CN113892369B - 一种基于物联网的信息监测系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于物联网的信息监测系统，涉及物联网技术领域，包括控制中心、云服务器、终端设备以及智能植物墙，所述控制中心安装于智能植物墙的背面，智能植物墙包括墙体、水箱、若干排水培箱和若干排土培箱，本发明基于物联网技术，能够及时、准确、高效地获取植物墙上绿植的生长信息，并及时作出调整，如补水，实现了植物墙的智能化、远程化管理。

Description

一种基于物联网的信息监测系统
技术领域
本发明属于物联网技术领域，具体涉及一种基于物联网的信息监测系统。
背景技术
垂直绿化设施因其具有净化空气、降低粉尘、吸收噪音以及调节室内温湿度等功效而越来越被人们重视，现有的垂直绿化设施多以植物墙的形式呈现，且随着科技的进步，物联网技术已开始大面积普及，因此，如何将物联网技术与植物墙相结合是目前需要研究的一个方向，特别是在绿植的补水方面。对于水培植物，因其生长过程中对水及营养液的需求较大，故传统方式是借助于人工定期地补水和营养液，植物墙上的绿植维护也是如此，耗时耗力，不易实现精细化管理。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的信息监测系统，以解决现有技术中导致的上述缺陷。
一种基于物联网的信息监测系统，包括控制中心、云服务器、终端设备以及智能植物墙，所述控制中心安装于智能植物墙的背面，智能植物墙包括墙体、水箱、若干排水培箱和若干排土培箱，墙体为背面开口的壳体结构，墙体内布置有补水管路，墙体的正面设置有用于放置水培箱及土培箱的承托板，水培箱内安装有能够给水培箱内的水培植物自动补水的机械式补水机构，所述土培箱内安装有湿度传感器，土培箱上方的墙体上安装有土培补水管，湿度传感器电性连接至控制中心，土培补水管及机械式补水机构中的水培补水管均连接至补水管路，土培补水管处还安装有与控制中心电性连接的电磁阀，湿度传感器将各土培箱内土壤的湿度数据反馈至控制中心，控制中心再将湿度数据上传至云服务器，云服务器再将湿度数据经互联网发送至终端设备并显示，终端设备能够远程控制电磁阀的通断以实现土培箱的补水，所述终端设备为手机或电脑。
优选的，所述水培箱包括箱体和隔板，所述隔板竖直安装于箱体内并将箱体分隔成位于前方的水培区和位于后方的补水区，隔板上设有一竖向设置的溢流槽；
所述机械式补水机构包括套筒、导向柱一、水培补水管、浮块、搅拌组件、排液组件以及营养液箱，所述套筒的下端固定于箱体的底部，套筒的上部设有横向贯通的排水孔，位于后侧的排水孔内连接有所述的水培补水管，所述导向柱一滑动连接于套筒内且导向柱一上设有横向贯通的连通孔，导向柱一的上端借助于牵引绳一连接至所述的浮块，浮块被补水区内的竖向设置的导向组件限定于一定区域内，浮块的上端借助于牵引绳二连接至排液组件，排液组件的上端连接至营养液箱；
在浮块下降至最低点时，浮块借助于牵引绳二将排液组件打开并将营养液箱内的营养液抽吸至排液组件内储存，而此时的连通孔与排水孔导通，水培补水管内的水流至补水区内并经溢流槽流至水培区内进行补水；
在浮块上升至最高点时，浮块驱动排液组件将储存在排液组件内的营养液排至水培区内，且在浮块上升的过程中浮块能够驱动搅拌组件旋转并搅动水培区内的水体。
所述搅拌组件包括连接块、齿条、齿轮、叶片以及限位杆，所述连接块的一端与浮块连接，连接块的另一端连接至两个对称设置的所述齿条，两个齿条分别与两个对称设置的所述齿轮啮合，两个齿轮分别转动连接于溢流槽两侧的隔板上，所述叶片又多个且周向布置于齿轮的正面，叶片的一端借助于转轴转动连接于齿轮上，叶片的另一端借助于限位杆限位以使得叶片只能沿着转轴的轴心顺时针或逆时针方向转动。
所述排液组件包括排液管、导向柱二和支管，所述排液管的上端与营养液箱连接，导向柱二滑动连接于排液管内，支管横向固定于排液管的侧面并与排液管内部连通，导向柱二的下端借助于牵引绳二与浮块连接，排液管与营养液箱之间以及支管与营养液箱之间均安装有单向阀。
优选的，所述导向组件包括底板和四个导向板，所述底板安装于补水区的内底面，四个导向板固定于底板的上端并位于底板的四个拐角处，所述浮块为长方体状。
优选的，所有的水培补水管及土培补水管均连接至位于墙体内纵横交错设置的补水管路，补水管路再连接至水箱。
优选的，所述墙体正面的上方拐角处还安装有与控制中心相连接的温度传感器。
