CN117629308A - 一种智能大棚的监测装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能大棚的监测装置，所述监测装置固定安装在大棚架上，其中包括巡检结构，升降结构，控制结构和用于固定支撑所述监测装置的支撑横梁，所述巡检结构用于所述监测装置对智能大棚内进行活动巡检；所述升降结构用于升降所述巡检结构的高度位置；所述控制结构通过电机控制调整所述巡检结构进行活动巡检的活动方向，以及控制所述升降结构进行升降操作。本发明采用倾斜滑轨设计配合触碰式轻弹簧开关，利用监测仪器及滑轮自身重力，在滑轨内部进行循环往复活动，实现监测过程零驱动的动态监测；另外本发明利用升降结构可对监测高度进行范围调节，同时可根据监测区域需求设计滑轨长度，进一步拓展了本发明的监测范围及灵活度。

Description

一种智能大棚的监测装置及方法

技术领域

本发明涉及智能大棚技术领域，具体的说，涉及一种智能大棚的监测装置及方法。

背景技术

随着人们对绿色食品的需求不断增加，智能大棚的发展前景非常广阔。未来，智能大棚技术将会越来越多地应用在农村农业地区，成为农业现代化的重要组成部分。同时，智能大棚技术也将会不断创新和发展；例如，可以将智能大棚与农业观光旅游相结合，增加农业观光旅游收益等。总之，智能大棚技术是未来农业发展的重要方向之一，它将会为农业现代化进程做出重要贡献。

智能大棚指的是将智能化控制系统应用到大棚种植上，制造出最适合棚内农作物生长的环境条件，其中采用温度、湿度、二氧化碳、光照度传感器等感知大棚的各项环境指标，并通过微机进行数据分析，由微机对棚内的水帘、风机、遮阳板等设施实施监控，从而改变大棚内部的生物生长环境。相对于传统人工对农作物进行干涉而言，智能大棚最大的好处就是能够相对恒定的控制大棚内部的环境，智能大棚的系统化控制能够避免因为人为因素而造成生产损失，同时极大的降低了劳动力成本，提高了生产效率。

在智能大棚技术方案中，智能大棚借助物联网，依靠环境监测装置系统对不同的农业生产环境及对象进行监测监管，构建集环境监控、精准调节于一体的智能大棚环境监测解决方案，通过传感设备检测环境的物理参数，对土壤、气象等生产环境状况进行实时动态监控，使之符合农业生产标准；智能大棚监测装置是智能大棚技术发展的要点之一。

授权公告号为CN113597944A的专利公开了一种智能化农业用大棚环境监测装置，该专利技术方案包括：滑轨，固定在大棚架上；滑块，滑动安装在所述滑轨上，滑块上安装有驱动机构，驱动机构与安装在滑轨上的弧形齿条适配；连接架，转动安装在所述滑块上；升降结构，连接所述连接架，升降结构远离连接架的一端固定有安装板，安装板固定可拆卸安装有配重块；固定环，固定在所述升降结构上，且固定环的外侧转动安装有转动环，转动环通过传动组件与所述升降结构连接，以在固定环移动时带动转动环做圆周运动；监测仪器，固定在所述转动环上；该专利技术方案以解决更换农作物，调整监测点的工作量大且繁琐的问题，该专利技术方案采用大棚架配合滑轨安装监测仪器，一定程度上解决了前述调整监测点的工作量大且繁琐的问题，然而基于大棚架的监测仪器的调节功能不够灵活，不够全面，可活动调节范围小，相对于面积较大的智能大棚难以满足需求，同时该发明技术方案缺少活动巡检功能，缺少对农作物全方位动态监测措施。

