CN115226468A - 一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统及其方法，涉及大棚蔬菜种植技术领域，包括大棚本体，大棚本体内部设种植单元，大棚本体一侧设水箱，种植单元内部设移动块，移动块两侧设喷淋管，喷淋管上设喷头，水箱的端部设出水管和可伸缩软管，水箱的内部设搅拌轴，搅拌轴上设搅拌叶，水箱的内部设顶板，水箱的进水端设分水管，分水管进水端设过滤网，种植单元土壤层设土壤湿度传感器，水箱的端部设控制盒，出水管内部设圆形压板；本发明是利用间歇输水组件实现对蔬菜相对精准灌溉，节约用水，利用往复式喷灌可以减少成本支出，在实现喷灌的同时还可以搅拌水肥，防止肥料析出，另外过滤待使用清水防止堵塞喷头，利用浮球实现定量用水。
Description
技术领域
本发明涉及大棚蔬菜种植技术领域，具体为一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统及其方法。
背景技术
大棚蔬菜种植技术是一种比较常见的技术，它具有较好的保温性能，它深受人们喜爱，因为在任何时间都可吃到反季节的蔬菜，在一般情况下，大棚蔬菜都采用竹与钢为主的结构骨架，然后在上面覆盖上一层或多层保温塑料薄膜，这样一个简易结构就制造出一个完整的温室空间。塑料薄膜可以有效防止蔬菜生长过程中产生的二氧化碳流失，以达到大棚内需要的保温效果。
根据检索发现，专利号为CN111567285A的中国专利公开了一种基于物联网农业种植用精准灌溉装置，包括有大棚本体，所述大棚本体顶端固定连接有玻璃棚顶，其大棚本体内部顶端固定连接有多个连接管，且连接管底端等距嵌合连接有喷淋头，所述大棚本体一侧固定连接有蓄水箱，且蓄水箱内固定连接有多个潜水泵，所述潜水泵顶端固定联接有导管，且导管穿过大棚本体一侧与连接管相连接，所述蓄水箱内壁固定连接有水位感应仪。本发明中，通过蓄水箱内的潜水泵，可以将蓄水箱内的灌溉液体送到喷淋头，对大棚本体内的农作物进行灌溉，通过水位感应仪，可以监测蓄水箱内的水量变化，通过PLC控制板内预设的程序，可以当蓄水箱内的液体灌溉指定量后，自动关闭潜水泵，可以进行定量灌溉农作物。
针对上述技术，本发明人认为上述装置存在不足之处，上述装置通过设置多个连接管来实现喷灌，这种结构设计在面对大型大棚时明显增加了喷灌成本；上述装置单独设置电机来对水肥进行搅拌，同样增加了成本；因为薄膜上会有灰尘，积雪以及水滴杂等，这些影响薄膜的透光率，影响作物生长，上述装置没有设置能解决该问题的结构，另外大棚蔬菜是呈现多列均匀排布种植的，每两列蔬菜之间是沟壑，上述装置中喷洒的水雾会有部分直接落到沟壑上，浪费水资源，而且此时植物根系不一定需要湿润，或者是本来植物根系就是采用滴灌的，我们只对植物茎叶进行喷淋即可。
针对上述问题，本发明提供了一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统及其方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统及其方法，本发明是利用间歇输水组件实现对蔬菜相对精准灌溉，节约用水，利用往复式喷灌可以减少成本支出，在实现喷灌的同时还可以搅拌水肥，防止肥料析出，另外过滤待使用清水防止堵塞喷头，利用浮球实现定量用水，从而解决了背景技术中的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统及其方法，包括大棚本体，大棚本体包括横杆、侧杆和薄膜，大棚本体内部设置有若干个均匀分布的种植单元，大棚本体一侧设置有若干个均匀分布的水箱，水箱与种植单元一一对应，种植单元内部设置有移动组件，移动组件包括设置在种植单元内部上端的移动块，移动块沿水平方向往复直线运动，移动块的两侧设置有相互对称的喷淋管，喷淋管出水端固定安装有均匀分布的喷头，水箱的端部设置有输水组件，输水组件包括出水管以及设置在喷淋管外周面上的可伸缩软管，可伸缩软管可向喷淋管内输送清水，水箱的内部设置有搅拌组件，搅拌组件包括设置在水箱内部的搅拌轴，搅拌轴沿水箱轴线周向旋转，搅拌轴上固定安装有若干个均匀分布的搅拌叶，水箱的内部还设置有定量组件，定量组件包括设置在水箱内部上端的顶板，顶板沿垂直方向往复升降运动，水箱的进水端设置有分水管，分水管进水端设置有第二螺纹管，第二螺纹管进水端设置有第一螺纹管，第一螺纹管和第二螺纹管之间设置有过滤组件，过滤组件包括设置在第一螺纹管进水端的过滤网，种植单元土壤层设置有土壤湿度传感器，水箱的端部还设置有控制盒，控制盒内部依次设置有数据处理模块以及控制模块，出水管内部设置有间歇输水组件，间歇输水组件包括设置在可伸缩软管进水端一侧的圆形压板，圆形压板沿出水管轴线方向间歇往复直线运动，用于可伸缩软管进水端打开与关闭。