本发明的优点在于：
(1)本发明基于物联网技术，能够及时、准确、高效地获取植物墙上绿植的生长信息，并及时作出调整，如补水，实现了植物墙的智能化、远程化管理。
(2)本发明通过设置机械式的补水机构，不仅能够实现水培箱的及时补水，还能够借助于排液组件同步配合添加一定量的营养液，以保证水培植物的健康生长，与此同时，借助于搅拌组件，还能够对添加营养液的水体进行搅拌，使得营养液能够与水体混合均匀，此外，上述结构采用纯机械形式，故障率低，维护及设备成本低。
附图说明
图1为本发明的工作原理图。
图2为本发明中补水及电磁阀的控制原理图。
图3本发明中水培箱部分的结构示意图。
图4为图3的俯视图。
图5为图4中沿A-A方向的剖视图。
图6为图4中沿B-B方向的剖视图。
图7为图4中沿C-C方向的剖视图。
图8为图7中D处的局部放大图。
图9为本发明中机械式补水机构的结构示意图。
其中：1控制中心，2云服务器，3终端设备，4智能植物墙，41墙体，42水箱，43水培箱，431箱体，432隔板，433溢流槽，44土培箱，441土培补水管，442电磁阀，45补水管路，46导向组件，47机械式补水机构，471套筒，472导向柱一，473水培补水管，474浮块，475搅拌组件，4751连接块，4752齿条，4753齿轮，4754叶片，4755限位杆，476排液组件，4761排液管，4762导向柱二，4763支管，4764牵引绳二，4765单向阀，477营养液箱，478排水孔，479连通孔，4710牵引绳一，48承托板。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1至图9所示，一种基于物联网的信息监测系统，包括控制中心1、云服务器2、终端设备3以及智能植物墙4，所述控制中心1以控制盒的形式安装于智能植物墙4的背面，控制盒内安装有相应的控制模块，智能植物墙4包括墙体41、水箱42、若干排水培箱43和若干排土培箱44，墙体41为背面开口的壳体结构，墙体41内布置有补水管路45，墙体41的正面设置有用于放置水培箱43及土培箱44的承托板48，水培箱43内安装有能够给水培箱43内的水培植物自动补水的机械式补水机构47，所述土培箱44内安装有湿度传感器，土培箱44上方的墙体41上安装有土培补水管441，湿度传感器电性连接至控制中心1，土培补水管441及机械式补水机构47中的水培补水管473均连接至补水管路45，其中，补水管路45纵横交错设置并最终连接至水箱42，水箱42可以设置在墙体41背面或它处，水箱42可借助于水泵向补水管路45供水，土培补水管441处还安装有与控制中心1电性连接的电磁阀442，湿度传感器将各土培箱44内土壤的湿度数据反馈至控制中心1，控制中心1再将湿度数据上传至云服务器2，云服务器2再将湿度数据经互联网发送至终端设备3并显示，终端设备3能够远程控制电磁阀442的通断以实现土培箱44的补水，所述终端设备3为手机或电脑，此外，所述墙体41正面的上方拐角处还安装有与控制中心1相连接的温度传感器，从而可以从终端设备3处获取附近的温度数据。
在本实施例中，所述水培箱43包括箱体431和隔板432，所述隔板432竖直安装于箱体431内并将箱体431分隔成位于前方的水培区和位于后方的补水区，隔板432上设有一竖向设置的溢流槽433；
所述机械式补水机构47包括套筒471、导向柱一472、水培补水管473、浮块474、搅拌组件475、排液组件476以及营养液箱477，所述套筒471的下端固定于箱体431的底部，套筒471的上部设有横向贯通的排水孔478，位于后侧的排水孔478内连接有所述的水培补水管473，所述导向柱一472滑动连接于套筒471内且导向柱一472上设有横向贯通的连通孔479，导向柱一472的上端借助于牵引绳一4710连接至所述的浮块474，浮块474被补水区内的竖向设置的导向组件46限定于一定区域内，所述导向组件46包括底板和四个导向板，所述底板安装于补水区的内底面，四个导向板固定于底板的上端并位于底板的四个拐角处，所述浮块474为长方体状，浮块474的上端借助于牵引绳二4764连接至排液组件476，排液组件476的上端连接至营养液箱477；
在浮块474下降至最低点时，浮块474借助于牵引绳二4764将排液组件476打开并将营养液箱477内的营养液抽吸至排液组件476内储存，而此时的连通孔479与排水孔478导通，水培补水管473内的水流至补水区内并经溢流槽433流至水培区内进行补水；