授权公告号为CN109197270B的专利公开了一种智能大棚监测控制系统及其方法，包括主控制器、后台监控中心；该专利技术方案采用传感器技术，通过后台监控中心对大棚内的土壤和空气环境进行自动控制，又通过主控制器自动控制滴灌系统和松土注液装置以及风机对土壤进行松土作用和注入营养液或清水以及对大棚内进行通风作用，大大提高了对种植在大棚内的植物的培育过程中的精确性；该专利技术方案又通过第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构、升降机构、松土注液杆组合结构设置形成的松土注液装置，既大大提高了松土注液装置工作过程中的精确性和定位功能，又大大提高了系统整体的工作平稳性和牢靠性；该专利技术方案针对智能大棚内部监测控制系统提出了一种具体的自动调节功能，包括根据光照、湿度、温度、水分等条件进行对应的监测及具体的调节方法，但是该专利技术方案针对监测功能的描述不详细，监测装置配置不够完善，监测数据的准确度难以保证，易导致整体的智能大棚监测控制系统工作误差较大。

鉴于此，我们提出了一种智能大棚的监测装置及方法，采用安装多种监测仪器的活动巡检装置结构，实现对智能大棚内部的动态全面监测。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容

为了解决上述背景技术中提出的问题，针对现有智能大棚的监测装置活动调节范围较小，缺乏大面积监测需求的灵活度，本发明提出了一种智能大棚的监测装置及方法，采用安装多种监测仪器的活动巡检装置结构，实现对智能大棚内部的动态全面监测。

为了实现上述目的，本发明提出了如下技术方案：

一种智能大棚的监测装置，固定安装在大棚架上，包括：

巡检结构，所述巡检结构用于所述监测装置对智能大棚内进行活动巡检；升降结构，所述升降结构转动安装在所述巡检结构的上端，所述升降结构用于升降所述巡检结构的高度位置，可根据智能大棚内部的监测需求，通过升降结构带动其下方的巡检结构进行高度调节；控制结构，所述控制结构固定安装在所述升降结构的侧部上方，所述控制结构通过电机控制调整所述巡检结构进行活动巡检的活动方向，以及控制所述升降结构进行升降操作；支撑横梁，所述升降结构的上方固定安装有支撑横梁，所述支撑横梁固定安装在所述大棚架上，所述控制结构固定安装在所述支撑横梁的一侧，所述支撑横梁用于对所述监测装置整体起到支撑固定的作用。

在本发明技术方案中，所述巡检结构包括滑轨和监测仪器，所述监测仪器的上方连接安装有滑轮，所述滑轮滑动安装在所述滑轨的内部，所述监测仪器通过所述滑轮在所述滑轨的内部滑动，所述滑轨方向为非水平方向，所述滑轨表现为一端高一端低，所述滑轮因重力作用由高处往低处滑动。

进一步的，所述滑轨的内部还安装有减速片，所述减速片安装在所述滑轮和所述滑轨之间，所述减速片用于减速所述滑轮在所述滑轨内部的滑动速度，防止滑动速度过快对所述滑轮或监测仪器造成损坏。

在本发明技术方案中，所述滑轨的中间处开设有安装孔，所述滑轨通过所述安装孔转动安装在所述升降结构的下方，所述滑轨的两端处固定安装有轻弹簧开关，所述轻弹簧开关用于控制所述滑轨在所述升降结构的下方进行垂直方向转动，以改变所述滑轨的垂直方向角度，从而使所述滑轨的高低端进行切换，所述滑轮随着所述滑轨的垂直方向角度改变带来的高低端改变而改变滑动方向。

在本发明技术方案中，所述升降结构包括第一连接柱和第二连接柱，所述第二连接柱的下方开设有安装槽，所述第一连接柱安装在所述安装槽的内部，所述第二连接柱的上端与所述支撑横梁的下端固定连接。

在本发明技术方案中，所述第一连接柱的下方开设有开口，所述开口内安装有固定转轴，所述固定转轴配合安装在所述安装孔内，使所述巡检结构与所述固定转轴之间转动连接，所述滑轨进行转动高低端切换时，所述安装孔相对于所述固定转轴进行转动，所述第二连接柱的上方也开设有开口。