进一步地，移动组件还包括对称开设在横杆侧面的滑槽，滑槽内表面滑动连接有滑块，滑块成型加工于喷淋管端部，移动块螺纹连接丝杆，丝杆一端向外延伸并与第二电机输出端固定连接，丝杆通过轴承转动连接在侧杆上。
进一步地，输水组件还包括设固定安装在水箱端部的第一电机，第一电机输出端固定安装有水泵，水泵进水端固定连通进水管，进水管进水端延伸至水箱内底面上端，水泵出水端固定连通出水管，出水管出水端延伸至大棚本体内部，出水管端部成型加工有T型环，T型环外侧设置有T型环槽，T型环槽开设于丝杆端部，T型环槽内表面转动连接在T型环外表面上，出水管两侧固定连通有相互对称的可伸缩软管，可伸缩软管出水端与喷淋管固定连通。
进一步地，搅拌组件还包括第一锥齿轮，第一锥齿轮固定安装在第一电机输出轴上，第一锥齿轮啮合连接第二锥齿轮，第二锥齿轮中部固定连接有搅拌轴，搅拌轴通过轴承转动连接在水箱端部。
进一步地，定量组件还包括设置在水箱内部的导向套筒，导向套筒通过支架固定连接在水箱内侧壁上，导向套筒内表面滑动连接有升降杆，升降杆下端固定连接有浮球，升降杆上端固定连接有顶板。
进一步地，过滤组件还包括连接管，连接管两端螺纹连接有相互对称的螺纹接头，螺纹接头与第二螺纹管进水端螺纹连接，另一个螺纹接头与第一螺纹管出水端螺纹连接，第二螺纹管进水端与连接管出水端之间放置有过滤网，第一螺纹管进水端连通外部的供水源头。
进一步地，大棚本体端部设置有若干个均匀分布的刮板，刮板与种植单元一一对应，刮板端部滑动连接在大棚本体端部，刮板的内侧面均匀铺设有海绵，刮板一端外侧固定连接有齿条，齿条啮合连接齿轮，齿轮固定安装在第二电机输出轴上。
进一步地，土壤湿度传感器电性连接数据处理模块，数据处理模块电性连接控制模块，控制模块分别电性连接第一电机和第二电机。
进一步地，水箱的端部成型加工有漏斗，漏斗内活动设置有密封塞。
进一步地，间歇输水组件还包括第一固定环，第一固定环成型加工于出水管出水端一侧内壁，第一固定环侧面固定连接有弹簧，弹簧另一端固定连接在圆形压板侧面上，圆形压板另一侧面对称设置有导柱，导柱滑动连接在第二固定环上，第二固定环成型加工于出水管内壁上，弹簧始终处于压缩状态，圆形压板侧面固定连接有连接杆，连接杆端部固定连接在滑板侧面中部，滑板另一侧面滚动连接凸轮，凸轮固定安装在转轴端部，转轴另一端转动连接在出水管内壁上，转轴中部固定安装有第四锥齿轮，第四锥齿轮啮合连接第三锥齿轮，第三锥齿轮固定安装在固定轴端部，固定轴另一端固定连接在丝杆端部上。
一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋方法，包括以下步骤：
S1：通过水箱端部的漏斗向水箱内注入一定量的固体肥料或者液体肥料，然后清水从供水源头进入到第一螺纹管内，经过过滤网的过滤，没有杂质的清水通过分水管进入到水箱内；
S2：水箱内随着水位的升高带动浮球向上移动，进而通过升降杆带动顶板向上移动，等到顶板对分水管出水端密封时，水位不在增加，对供水源头断电；
S3：当土壤湿度传感器检测土壤水分含量低于设定值时，土壤湿度传感器将数值反馈给数据处理模块，数据处理模块处理数据后将信号反馈给控制模块，控制模块启动第一电机和第二电机，第一电机转动带动水泵工作，水泵将水箱内的水肥通过出水管输送到可伸缩软管内，最终通过喷头向外喷洒，对作物进行喷灌，第二电机转动带动丝杆转动，进而带动移动块两侧的喷淋管往复移动，实现边移动边喷洒，在第一电机转动过程中带动第一锥齿轮转动，通过第二锥齿轮带动搅拌轴上的搅拌叶转动，对水箱内的水肥进行充分搅拌，实现边喷灌边搅拌，防止喷灌时间过长，导致肥料从清水中析出，影响喷灌效果；