在浮块474上升至最高点时，浮块474驱动排液组件476将储存在排液组件476内的营养液排至水培区内，且在浮块474上升的过程中浮块474能够驱动搅拌组件475旋转并搅动水培区内的水体。
所述搅拌组件475包括连接块4751、齿条4752、齿轮4753、叶片4754以及限位杆4755，所述连接块4751的一端与浮块连接，连接块4751的另一端连接至两个对称设置的所述齿条4752，两个齿条4752分别与两个对称设置的所述齿轮4753啮合，两个齿轮4753分别转动连接于溢流槽433两侧的隔板432上，所述叶片4754又多个且周向布置于齿轮4753的正面，叶片4754的一端借助于转轴转动连接于齿轮4753上，叶片4754的另一端借助于齿轮4753上的限位杆4755限位以使得叶片4754只能沿着转轴的轴心顺时针或逆时针方向转动。
所述排液组件476包括排液管4761、导向柱二4762和支管4763，所述排液管4761的上端与营养液箱477连接，导向柱二4762滑动连接于排液管4761内，支管4763横向固定于排液管4761的侧面并与排液管4761内部连通，导向柱二4762的下端借助于牵引绳二4764与浮块474连接，排液管4761与营养液箱477之间以及支管4763与营养液箱477之间均安装有单向阀4765，单向阀4765使得营养液只能从营养液箱477向排液管4761内流动以及从排液管4761向支管4763内流动。
本发明的工作过程如下：
土培箱44的信息监测：
借助于土培箱44内的湿度传感器实时获取土培箱44内土壤的湿度数据并反馈给控制中心1，控制中心1再将湿度数据上传至云服务器2，云服务器2再将湿度数据经互联网发送至终端设备3并显示，终端设备3能够远程控制电磁阀442的通断以实现土培箱44的补水，也可以借助于控制中心1自动补水；
水培箱43的信息监测：
当水培箱43内的水位处于满载状态时，浮块474位于最高点，牵引绳一4710处于绷紧状态。当水位下降时，浮块474逐渐下降，并最终将导向柱一472压下，导向柱一472的连通孔479与排水孔478导通，水培补水管473内的水流至补水区内并经溢流槽433流至水培区内进行补水，在此过程中，浮块474借助于牵引绳二4764将导向柱二4762向下拉，排液管4761内产生负压并将营养液箱477内的营养液抽取一部分至排液管4761内储存，另外，在浮块474下降的过程中，齿条4752驱动齿轮4753旋转，由于限位杆4755的未产生阻挡作用，叶片4754会沿着转轴的轴心旋转，故能够减少浮块474上升过程所受到的阻力；
随着补水区内液位的不断上升，水流的速度较大，浮块474快速向上移动，直至将导向柱一472拉至最高点，此时的连通孔479与排水孔478断开，停止补水，在此过程中，浮块474迅速将导向柱二4762向上顶并将排液管4761内储存的营养液排至支管4763内，最终排至水培区内，另外，在浮块474上升的过程中，齿条4752驱动齿轮4753旋转，由于限位杆4755的阻挡作用，叶片4754不会沿着转轴的轴心旋转，故此时的叶片4754能够起到搅拌水体的作用，促进营养液与水体的均匀混合。
由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

Claims (5)

1.一种基于物联网的信息监测系统，其特征在于，包括控制中心(1)、云服务器(2)、终端设备(3)以及智能植物墙(4)，所述控制中心(1)安装于智能植物墙(4)的背面，智能植物墙(4)包括墙体(41)、水箱(42)、若干排水培箱(43)和若干排土培箱(44)，墙体(41)为背面开口的壳体结构，墙体(41)内布置有补水管路(45)，墙体(41)的正面设置有用于放置水培箱(43)及土培箱(44)的承托板(48)，水培箱(43)内安装有能够给水培箱(43)内的水培植物自动补水的机械式补水机构(47)，所述土培箱(44)内安装有湿度传感器，土培箱(44)上方的墙体(41)上安装有土培补水管(441)，湿度传感器电性连接至控制中心(1)，土培补水管(441)及机械式补水机构(47)中的水培补水管(473)均连接至补水管路(45)，土培补水管(441)处还安装有与控制中心(1)电性连接的电磁阀(442)，湿度传感器将各土培箱(44)内土壤的湿度数据反馈至控制中心(1)，控制中心(1)再将湿度数据上传至云服务器(2)，云服务器(2)再将湿度数据经互联网发送至终端设备(3)并显示，终端设备(3)能够远程控制电磁阀(442)的通断以实现土培箱(44)的补水；
