控营养成分调节模块，在通过第二连接口进行营养成分的浇灌，做到适合农作物生长的最佳值。

一种基于智能计算的农业大棚种植架，所述种植架包括立柱、种植板和活动框，所述立柱设置有四组，且在立柱之间固定有种植板，所述种植板的上表面开设有若干组种植区，所述种植区内部的下端固定有放置管，所述放置管的四周开设有若干组通孔，在放置管内进行农作物的种植，且根部通过通孔进行养分以及水分的吸收所述种植板的内部设置有活动框，所述活动框侧面的上方固定有延伸板，所述种植板的内壁上开设有空槽，所述空槽的顶部固定有液压伸缩杆，所述液压伸缩杆的底端固定在活动框的上端，使得活动框能够在液压伸缩杆的调节下进行上下移动，使得活动框与农作物的根部进行分离，便于农作物根茎的清理，以及降低土壤中农作物的断根等。

进一步的，所述立柱的侧面固定有若干组连接件，所述连接件的两侧安装有固定杆，所述固定杆与连接件转动连接，所述种植板下表面的四个中心处焊接有底板，所述底板的下端安装有固定板，所述固定板与底板转动连接，当活动框上升至种植板内时，通过转动固定杆，使得固定杆位于活动框的正下方，在通过固定板进行固定杆的固定，对加固对活动框的支撑。

进一步的，所述种植板的侧面分别安装有第一连接口和第二连接口，所述第一连接口和第二连接口的一端均安装有连通件，第一连接口和第二连接口分别与水资源浇灌管和营养成分浇灌管连通。

进一步的，所述活动框内部的一侧设置有布水管，所述布水管侧面的两端安装有接头，所述接头上表面的一端连通有连接管，所述连接管的顶端位于连通件的内部，所述连通件内设置的密封层嵌入在连接管的上端，当活动框向上移动时，接头插入至连通件的下方，此时连通件出水处的密封层嵌入到接头的上端，使得连接口与布水管处于连通的状态。

进一步的，所述活动框的上方设置有盖板，所述盖板的下方设置有移动板，所述移动板的两侧设置在活动框的内壁上，所述移动板的一端内部嵌入若干组伸展件，所述盖板和移动板上均开设有若干组与种植区相对应的孔洞。

进一步的，所述移动板下表面的一端设置有转动板，所述转动板上表面的一端设置有转动轴，且转动轴位于移动板的内部，所述转动轴的两端均套接有扭簧，所述转动板的内部为中空状态，且转动板的中空处固定有若干组分隔板，所述分隔板的顶端嵌入有刀片，转动板的一端随着转动轴进行转动，使得转动板垂直向下，并在移动板一侧伸展件收缩时，带动转动板的移动，而转动板上设置有分隔板，以及在分隔板的侧面嵌入有刀片，从而利用移动板的移动，带动转动板的移动，做到利用分隔板将土壤进行松动，有利于下次种植。

进一步的，所述转动板下表面的一端固定有连接板，所述连接板上开设有两组插孔和一组通槽，所述插孔位于通槽的两端，所述活动框内壁的上方焊接于若干组限定杆，所述限定杆的一端穿过连接板，且限定杆的一端固定有固定块，在移动板进行移动时，限定杆带动转动板进行转动，使得转动板的一端进入到泥土内，当固定块贯穿上方的插孔时，此时转动板处于垂直状态，便于泥土的松动。

进一步的，所述布水管的另一侧面连通有若干组排水管，所述排水管的下表面开设有若干组排水口，所述排水管的一端设置有弹簧，所述排水管一端的侧壁上开滑槽，所述弹簧的一端固定有挡板，所述挡板的边缘处位于滑槽内，所述挡板的侧面粘接有幕布，所述幕布的另一端粘接在滑槽的侧面。

进一步的，所述排水管的内部嵌入有活动板，所述活动板上开设有贯穿孔，所述活动板的一端固定在挡板侧面的下方，所述活动板的上下表面均设置有光滑层，所述光滑层位于排水口处嵌入有密封块，当液体充满排水管时，此时在液体的压力下，使得挡板向一侧移动，在移动的过程中幕布展开，避免液体进入到挡板的另一侧，挡板的移动带动活动板的移动，使得活动板的贯穿孔与排水口连通，从而将液体排出，当检测到所需物质充足时，则停止向排水管注入液体，随着管内液体的减少，压力降低，使得挡板在弹簧的作用下复位，使得液体分布均匀，以及产生的数值在监控范围之内。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1、通过对大棚内部环境的温湿度，光照强度，以及二氧化碳浓度的检测，并利用喷洒机装置以及通风执行模块进行调节，使得大棚内部的环境调节有利于农作物的生长，通过对土壤的温湿度以及农作物所需营养成分的调节，满足农作物的生长需求，给予农作物良好的生长环境；