在本发明技术方案中，所述第一连接柱的上端面开设有螺纹通孔，所述第二连接柱的内部安装有连接螺柱，所述连接螺柱通过所述螺纹通孔与所述第一连接柱连接，所述连接螺柱的上端外部套设有传动带，所述传动带带动所述连接螺柱进行旋转，不同的旋转方向可使所述连接螺柱带动所述第一连接柱进行上升或下降。

在本发明技术方案中，所述控制结构包括第一电机、第二电机和第三电机，所述第一电机和第二电机的输出端分别安装有转盘，所述转盘的内部绕有牵引钢索，所述第一电机和所述第二电机带动所述转盘转动，从而对所述牵引钢索进行收绕或放送；所述第三电机的输出端与所述传动带配合安装连接，所述第三电机带动所述传动带进行传动。

进一步的，所述第一电机和所述第二电机通过所述轻弹簧开关控制，所述第一电机和所述第二电机通过收绕或放送所述牵引钢索控制所述滑轨在所述升降结构的下方进行垂直方向转动，以改变所述滑轨的垂直方向角度，从而使所述滑轨的高低端进行切换，所述滑轮随着所述滑轨的垂直方向角度改变带来的高低端改变而改变滑动方向。

进一步的，所述控制结构还包括配电箱，所述配电箱固定安装在所述支撑横梁的侧面，所述第一电机、第二电机和第三电机安装在所述配电箱的内部，所述配电箱两端分别连接有电连接线，所述电连接线与所述轻弹簧开关连接。

进一步的，所述支撑横梁的下端面两侧分别固定安装有传动轮，所述牵引钢索的两端分别绕过所述传动轮与所述滑轨的两端固定连接。

在本发明技术方案中，所述监测装置进行动态监测时，所述监测仪器通过所述滑轮在所述滑轨的内部滑动，所述滑轨为非水平方向，所述滑轮带着监测仪器由所述滑轨的高端往低端滑动，当所述滑轮及监测仪器滑动至所述滑轨的低端时，触碰到所述滑轨两端的轻弹簧开关，所述第一电机或所述第二电机在所述轻弹簧开关的控制下对所述牵引钢索进行收绕或放送，对所述滑轨的高低端进行切换，所述滑轮及监测仪器重新由所述滑轨的高端向低端滑动，所述滑轨贯穿智能大棚的监测区域，从而实现全面动态循环监测。

本发明技术方案还提供一种基于本发明一种智能大棚的监测装置的监测方法，包括如下步骤：

S1、调整监测高度：根据智能大棚内部的监测需求，控制启动所述第三电机进行正反转，所述第三电机通过所述传动带带动所述连接螺柱进行旋转，不同的旋转方向可使所述连接螺柱带动所述第一连接柱进行上升或下降，根据需求进行高度调节；

S2、安装监测仪器：根据智能大棚内部的监测需求，选择安装一种或多种监测仪器，包括温湿度监测仪器、二氧化碳监测仪器、光照监测仪器、虫害监测仪器以及土壤干涸度监测仪器。

S3、进行活动巡检：所述监测仪器通过所述滑轮在所述滑轨的内部滑动，调整所述减速片厚度及范围控制滑动速度。

与现有技术相比，本发明有如下有益效果：

本发明一种智能大棚的监测装置及方法，采用倾斜滑轨设计配合触碰式轻弹簧开关，利用监测仪器及滑轮自身重力，在滑轨内部进行循环往复活动，实现监测过程零驱动的动态监测；另外本发明利用升降结构可对监测高度进行范围调节，同时可根据监测区域需求设计滑轨长度，进一步拓展了本发明一种智能大棚的监测装置的监测范围及灵活度。