S4：在边移动边喷洒过程中，丝杆转动通过固定轴带动第三锥齿轮转动，通过与第四锥齿轮啮合带动凸轮转动，从而通过连接杆带动圆形压板间歇往复直线运动，在水肥进入到出水管内时，凸轮凸起部与滑板接触时，圆形压板与第二固定环分离且距离不断增加，水肥通过第二固定环之间的孔进入到可伸缩软管内，圆形压板与第二固定环接近且距离不断减少，水肥仍然可通过可伸缩软管，该过程喷淋管实现对种植单元内每一列蔬菜进行喷灌；当凸轮圆形部与滑板接触时，圆形压板与第二固定环呈挤压状态，水肥进不了可伸缩软管内，该过程为喷淋管行至两列蔬菜之间沟壑正上方，不需要喷灌，最终实现只对蔬菜进行喷灌，节约用水的目的；
S5：当土壤湿度传感器检测土壤水分含量达到设定值时，第一电机和第二电机关闭。与现有技术相比，本发明的有益效果如下。
1、本发明提供的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统及其方法，通过水箱端部的漏斗向水箱内注入一定量的固体肥料或者液体肥料，然后清水从供水源头进入到第一螺纹管内，经过过滤网的过滤，没有杂质的清水通过分水管进入到水箱内，水箱内随着水位的升高带动浮球向上移动，进而通过升降杆带动顶板向上移动，等到顶板对分水管出水端密封时，水位不在增加，对供水源头断电；当土壤湿度传感器检测土壤水分含量低于设定值时，土壤湿度传感器将数值反馈给数据处理模块，数据处理模块处理数据后将信号反馈给控制模块，控制模块启动第一电机和第二电机，第一电机转动带动水泵工作，水泵将水箱内的水肥通过出水管输送到可伸缩软管内，最终通过喷头向外喷洒，对作物进行喷灌，第二电机转动带动丝杆转动，进而带动移动块两侧的喷淋管往复移动，实现边移动边喷洒，在第一电机转动过程中带动第一锥齿轮转动，通过第二锥齿轮带动搅拌轴上的搅拌叶转动，对水箱内的水肥进行充分搅拌，实现边喷灌边搅拌，防止喷灌时间过长，导致肥料从清水中析出，影响喷灌效果，在边移动边喷洒过程中，丝杆转动通过固定轴带动第三锥齿轮转动，通过与第四锥齿轮啮合带动凸轮转动，从而通过连接杆带动圆形压板间歇往复直线运动，在水肥进入到出水管内时，凸轮凸起部与滑板接触时，圆形压板与第二固定环分离且距离不断增加，水肥通过第二固定环之间的孔进入到可伸缩软管内，圆形压板与第二固定环接近且距离不断减少，水肥仍然可通过可伸缩软管，该过程喷淋管实现对种植单元内每一列蔬菜进行喷灌；当凸轮圆形部与滑板接触时，圆形压板与第二固定环呈挤压状态，水肥进不了可伸缩软管内，该过程为喷淋管行至两列蔬菜之间沟壑正上方，不需要喷灌，最终实现只对蔬菜进行喷灌，节约用水的目的，当土壤湿度传感器检测土壤水分含量达到设定值时，第一电机和第二电机关闭，这样设计的目的是利用间歇输水组件实现对蔬菜相对精准灌溉，节约用水，利用往复式喷灌可以减少成本支出，在实现喷灌的同时还可以搅拌水肥，防止肥料析出，另外过滤待使用清水防止堵塞喷头，利用浮球实现定量用水。
2、本发明提供的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统及其方法，这样设计的目的是利用第二电机转动带动刮板往复运动，利用海绵清除薄膜上附着的灰尘，水滴以及杂物，增加薄膜的透光率，提高作物光照效果。
附图说明
图1为本发明的左视图；
图2为本发明的右视图；
图3为本发明的内部结构立体图；
图4为本发明中水箱内部结构图；
图5为本发明中第一螺纹管和第二螺纹管连接关系图；
图6为本发明中第一螺纹管和第二螺纹管内部剖视图；
图7为本发明中丝杆和出水管内部结构示意图；
图8为图1中A处放大图；
图9为图2中B处放大图；
图10为本发明的模块图；
图11为本发明中凸轮结构示意图；
图12为图7中C处放大图。
图中：1、大棚本体；2、横杆；3、侧杆；4、薄膜；5、土壤湿度传感器；6、控制盒；7、水箱；8、水泵；9、进水管；10、出水管；11、第一电机；12、第一锥齿轮；13、第二锥齿轮；14、搅拌轴；15、搅拌叶；16、导向套筒；17、浮球；18、升降杆；19、顶板；20、分水管；21、第二螺纹管；22、连接管；23、螺纹接头；24、第一螺纹管；25、过滤网；26、丝杆；27、可伸缩软管；28、T型环；29、T型环槽；30、移动块；31、喷淋管；32、喷头；33、第二电机；34、齿轮；35、齿条；36、刮板；37、第一固定环；38、弹簧；39、圆形压板；40、导柱；41、第二固定环；42、连接杆；43、滑板；44、凸轮；45、固定轴；46、第三锥齿轮；47、第四锥齿轮；48、转轴。