所述水培箱(43)包括箱体(431)和隔板(432)，所述隔板(432)竖直安装于箱体(431)内并将箱体(431)分隔成位于前方的水培区和位于后方的补水区，隔板(432)上设有一竖向设置的溢流槽(433)；
所述机械式补水机构(47)包括套筒(471)、导向柱一(472)、水培补水管(473)、浮块(474)、搅拌组件(475)、排液组件(476)以及营养液箱(477)，所述套筒(471)的下端固定于箱体(431)的底部，套筒(471)的上部设有横向贯通的排水孔(478)，位于后侧的排水孔(478)内连接有所述的水培补水管(473)，所述导向柱一(472)滑动连接于套筒(471)内且导向柱一(472)上设有横向贯通的连通孔(479)，导向柱一(472)的上端借助于牵引绳一(4710)连接至所述的浮块(474)，浮块(474)被补水区内的竖向设置的导向组件(46)限定于一定区域内，浮块(474)的上端借助于牵引绳二(4764)连接至排液组件(476)，排液组件(476)的上端连接至营养液箱(477)；
在浮块(474)下降至最低点时，浮块(474)借助于牵引绳二(4764)将排液组件(476)打开并将营养液箱(477)内的营养液抽吸至排液组件(476)内储存，而此时的连通孔(479)与排水孔(478)导通，水培补水管(473)内的水流至补水区内并经溢流槽(433)流至水培区内进行补水；
在浮块(474)上升至最高点时，浮块(474)驱动排液组件(476)将储存在排液组件(476)内的营养液排至水培区内，且在浮块(474)上升的过程中浮块(474)能够驱动搅拌组件(475)旋转并搅动水培区内的水体；
所述搅拌组件(475)包括连接块(4751)、齿条(4752)、齿轮(4753)、叶片(4754)以及限位杆(4755)，所述连接块(4751)的一端与浮块(474)连接，连接块(4751)的另一端连接至两个对称设置的所述齿条(4752)，两个齿条(4752)分别与两个对称设置的所述齿轮(4753)啮合，两个齿轮(4753)分别转动连接于溢流槽(433)两侧的隔板(432)上，所述叶片(4754)有多个且周向布置于齿轮(4753)的正面，叶片(4754)的一端借助于转轴转动连接于齿轮(4753)上，叶片(4754)的另一端借助于限位杆(4755)限位以使得叶片(4754)只能沿着转轴的轴心顺时针或逆时针方向转动；
所述排液组件(476)包括排液管(4761)、导向柱二(4762)和支管(4763)，所述排液管(4761)的上端与营养液箱(477)连接，导向柱二(4762)滑动连接于排液管(4761)内，支管(4763)横向固定于排液管(4761)的侧面并与排液管(4761)内部连通，导向柱二(4762)的下端借助于牵引绳二(4764)与浮块(474)连接，排液管(4761) 与营养液箱(477)之间以及支管(4763)与营养液箱(477)之间均安装有单向阀(4765)。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的信息监测系统，其特征在于：所述导向组件(46)包括底板和四个导向板，所述底板安装于补水区的内底面，四个导向板固定于底板的上端并位于底板的四个拐角处，所述浮块(474)为长方体状。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的信息监测系统，其特征在于：所有的水培补水管(473)及土培补水管(441)均连接至位于墙体(41)内纵横交错设置的补水管路(45)，补水管路(45)再连接至水箱(42)。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的信息监测系统，其特征在于：所述墙体(41)正面的上方拐角处还安装有与控制中心(1)相连接的温度传感器。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的信息监测系统，其特征在于：所述终端设备(3)为手机或电脑。
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