2、通过在种植板内设置有活动框，以及在种植区设置有放置管，对于农作物的根部进行相应的限定，在进行除苗时，将活动框向下移动，使得农作物的根部与土壤脱离，从而降低了根部扎根的稳固性，便于对植株的清理回收，在进行土壤湿度的调控以及营养成分的补充时，通过连接口将液体充入到排水管内，使得液体充满整个排水管，从而对挡板产生压力，使得挡板向一侧开始移动，挡板的移动带动活动板的移动，使得排水口与贯穿孔连通，从而便于液体的排出，从而做到在同一时间段内，使得液体均匀的流出，从而能够使得土壤的湿度以及营养成分的分布更加均匀，对植物的生长提供较好的生长环境。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1是本发明一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架结构图。

图2是本发明一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架中种植架的剖视图。

图3是本发明一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架中布水管的局部剖视图。

图4是本发明一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架图2中A处的局部放大图。

图5是本发明一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架中管道连接处的剖视图。

图6是本发明一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架大棚的数据调节原理框图。

图7是本发明一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架大棚的环境调节原理框图。

图中标号：1、立柱；2、种植板；3、种植区；4、第一连接口；5、第二连接口；6、连接件；7、底板；8、固定板；9、固定杆；10、空槽；11、连通件；12、布水管；13、排水管；14、滑槽；15、弹簧；16、挡板；17、幕布；18、排水口；19、活动板；20、贯穿孔；21、移动板；22、转动板；23、连接板；24、分隔板；25、转动轴；26、扭簧；27、延伸板；28、液压伸缩杆；29、活动框；30、放置管；31、通孔；32、密封块；33、光滑层；34、插孔；35、通槽；36、限定杆；37、固定块；38、盖板；39、种植架；40、接头；41、连接管；42、密封层。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明作进一步的说明，其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制，为了更好地说明本发明的具体实施方式，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸，对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的，基于本发明中的具体实施方式，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具体实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例

如图1-7所示，一种基于智能农业大棚控制系统，包括包括设置在大棚内部各处的环境参数检测模块，设置在土壤内部的土壤参数检测模块、中央处理器、管理数据库、水资源浇灌模块、营养成分调节模块和营养成分浇灌模块以及种植架39；

所述环境参数检测模块用于对大棚内环境参数进行实时检测，是对大棚内部的湿度、温度、光照强度和二氧化碳浓度的进行实时监测，并将检测到的数据实时传递至中央处理器，便于中央处理器对数据进行分析，并进行相应的调控，通过中央处理器控制通风执行模块来进行温度和二氧化碳浓度的调控，并通过光照强度调节模块进行光照强度的调节，利用通风执行模块已能够进行湿度的调节，而在大棚内部均匀的设置有若干组喷洒装置用以调节环境湿度；

所述土壤参数检测模块用于对种植架39上土壤的各项所需参数进行检测，是对土壤内部的湿度、温度、土壤养分进行实时检测，对于土壤温度的调节基于对大棚内温度的调节，对土壤湿度的调节，当湿度传感器将土壤湿度传递至中央处理器时，通过数据库对湿度值进行调节，若是需要提高土壤的湿度值，则通过中央处理器控制水资源浇灌模块进行浇灌，水资源通过第一连接口4进入到土壤内，并通过排水管13均匀的分布在土层内，利用营养成分检测模块对土壤进行实时监控，若需要进行营养成分的调节，则在数据库中进行营养成分的比对之后，通过中央处理器计算土壤所需营养成分的比例以及土壤自身营养成分的比例，在进行相应的比例调配，通过中央处理器调控营养成分调节模块，在通过第二连接口5进行营养成分的浇灌，做到适合农作物生长的最佳值。

一种基于智能计算的农业大棚种植架，所述种植架39包括立柱1、种植板2和活动框29，所述立柱1设置有四组，且在立柱1之间固定有种植板2，所述种植板2的上表面开设有若干组种植区3，所述种植区3内部的下端固定有放置管30，所述放置管30的四周开设有若干组通孔31，所述种植板2的内部设置有活动框29，所述活动框29侧面的上方固定有延伸板27，所述种植板2的内壁上开设有空槽10，所述空槽10的顶部固定有液压伸缩杆28，所述液压伸缩杆28的底端固定在活动框29的上端，所述立柱1的侧面固定有若干组连接件6，所述连接件6的两侧安装有固定杆9，所述固定杆9与连接件6转动连接，所述种植板2下表面的四个中心处焊接有底板7，所述底板7的下端安装有固定板8，所述固定板8与底板7转动连接，所述种植板2的侧面分别安装有第一连接口4和第二连接口5，所述第一连接口4和第二连接口5的一端均安装有连通件11。