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-12，一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，包括大棚本体1，大棚本体1包括横杆2、侧杆3和薄膜4，大棚本体1内部设置有若干个均匀分布的种植单元，大棚本体1一侧设置有若干个均匀分布的水箱7，水箱7与种植单元一一对应，种植单元内部设置有移动组件，移动组件包括设置在种植单元内部上端的移动块30，移动块30沿水平方向往复直线运动，移动块30的两侧设置有相互对称的喷淋管31，喷淋管31出水端固定安装有均匀分布的喷头32，水箱7的端部设置有输水组件，输水组件包括出水管10以及设置在喷淋管31外周面上的可伸缩软管27，可伸缩软管27可向喷淋管31内输送清水，水箱7的内部设置有搅拌组件，搅拌组件包括设置在水箱7内部的搅拌轴14，搅拌轴14沿水箱7轴线周向旋转，搅拌轴14上固定安装有若干个均匀分布的搅拌叶15，水箱7的内部还设置有定量组件，定量组件包括设置在水箱7内部上端的顶板19，顶板19沿垂直方向往复升降运动，水箱7的进水端设置有分水管20，分水管20进水端设置有第二螺纹管21，第二螺纹管21进水端设置有第一螺纹管24，第一螺纹管24和第二螺纹管21之间设置有过滤组件，过滤组件包括设置在第一螺纹管24进水端的过滤网25，种植单元土壤层设置有土壤湿度传感器5，水箱7的端部还设置有控制盒6，控制盒6内部依次设置有数据处理模块以及控制模块，出水管10内部设置有间歇输水组件，间歇输水组件包括设置在可伸缩软管27进水端一侧的圆形压板39，圆形压板39沿出水管10轴线方向间歇往复直线运动，用于可伸缩软管27进水端打开与关闭。
具体地，通过水箱7端部的漏斗向水箱7内注入一定量的固体肥料或者液体肥料，然后清水从供水源头进入到第一螺纹管24内，经过过滤网25的过滤，没有杂质的清水通过分水管20进入到水箱7内，水箱7内随着水位的升高带动浮球17向上移动，进而通过升降杆18带动顶板19向上移动，等到顶板19对分水管20出水端密封时，水位不在增加，对供水源头断电；当土壤湿度传感器5检测土壤水分含量低于设定值时，土壤湿度传感器5将数值反馈给数据处理模块，数据处理模块处理数据后将信号反馈给控制模块，控制模块启动第一电机11和第二电机33，第一电机11转动带动水泵8工作，水泵8将水箱7内的水肥通过出水管10输送到可伸缩软管27内，最终通过喷头32向外喷洒，对作物进行喷灌，第二电机33转动带动丝杆26转动，进而带动移动块30两侧的喷淋管31往复移动，实现边移动边喷洒，在第一电机11转动过程中带动第一锥齿轮12转动，通过第二锥齿轮13带动搅拌轴14上的搅拌叶15转动，对水箱7内的水肥进行充分搅拌，实现边喷灌边搅拌，防止喷灌时间过长，导致肥料从清水中析出，影响喷灌效果，在边移动边喷洒过程中，丝杆26转动通过固定轴45带动第三锥齿轮46转动，通过与第四锥齿轮47啮合带动凸轮44转动，从而通过连接杆42带动圆形压板39间歇往复直线运动，在水肥进入到出水管10内时，凸轮44凸起部与滑板43接触时，圆形压板39与第二固定环41分离且距离不断增加，水肥通过第二固定环41之间的孔进入到可伸缩软管27内，圆形压板39与第二固定环41接近且距离不断减少，水肥仍然可通过可伸缩软管27，该过程喷淋管31实现对种植单元内每一列蔬菜进行喷灌；当凸轮44圆形部与滑板43接触时，圆形压板39与第二固定环41呈挤压状态，水肥进不了可伸缩软管27内，该过程为喷淋管31行至两列蔬菜之间沟壑正上方，不需要喷灌，最终实现只对蔬菜进行喷灌，节约用水的目的，当土壤湿度传感器5检测土壤水分含量达到设定值时，第一电机11和第二电机33关闭，这样设计的目的是利用间歇输水组件实现对蔬菜相对精准灌溉，节约用水，利用往复式喷灌可以减少成本支出，在实现喷灌的同时还可以搅拌水肥，防止肥料析出，另外过滤待使用清水防止堵塞喷头32，利用浮球17实现定量用水。
移动组件还包括对称开设在横杆2侧面的滑槽，滑槽内表面滑动连接有滑块，滑块成型加工于喷淋管31端部，移动块30螺纹连接丝杆26，丝杆26一端向外延伸并与第二电机33输出端固定连接，丝杆26通过轴承转动连接在侧杆3上，这样设计的目的是通过第二电机33转动带动移动块30做往复直线运动。