附图说明

图1为本发明一种智能大棚的监测装置安装结构示意图；

图2为本发明一种智能大棚的监测装置结构示意图；

图3为本发明一种智能大棚的监测装置的巡检结构结构示意图；

图4为本发明一种智能大棚的监测装置的升降结构结构示意图；

图5为本发明一种智能大棚的监测装置的升降结构安装示意图；

图6为本发明一种智能大棚的监测装置的控制结构结构示意图；

图7为本发明一种智能大棚的监测装置的控制结构安装示意图；

图8为本发明一种智能大棚的监测装置巡检过程示意图一；

图9为本发明一种智能大棚的监测装置巡检过程示意图二；

图中：1、巡检结构；11、滑轨；110、减速片；111、安装孔；112、轻弹簧开关；12、监测仪器；120、滑轮；2、升降结构；21、第一连接柱；210、固定转轴；211、螺纹通孔；22、第二连接柱；220、安装槽；221、连接螺柱；222、传动带；3、控制结构；31、第一电机；32、第二电机；33、第三电机；34、转盘；35、牵引钢索；36、配电箱；360、电连接线；4、支撑横梁；41、传动轮。

具体实施方式

为使得本发明的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。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它实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

针对现有智能大棚的监测装置活动调节范围较小，缺乏大面积监测需求的灵活度的问题，本发明实施例提出了一种智能大棚的监测装置及方法，采用倾斜滑轨设计配合触碰式轻弹簧开关，利用监测仪器及滑轮自身重力，在滑轨内部进行循环往复活动，实现监测过程零驱动的动态监测；另外本发明实施例利用升降结构可对监测高度进行范围调节，同时可根据监测区域需求设计滑轨长度，进一步拓展了监测范围及灵活度。

其中，本发明实施例包括如下技术方案：

如图1和图2所示，本发明实施例提供一种智能大棚的监测装置，固定安装在大棚架上，包括：巡检结构1，巡检结构1用于监测装置对智能大棚内进行活动巡检；升降结构2，升降结构2转动安装在巡检结构1的上端，升降结构2用于升降巡检结构1的高度位置，可根据智能大棚内部的监测需求，通过升降结构2带动其下方的巡检结构1进行高度调节；控制结构3，控制结构3固定安装在升降结构2的侧部上方，控制结构3通过电机控制调整巡检结构1进行活动巡检的活动方向，以及控制升降结构2进行升降操作；支撑横梁4，升降结构2的上方固定安装有支撑横梁4，支撑横梁4固定安装在大棚架上，控制结构3固定安装在支撑横梁4的一侧，支撑横梁4用于对监测装置整体起到支撑固定的作用。

在本发明实施例中，如图3所示，巡检结构1包括滑轨11和监测仪器12，监测仪器12的上方连接安装有滑轮120，滑轮120滑动安装在滑轨11的内部，监测仪器12通过滑轮120在滑轨11的内部滑动；滑轨11方向为非水平方向，滑轨11表现为一端高一端低，滑轮120因重力作用由高处往低处滑动。

其中，滑轨11的内部还安装有减速片110，减速片110安装在滑轮120和滑轨11之间，减速片110用于减速滑轮120在滑轨11内部的滑动速度，防止滑动速度过快对滑轮120或监测仪器12造成损坏。

其中，滑轨11的中间处开设有安装孔111，滑轨11通过安装孔111转动安装在升降结构2的下方，滑轨11的两端处固定安装有轻弹簧开关112，轻弹簧开关112用于控制滑轨11在升降结构2的下方进行垂直方向转动，以改变滑轨11的垂直方向角度，滑轮120随着滑轨11的垂直方向角度的改变而改变滑动方向。

在本发明实施例中，如图4所示，升降结构2包括第一连接柱21和第二连接柱22，第二连接柱22的下方开设有安装槽220，第一连接柱21安装在安装槽220的内部，第二连接柱22的上端与支撑横梁4的下端固定连接。

其中，如图4和图5所示，第一连接柱21的下方开设有开口，开口内安装有固定转轴210，固定转轴210配合安装在安装孔111内，使巡检结构1与固定转轴210之间转动连接，第二连接柱22的上方也开设有开口；第一连接柱21的上端面开设有螺纹通孔210，第二连接柱22的内部安装有连接螺柱221，连接螺柱221通过螺纹通孔210与第一连接柱21连接，连接螺柱221的上端外部套设有传动带222，传动带222带动连接螺柱221进行旋转，不同的旋转方向可使连接螺柱221带动第一连接柱21进行上升或下降。