所述活动框29内部的一侧设置有布水管12，所述布水管12侧面的两端安装有接头40，所述接头40上表面的一端连通有连接管41，所述连接管41的顶端位于连通件11的内部，所述连通件11内设置的密封层42嵌入在连接管41的上端，所述活动框29的上方设置有盖板38，所述盖板38的下方设置有移动板21，所述移动板21的两侧设置在活动框29的内壁上，所述移动板21的一端内部嵌入若干组伸展件，所述盖板38和移动板21上均开设有若干组与种植区3相对应的孔洞，所述移动板21下表面的一端设置有转动板22，所述转动板22上表面的一端设置有转动轴25，且转动轴25位于移动板21的内部，所述转动轴25的两端均套接有扭簧26，所述转动板22的内部为中空状态，且转动板22的中空处固定有若干组分隔板24，所述分隔板24的顶端嵌入有刀片，所述转动板22下表面的一端固定有连接板23，所述连接板23上开设有两组插孔34和一组通槽35，所述插孔34位于通槽35的两端，所述活动框29内壁的上方焊接于若干组限定杆36，所述限定杆36的一端穿过连接板23，且限定杆36的一端固定有固定块37。

所述布水管12的另一侧面连通有若干组排水管13，所述排水管13的下表面开设有若干组排水口18，所述排水管13的一端设置有弹簧15，所述排水管13一端的侧壁上开滑槽14，所述弹簧15的一端固定有挡板16，所述挡板16的边缘处位于滑槽14内，所述挡板16的侧面粘接有幕布17，所述幕布17的另一端粘接在滑槽14的侧面，所述排水管13的内部嵌入有活动板19，所述活动板19上开设有贯穿孔20，所述活动板19的一端固定在挡板16侧面的下方，所述活动板19的上下表面均设置有光滑层33，所述光滑层33位于排水口18处嵌入有密封块32。

需要说明的是，本发明为一种基于智能农业大棚控制系统及其种植架，在使用时，通过环境参数检测模块对大棚内的温湿度、光照强度以及二氧化碳的浓度进行实时检测，当部分数据与管理数据库内的数据具有差异时，通过操作光照强度调节模块、通风执行模块或者喷洒装置进行相应的调节，使得大棚内的环境更加的适合农作物的生长，通过土壤参数检测模块对土壤的温湿度以及营养成分的实时检测，在与管理数据库内的数据进行比对，若需要调节，则通过调节大棚环境的温度，以及控制水资源灌溉模块或者营养成分灌溉模块对湿度以及土壤的营养成分进行调节，提供农作物所需的营养，在进行水资源或者营养成分的灌溉时，通过连接口将水资源或者混有营养成分的液体导入排水管13内，在导入排水管13时，随着液体的进入，对挡板16不会产生影响，使得挡板16在弹簧15的作用下静止，当排水管13内部的液体充满时，对挡板16产生的压力最大，使得挡板16移动，继而使得活动板19的贯穿孔20与排水口18贯通，便于液体的排出，此时排出，避免了液体局部渗透较多，使得土壤的湿度或者营养成分分布的更加均匀，从而保证农作物的生长环境一致，当农作物收获之后，需要将残留的秸秆进行清理时，此时转动固定板8，使得活动框29下方悬空，在启动液压伸缩杆28，将活动框29脱离种植板2，在脱离的过程中，秸秆的根部处于放置管30内，在进行秸秆的清理，使得操作更加便捷，节省了大量的时间，提高了装置的使用率。

以上为本发明较佳的实施方式，以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点，本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化以及改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内，本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (8)

1.一种基于智能农业大棚控制系统，其特征在于：包括设置在大棚内部各处的环境参数检测模块，设置在土壤内部的土壤参数检测模块、中央处理器、管理数据库、水资源浇灌模块、营养成分调节模块和营养成分浇灌模块以及种植架（39）；

所述环境参数检测模块用于对大棚内环境参数进行实时检测，是对大棚内部的湿度、温度、光照强度和二氧化碳浓度的进行实时监测，并将检测到的数据实时传递至中央处理器，便于中央处理器对数据进行分析，并进行相应的调控，通过中央处理器控制通风执行模块来进行温度和二氧化碳浓度的调控，并通过光照强度调节模块进行光照强度的调节，利用通风执行模块已能够进行湿度的调节，而在大棚内部均匀的设置有若干组喷洒装置用以调节环境湿度；