输水组件还包括设固定安装在水箱7端部的第一电机11，第一电机11输出端固定安装有水泵8，水泵8进水端固定连通进水管9，进水管9进水端延伸至水箱7内底面上端，水泵8出水端固定连通出水管10，出水管10出水端延伸至大棚本体1内部，出水管10端部成型加工有T型环28，T型环28外侧设置有T型环槽29，T型环槽29开设于丝杆26端部，T型环槽29内表面转动连接在T型环28外表面上，出水管10两侧固定连通有相互对称的可伸缩软管27，可伸缩软管27出水端与喷淋管31固定连通，这样设计的目的是第一电机11转动带动水肥从水箱7内进入到喷淋管31内。
搅拌组件还包括第一锥齿轮12，第一锥齿轮12固定安装在第一电机11输出轴上，第一锥齿轮12啮合连接第二锥齿轮13，第二锥齿轮13中部固定连接有搅拌轴14，搅拌轴14通过轴承转动连接在水箱7端部，这样设计的目的是利用第一电机11转动带动搅拌叶15对水肥进行搅拌，防止水肥分离。
定量组件还包括设置在水箱7内部的导向套筒16，导向套筒16通过支架固定连接在水箱7内侧壁上，导向套筒16内表面滑动连接有升降杆18，升降杆18下端固定连接有浮球17，升降杆18上端固定连接有顶板19，这样设计的目的是利用清水对浮球17的浮力以及水位的变化，实现顶板19对水箱7进水端的密封，达到定量用水的效果。
过滤组件还包括连接管22，连接管22两端螺纹连接有相互对称的螺纹接头23，螺纹接头23与第二螺纹管21进水端螺纹连接，另一个螺纹接头23与第一螺纹管24出水端螺纹连接，第二螺纹管21进水端与连接管22出水端之间放置有过滤网25，第一螺纹管24进水端连通外部的供水源头，这样设计的目的是方便对过滤网25进行更换。
大棚本体1端部设置有若干个均匀分布的刮板36，刮板36与种植单元一一对应，刮板36端部滑动连接在大棚本体1端部，刮板36的内侧面均匀铺设有海绵，刮板36一端外侧固定连接有齿条35，齿条35啮合连接齿轮34，齿轮34固定安装在第二电机33输出轴上，这样设计的目的是利用第二电机33转动带动刮板36往复运动，利用海绵清除薄膜4上附着的灰尘，水滴以及杂物，增加薄膜4的透光率，提高作物光照效果。
土壤湿度传感器5电性连接数据处理模块，数据处理模块电性连接控制模块，控制模块分别电性连接第一电机11和第二电机33，这样设计的目的是可以自动检测土壤湿度并实现喷灌。
水箱7的端部成型加工有漏斗，漏斗内活动设置有密封塞，这样设计的目的是通过漏斗向水箱7内输送肥料。
间歇输水组件还包括第一固定环37，第一固定环37成型加工于出水管10出水端一侧内壁，第一固定环37侧面固定连接有弹簧38，弹簧38另一端固定连接在圆形压板39侧面上，圆形压板39另一侧面对称设置有导柱40，导柱40滑动连接在第二固定环41上，第二固定环41成型加工于出水管10内壁上，弹簧38始终处于压缩状态，圆形压板39侧面固定连接有连接杆42，连接杆42端部固定连接在滑板43侧面中部，滑板43另一侧面滚动连接凸轮44，凸轮44固定安装在转轴48端部，转轴48另一端转动连接在出水管10内壁上，转轴48中部固定安装有第四锥齿轮47，第四锥齿轮47啮合连接第三锥齿轮46，第三锥齿轮46固定安装在固定轴45端部，固定轴45另一端固定连接在丝杆26端部上，这样设计的目的是实现间歇性供水。
一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋方法，包括以下步骤：
S1：通过水箱7端部的漏斗向水箱7内注入一定量的固体肥料或者液体肥料，然后清水从供水源头进入到第一螺纹管24内，经过过滤网25的过滤，没有杂质的清水通过分水管20进入到水箱7内；
S2：水箱7内随着水位的升高带动浮球17向上移动，进而通过升降杆18带动顶板19向上移动，等到顶板19对分水管20出水端密封时，水位不在增加，对供水源头断电；
S3：当土壤湿度传感器5检测土壤水分含量低于设定值时，土壤湿度传感器5将数值反馈给数据处理模块，数据处理模块处理数据后将信号反馈给控制模块，控制模块启动第一电机11和第二电机33，第一电机11转动带动水泵8工作，水泵8将水箱7内的水肥通过出水管10输送到可伸缩软管27内，最终通过喷头32向外喷洒，对作物进行喷灌，第二电机33转动带动丝杆26转动，进而带动移动块30两侧的喷淋管31往复移动，实现边移动边喷洒，在第一电机11转动过程中带动第一锥齿轮12转动，通过第二锥齿轮13带动搅拌轴14上的搅拌叶15转动，对水箱7内的水肥进行充分搅拌，实现边喷灌边搅拌，防止喷灌时间过长，导致肥料从清水中析出，影响喷灌效果；