在本发明实施例中，如图6和图7所示，控制结构3包括第一电机31、第二电机32和第三电机33，第一电机31和第二电机32的输出端分别安装有转盘34，转盘34的内部绕有牵引钢索35，第一电机31和第二电机32带动转盘34转动，从而对牵引钢索35进行收绕或放送，第一电机31和第二电机32通过轻弹簧开关112控制；第三电机33的输出端与传动带222配合安装连接，第三电机33带动传动带222进行传动。

具体的，第一电机31和第二电机32通过轻弹簧开关112控制，第一电机31和第二电机32通过收绕或放送牵引钢索35控制滑轨11在升降结构2的下方进行垂直方向转动，以改变滑轨11的垂直方向角度，从而使滑轨11的高低端进行切换，滑轮120随着滑轨11的垂直方向角度改变带来的高低端改变而改变滑动方向。

其中，控制结构3还包括配电箱36，配电箱36固定安装在支撑横梁4的侧面，第一电机31、第二电机32和第三电机33安装在配电箱36的内部，配电箱36两端分别连接有电连接线360，电连接线360与轻弹簧开关112连接。

具体的，支撑横梁4的下端面两侧分别固定安装有传动轮41，牵引钢索35的两端分别绕过传动轮41与滑轨11的两端固定连接。

本发明实施例还提供一种智能大棚的监测方法，包括如下步骤：

S1、调整监测高度：根据智能大棚内部的监测需求，控制启动第三电机33进行正反转，第三电机33通过传动带222带动连接螺柱221进行旋转，不同的旋转方向可使连接螺柱221带动第一连接柱21进行上升或下降，根据需求进行高度调节；

S2、安装监测仪器：根据智能大棚内部的监测需求，选择安装一种或多种监测用仪器，包括温湿度监测仪器、二氧化碳监测仪器、光照监测仪器、虫害监测仪器以及土壤干涸度监测仪器。

S3、进行活动巡检：监测仪器12通过滑轮120在滑轨11的内部滑动，调整减速片110厚度及范围控制滑动速度。

在本发明实施例技术方案中，监测装置进行动态监测时，监测仪器12通过滑轮120在滑轨11的内部滑动，滑轨11为非水平方向，滑轮120带着监测仪器12由滑轨11的高端往低端滑动，如图8所示，当滑轮120及监测仪器12滑动至滑轨11的低端时，触碰到滑轨11两端的轻弹簧开关112，第一电机31或第二电机32在轻弹簧开关112的控制下对牵引钢索35进行收绕或放送，实现对滑轨11的高低端进行切换，切换后滑轮120及监测仪器12重新由滑轨11的高端向低端滑动，如图9所示，其中滑轨11贯穿智能大棚的监测区域，从而实现全面动态循环监测。

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 (9)

1.一种智能大棚的监测装置，固定安装在大棚架上，其特征在于，包括：

巡检结构（1），所述巡检结构（1）用于所述监测装置对智能大棚内进行活动巡检；

升降结构（2），所述升降结构（2）转动安装在所述巡检结构（1）的上端，所述升降结构（2）用于升降所述巡检结构（1）的高度位置；

控制结构（3），所述控制结构（3）固定安装在所述升降结构（2）的侧部上方，所述控制结构（3）通过电机控制调整所述巡检结构（1）进行活动巡检的活动方向，以及控制所述升降结构（2）进行升降操作；

支撑横梁（4），所述升降结构（2）的上方固定安装有支撑横梁（4），所述支撑横梁（4）固定安装在所述大棚架上，所述控制结构（3）固定安装在所述支撑横梁（4）的一侧。

2.根据权利要求1所述的一种智能大棚的监测装置，其特征在于，所述巡检结构（1）包括滑轨（11）和监测仪器（12），所述监测仪器（12）的上方连接安装有滑轮（120），所述滑轮（120）滑动安装在所述滑轨（11）的内部，所述监测仪器（12）通过所述滑轮（120）在所述滑轨（11）的内部滑动；所述滑轨（11）的内部还安装有减速片（110），所述减速片（110）安装在所述滑轮（120）和所述滑轨（11）之间，所述减速片（110）用于减速所述滑轮（120）在所述滑轨（11）内部的滑动速度。