所述土壤参数检测模块用于对种植架（39）上土壤的各项所需参数进行检测，是对土壤内部的湿度、温度、土壤养分进行实时检测，对于土壤温度的调节基于对大棚内温度的调节，对土壤湿度的调节，当湿度传感器将土壤湿度传递至中央处理器时，通过数据库对湿度值进行调节，若是需要提高土壤的湿度值，则通过中央处理器控制水资源浇灌模块进行浇灌，水资源通过第一连接口（4）进入到土壤内，并通过排水管（13）均匀的分布在土层内，利用营养成分检测模块对土壤进行实时监控，若需要进行营养成分的调节，则在数据库中进行营养成分的比对之后，通过中央处理器计算土壤所需营养成分的比例以及土壤自身营养成分的比例，在进行相应的比例调配，通过中央处理器调控营养成分调节模块，在通过第二连接口（5）进行营养成分的浇灌，做到适合农作物生长的最佳值；

所述种植架（39）包括立柱（1）、种植板（2）和活动框（29），所述立柱（1）设置有四组，且在立柱（1）之间固定有种植板（2），所述种植板（2）的上表面开设有若干组种植区（3），所述种植区（3）内部的下端固定有放置管（30），所述放置管（30）的四周开设有若干组通孔（31），所述种植板（2）的内部设置有活动框（29），所述活动框（29）侧面的上方固定有延伸板（27），所述种植板（2）的内壁上开设有空槽（10），所述空槽（10）的顶部固定有液压伸缩杆（28），所述液压伸缩杆（28）的底端固定在活动框（29）的上端；

所述活动框（29）的上方设置有盖板（38），所述盖板（38）的下方设置有移动板（21），所述移动板（21）的两侧设置在活动框（29）的内壁上，所述移动板（21）的一端内部嵌入若干组伸展件，所述盖板（38）和移动板（21）上均开设有若干组与种植区（3）相对应的孔洞。

2.根据权利要求1所述的一种基于智能农业大棚控制系统，其特征在于：所述立柱（1）的侧面固定有若干组连接件（6），所述连接件（6）的两侧安装有固定杆（9），所述固定杆（9）与连接件（6）转动连接，所述种植板（2）下表面的四个中心处焊接有底板（7），所述底板（7）的下端安装有固定板（8），所述固定板（8）与底板（7）转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种基于智能农业大棚控制系统，其特征在于：所述种植板（2）的侧面分别安装有第一连接口（4）和第二连接口（5），所述第一连接口（4）和第二连接口（5）的一端均安装有连通件（11）。

4.根据权利要求1所述的一种基于智能农业大棚控制系统，其特征在于：所述活动框（29）内部的一侧设置有布水管（12），所述布水管（12）侧面的两端安装有接头（40），所述接头（40）上表面的一端连通有连接管（41），所述连接管（41）的顶端位于连通件（11）的内部，所述连通件（11）内设置的密封层（42）嵌入在连接管（41）的上端。

5.根据权利要求4所述的一种基于智能农业大棚控制系统，其特征在于：所述移动板（21）下表面的一端设置有转动板（22），所述转动板（22）上表面的一端设置有转动轴（25），且转动轴（25）位于移动板（21）的内部，所述转动轴（25）的两端均套接有扭簧（26），所述转动板（22）的内部为中空状态，且转动板（22）的中空处固定有若干组分隔板（24），所述分隔板（24）的顶端嵌入有刀片。

6.根据权利要求5所述的一种基于智能农业大棚控制系统，其特征在于：所述转动板（22）下表面的一端固定有连接板（23），所述连接板（23）上开设有两组插孔（34）和一组通槽（35），所述插孔（34）位于通槽（35）的两端，所述活动框（29）内壁的上方焊接于若干组限定杆（36），所述限定杆（36）的一端穿过连接板（23），且限定杆（36）的一端固定有固定块（37）。

7.根据权利要求6所述的一种基于智能农业大棚控制系统，其特征在于：所述布水管（12）的另一侧面连通有若干组排水管（13），所述排水管（13）的下表面开设有若干组排水口（18），所述排水管（13）的一端设置有弹簧（15），所述排水管（13）一端的侧壁上开滑槽（14），所述弹簧（15）的一端固定有挡板（16），所述挡板（16）的边缘处位于滑槽（14）内，所述挡板（16）的侧面粘接有幕布（17），所述幕布（17）的另一端粘接在滑槽（14）的侧面。

8.根据权利要求7所述的一种基于智能农业大棚控制系统，其特征在于：所述排水管（13）的内部嵌入有活动板（19），所述活动板（19）上开设有贯穿孔（20），所述活动板（19）的一端固定在挡板（16）侧面的下方，所述活动板（19）的上下表面均设置有光滑层（33），所述光滑层（33）位于排水口（18）处嵌入有密封块（32）。

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