S4：在边移动边喷洒过程中，丝杆26转动通过固定轴45带动第三锥齿轮46转动，通过与第四锥齿轮47啮合带动凸轮44转动，从而通过连接杆42带动圆形压板39间歇往复直线运动，在水肥进入到出水管10内时，凸轮44凸起部与滑板43接触时，圆形压板39与第二固定环41分离且距离不断增加，水肥通过第二固定环41之间的孔进入到可伸缩软管27内，圆形压板39与第二固定环41接近且距离不断减少，水肥仍然可通过可伸缩软管27，该过程喷淋管31实现对种植单元内每一列蔬菜进行喷灌；当凸轮44圆形部与滑板43接触时，圆形压板39与第二固定环41呈挤压状态，水肥进不了可伸缩软管27内，该过程为喷淋管31行至两列蔬菜之间沟壑正上方，不需要喷灌，最终实现只对蔬菜进行喷灌，节约用水的目的；
S5：当土壤湿度传感器5检测土壤水分含量达到设定值时，第一电机11和第二电机33关闭。
综上所述：通过水箱7端部的漏斗向水箱7内注入一定量的固体肥料或者液体肥料，然后清水从供水源头进入到第一螺纹管24内，经过过滤网25的过滤，没有杂质的清水通过分水管20进入到水箱7内，水箱7内随着水位的升高带动浮球17向上移动，进而通过升降杆18带动顶板19向上移动，等到顶板19对分水管20出水端密封时，水位不在增加，对供水源头断电；当土壤湿度传感器5检测土壤水分含量低于设定值时，土壤湿度传感器5将数值反馈给数据处理模块，数据处理模块处理数据后将信号反馈给控制模块，控制模块启动第一电机11和第二电机33，第一电机11转动带动水泵8工作，水泵8将水箱7内的水肥通过出水管10输送到可伸缩软管27内，最终通过喷头32向外喷洒，对作物进行喷灌，第二电机33转动带动丝杆26转动，进而带动移动块30两侧的喷淋管31往复移动，实现边移动边喷洒，在第一电机11转动过程中带动第一锥齿轮12转动，通过第二锥齿轮13带动搅拌轴14上的搅拌叶15转动，对水箱7内的水肥进行充分搅拌，实现边喷灌边搅拌，防止喷灌时间过长，导致肥料从清水中析出，影响喷灌效果，在边移动边喷洒过程中，丝杆26转动通过固定轴45带动第三锥齿轮46转动，通过与第四锥齿轮47啮合带动凸轮44转动，从而通过连接杆42带动圆形压板39间歇往复直线运动，在水肥进入到出水管10内时，凸轮44凸起部与滑板43接触时，圆形压板39与第二固定环41分离且距离不断增加，水肥通过第二固定环41之间的孔进入到可伸缩软管27内，圆形压板39与第二固定环41接近且距离不断减少，水肥仍然可通过可伸缩软管27，该过程喷淋管31实现对种植单元内每一列蔬菜进行喷灌；当凸轮44圆形部与滑板43接触时，圆形压板39与第二固定环41呈挤压状态，水肥进不了可伸缩软管27内，该过程为喷淋管31行至两列蔬菜之间沟壑正上方，不需要喷灌，最终实现只对蔬菜进行喷灌，节约用水的目的，当土壤湿度传感器5检测土壤水分含量达到设定值时，第一电机11和第二电机33关闭，这样设计的目的是利用间歇输水组件实现对蔬菜相对精准灌溉，节约用水，利用往复式喷灌可以减少成本支出，在实现喷灌的同时还可以搅拌水肥，防止肥料析出，另外过滤待使用清水防止堵塞喷头32，利用浮球17实现定量用水。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，包括大棚本体(1)，大棚本体(1)包括横杆(2)、侧杆(3)和薄膜(4)，其特征在于：所述大棚本体(1)内部设置有若干个均匀分布的种植单元，大棚本体(1)一侧设置有若干个均匀分布的水箱(7)，水箱(7)与种植单元一一对应，种植单元内部设置有移动组件，移动组件包括设置在种植单元内部上端的移动块(30)，移动块(30)沿水平方向往复直线运动，移动块(30)的两侧设置有相互对称的喷淋管(31)，喷淋管(31)出水端固定安装有均匀分布的喷头(32)，水箱(7)的端部设置有输水组件，输水组件包括出水管（10）以及设置在喷淋管(31)外周面上的可伸缩软管(27)，可伸缩软管(27)可向喷淋管(31)内输送清水，水箱(7)的内部设置有搅拌组件，搅拌组件包括设置在水箱(7)内部的搅拌轴(14)，搅拌轴(14)沿水箱(7)轴线周向旋转，搅拌轴(14)上固定安装有若干个均匀分布的搅拌叶(15)，水箱(7)的内部还设置有定量组件，定量组件包括设置在水箱(7)内部上端的顶板(19)，顶板(19