3.根据权利要求2所述的一种智能大棚的监测装置，其特征在于，所述滑轨（11）的中间处开设有安装孔（111），所述滑轨（11）通过所述安装孔（111）转动安装在所述升降结构（2）的下方，所述滑轨（11）的两端处固定安装有轻弹簧开关（112），所述轻弹簧开关（112）用于控制所述滑轨（11）在所述升降结构（2）的下方进行垂直方向转动，以改变所述滑轨（11）的垂直方向角度，所述滑轮（120）随着所述滑轨（11）的垂直方向角度的改变而改变滑动方向。

4.根据权利要求1所述的一种智能大棚的监测装置，其特征在于，所述升降结构（2）包括第一连接柱（21）和第二连接柱（22），所述第二连接柱（22）的下方开设有安装槽（220），所述第一连接柱（21）安装在所述安装槽（220）的内部，所述第二连接柱（22）的上端与所述支撑横梁（4）的下端固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种智能大棚的监测装置，其特征在于，所述第一连接柱（21）的下方开设有开口，所述开口内安装有固定转轴（210），所述固定转轴（210）配合安装在所述安装孔（111）内，使所述巡检结构（1）与所述固定转轴（210）之间转动连接，所述第二连接柱（22）的上方也开设有开口；所述第一连接柱（21）上开设有螺纹通孔（211），所述第二连接柱（22）的内部安装有连接螺柱（221），所述连接螺柱（221）通过所述螺纹通孔（211）与所述第一连接柱（21）连接，所述连接螺柱（221）的上端外部套设有传动带（222），所述传动带（222）带动所述连接螺柱（221）进行旋转。

6.根据权利要求1所述的一种智能大棚的监测装置，其特征在于，所述控制结构（3）包括第一电机（31）、第二电机（32）和第三电机（33），所述第一电机（31）和第二电机（32）的输出端分别安装有转盘（34），所述转盘（34）的内部绕有牵引钢索（35），所述第一电机（31）和所述第二电机（32）带动所述转盘（34）转动，从而对所述牵引钢索（35）进行收绕或放送，所述第一电机（31）和所述第二电机（32）通过所述轻弹簧开关（112）控制；所述第三电机（33）的输出端与所述传动带（222）配合安装连接，所述第三电机（33）带动所述传动带（222）进行传动。

7.根据权利要求6所述的一种智能大棚的监测装置，其特征在于，所述控制结构（3）还包括配电箱（36），所述配电箱（36）固定安装在所述支撑横梁（4）的侧面，所述第一电机（31）、第二电机（32）和第三电机（33）安装在所述配电箱（36）的内部，所述配电箱（36）两端分别连接有电连接线（360），所述电连接线（360）与所述轻弹簧开关（112）连接。

8.根据权利要求1所述的一种智能大棚的监测装置，其特征在于，所述支撑横梁（4）的下端面两侧分别固定安装有传动轮（41），所述牵引钢索（35）的两端分别绕过所述传动轮（41）与所述滑轨（11）的两端固定连接。

9.一种智能大棚的监测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、调整监测高度：根据智能大棚内部的监测需求，控制启动所述第三电机（33）进行正反转，所述第三电机（33）通过所述传动带（222）带动所述连接螺柱（221）进行旋转，不同的旋转方向可使所述连接螺柱（221）带动所述第一连接柱（21）进行上升或下降，根据需求进行高度调节；

S2、安装监测仪器：根据智能大棚内部的监测需求，选择安装一种或多种监测用仪器设备，包括温湿度监测仪器、二氧化碳监测仪器、光照监测仪器、虫害监测仪器以及土壤干涸度监测仪器；

S3、进行活动巡检：所述监测仪器（12）通过所述滑轮（120）在所述滑轨（11）的内部滑动，调整所述减速片（110）厚度及范围控制滑动速度。