)沿垂直方向往复升降运动，水箱(7)的进水端设置有分水管(20)，分水管(20)进水端设置有第二螺纹管(21)，第二螺纹管(21)进水端设置有第一螺纹管(24)，第一螺纹管(24)和第二螺纹管(21)之间设置有过滤组件，过滤组件包括设置在第一螺纹管(24)进水端的过滤网(25)，种植单元土壤层设置有土壤湿度传感器(5)，水箱(7)的端部还设置有控制盒(6)，控制盒(6)内部依次设置有数据处理模块以及控制模块，出水管（10）内部设置有间歇输水组件，间歇输水组件包括设置在可伸缩软管（27）进水端一侧的圆形压板（39），圆形压板（39）沿出水管（10）轴线方向间歇往复直线运动，用于可伸缩软管（27）进水端打开与关闭。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，其特征在于：所述移动组件还包括对称开设在横杆(2)侧面的滑槽，滑槽内表面滑动连接有滑块，滑块成型加工于喷淋管(31)端部，移动块(30)螺纹连接丝杆(26)，丝杆(26)一端向外延伸并与第二电机(33)输出端固定连接，丝杆(26)通过轴承转动连接在侧杆(3)上。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，其特征在于：所述输水组件还包括设固定安装在水箱(7)端部的第一电机(11)，第一电机(11)输出端固定安装有水泵(8)，水泵(8)进水端固定连通进水管(9)，进水管(9)进水端延伸至水箱(7)内底面上端，水泵(8)出水端固定连通出水管(10)，出水管(10)出水端延伸至大棚本体(1)内部，出水管(10)端部成型加工有T型环(28)，T型环(28)外侧设置有T型环槽(29)，T型环槽(29)开设于丝杆(26)端部，T型环槽(29)内表面转动连接在T型环(28)外表面上，出水管(10)两侧固定连通有相互对称的可伸缩软管(27)，可伸缩软管(27)出水端与喷淋管(31)固定连通。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，其特征在于：所述搅拌组件还包括第一锥齿轮(12)，第一锥齿轮(12)固定安装在第一电机(11)输出轴上，第一锥齿轮(12)啮合连接第二锥齿轮(13)，第二锥齿轮(13)中部固定连接有搅拌轴(14)，搅拌轴(14)通过轴承转动连接在水箱(7)端部；所述定量组件还包括设置在水箱(7)内部的导向套筒(16)，导向套筒(16)通过支架固定连接在水箱(7)内侧壁上，导向套筒(16)内表面滑动连接有升降杆(18)，升降杆(18)下端固定连接有浮球(17)，升降杆(18)上端固定连接有顶板(19)。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，其特征在于：所述过滤组件还包括连接管(22)，连接管(22)两端螺纹连接有相互对称的螺纹接头(23)，螺纹接头(23)与第二螺纹管(21)进水端螺纹连接，另一个螺纹接头(23)与第一螺纹管(24)出水端螺纹连接，第二螺纹管(21)进水端与连接管(22)出水端之间放置有过滤网(25)，第一螺纹管(24)进水端连通外部的供水源头。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，其特征在于：所述大棚本体(1)端部设置有若干个均匀分布的刮板(36)，刮板(36)与种植单元一一对应，刮板(36)端部滑动连接在大棚本体(1)端部，刮板(36)的内侧面均匀铺设有海绵，刮板(36)一端外侧固定连接有齿条(35)，齿条(35)啮合连接齿轮(34)，齿轮(34)固定安装在第二电机(33)输出轴上。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，其特征在于：所述土壤湿度传感器(5)电性连接数据处理模块，数据处理模块电性连接控制模块，控制模块分别电性连接第一电机(11)和第二电机(33)。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，其特征在于：所述水箱(7)的端部成型加工有漏斗，漏斗内活动设置有密封塞。
9.根据权利要求1所述的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋系统，其特征在于：所述间歇输水组件还包括第一固定环(37)，第一固定环(37)成型加工于出水管(10)出水端一侧内壁，第一固定环(37)侧面固定连接有弹簧(38)，弹簧(38)另一端固定连接在圆形压板(39)侧面上，圆形压板(39)另一侧面对称设置有导柱(40)，导柱(40)滑动连接在第二固定环(41)上，第二固定环(41)成型加工于出水管(10)内壁上，弹簧(38)始终处于压缩状态，圆形压板(39)侧面固定连接有连接杆(42)，连接杆(42)端部固定连接在滑板(43)侧面中部，滑板(43)另一侧面滚动连接凸轮(44)，凸轮(44)固定安装在转轴(48)端部，转轴(48)另一端转动连接在出水管(10)内壁上，转轴(48)中部固定安装有第四锥齿轮(47)，第四锥齿轮(47)啮合连接第三锥齿轮(46)，第三锥齿轮(46)固定安装在固定轴(45)端部，固定轴(45)另一端固定连接在丝杆(26)端部上。
10.如权利要求1-9任一项的一种基于物联网的大棚蔬菜种植用喷淋方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：通过水箱(7)端部的漏斗向水箱(7)内注入一定量的固体肥料或者液体肥料，然后清水从供水源头进入到第一螺纹管(24)内，经过过滤网(25)的过滤，没有杂质的清水通过分水管(20)进入到水箱(7)内；
S2：水箱(7)内随着水位的升高带动浮球(17)向上移动，进而通过升降杆(18)带动顶板(19)向上移动，等到顶板(19)对分水管(20)出水端密封时，水位不在增加，对供水源头断电；
S3：当土壤湿度传感器(5)检测土壤水分含量低于设定值时，土壤湿度传感器(5)将数值反馈给数据处理模块，数据处理模块处理数据后将信号反馈给控制模块，控制模块启动第一电机(11)和第二电机(33)，第一电机(11)转动带动水泵(8)工作，水泵(8)将水箱(7)内的水肥通过出水管(10)输送到可伸缩软管(27)内，最终通过喷头(32)向外喷洒，对作物进行喷灌，第二电机(33)转动带动丝杆(26)转动，进而带动移动块(30)两侧的喷淋管(31)往复移动，实现边移动边喷洒，在第一电机(11)转动过程中带动第一锥齿轮(12)转动，通过第二锥齿轮(13)带动搅拌轴(14)上的搅拌叶(15)转动，对水箱(7)内的水肥进行充分搅拌，实现边喷灌边搅拌，防止喷灌时间过长，导致肥料从清水中析出，影响喷灌效果；
S4：在边移动边喷洒过程中，丝杆(26)转动通过固定轴(45)带动第三锥齿轮(46)转动，通过与第四锥齿轮(47)啮合带动凸轮(44)转动，从而通过连接杆(42)带动圆形压板(39)间歇往复直线运动，在水肥进入到出水管(10)内时，凸轮(44)凸起部与滑板(43)接触时，圆形压板(39)与第二固定环(41)分离且距离不断增加，水肥通过第二固定环(41)之间的孔进入到可伸缩软管(27)内，圆形压板(39)与第二固定环(41)接近且距离不断减少，水肥仍然可通过可伸缩软管(27)，该过程喷淋管(31)实现对种植单元内每一列蔬菜进行喷灌；当凸轮(44)圆形部与滑板(43)接触时，圆形压板(39)与第二固定环(41)呈挤压状态，水肥进不了可伸缩软管(27)内，该过程为喷淋管(31)行至两列蔬菜之间沟壑正上方，不需要喷灌，最终实现只对蔬菜进行喷灌，节约用水的目的；
S5：当土壤湿度传感器(5)检测土壤水分含量达到设定值时，第一电机(11)和第二电机(33)关闭。
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|---|---|---|---|---|
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| CN118318583A (zh) * | 2024-05-09 | 2024-07-12 | 烟台禾心科技有限公司 | 一种蔬菜种植用智能化喷水装置及其使用方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication | ||
| WW01 | Invention patent application withdrawn after publication |
Application publication date: 20221025 |