CN206481396U - 一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种监控培育装置，尤其涉及一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置。本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以及时施肥、操作简便、全方位监控的农业物联网用植物生长全方位监控培育装置。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，包括有箱体、移动块、第一连接杆、第一滑块、培养槽体、第一滑轨、摄像头、第二连接杆、第三连接杆、支杆等；箱体内底部右侧设有第一滑轨，第一滑轨上设有第一滑块。本实用新型达到了可以及时施肥、操作简便、全方位监控的效果，当使用本装置进行监控施肥时，操作简单，功耗低，可以快速监控，减少操作时间。

Description

一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置

技术领域

本实用新型涉及一种监控培育装置，尤其涉及一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置。

背景技术

农业是利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业。农业属于第一产业，研究农业的科学是农学。农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身。农业提供支撑国民经济建设与发展的基础产品。

物联网是新一代信息技术的重要组成部分，也是“信息化”时代的重要发展阶段。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算等通信感知技术，广泛应用于网络的融合中，也因此被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮。物联网是互联网的应用拓展，与其说物联网是网络，不如说物联网是业务和应用。

植物是生命的主要形态之一。绿色植物大部分的能源是经由光合作用从太阳光中得到的，温度、湿度、光线是植物生存的基本需求。植物共有六大器官：根、茎、叶、花、果实、种子。

生长：生物体由小到大的过程即生长。多细胞生物体的生长，要从细胞分裂和细胞生长两方面来考虑。是指细胞繁殖、增大和细胞间质增加，表现为组织、器官、身体各部以至全身的大小、长短和重量的增加以及身体成分的变化，为量的改变。单细胞生物的增殖也具有同样的关系。

培育，指培养幼小生物或植物，使其发育成长。

现有植物生长全方位监控培育装置存在不能及时施肥、操作复杂、监控不到位的缺点，因此亟需研发一种可以及时施肥、操作简便、全方位监控的农业物联网用植物生长全方位监控培育装置。

实用新型内容

(1)要解决的技术问题

本实用新型为了克服现有植物生长全方位监控培育装置不能及时施肥、操作复杂、监控不到位的缺点，本实用新型要解决的技术问题是提供一种可以及时施肥、操作简便、全方位监控的农业物联网用植物生长全方位监控培育装置。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了这样一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，包括有箱体、移动块、第一连接杆、第一滑块、培养槽体、第一滑轨、摄像头、第二连接杆、第三连接杆、支杆、第一电机、转杆、水箱、喷头、电控阀、搅拌叶片、搅拌杆、齿轮、第二电机、第二滑块、第二滑轨、齿条和滑轴，箱体内底部右侧设有第一滑轨，第一滑轨上设有第一滑块，第一滑块顶部设有培养槽体，第一滑块左侧设有第一连接杆，箱体内左侧设有第二电机和第二滑轨，第二电机位于第二滑轨上方，第二电机右侧连接有搅拌杆，搅拌杆上设有齿轮和搅拌叶片，齿轮位于搅拌叶片左方，第二滑轨上设有第二滑块，第二滑块右侧设有齿条，齿条与齿轮啮合，齿条底部设有移动块，移动块上开有通孔，通孔内设有滑轴，滑轴与通孔配合，滑轴与第一连接杆左端连接，箱体内顶部右侧设有水箱，搅拌叶片位于水箱内，水箱外右侧底部设有支杆，支杆前侧设有第一电机，第一电机前侧连接有转杆，转杆左端转动式连接有第三连接杆，第三连接杆下端转动式连接有摄像头，摄像头上转动式连接有第二连接杆，第二连接杆上端与水箱转动式连接，水箱底部设有喷头，喷头位于摄像头左方，喷头上设有电控阀。

优选地，还包括有湿度传感器和控制器，培养槽体内设有湿度传感器，箱体内底部设有控制器，控制器位于第一滑轨左方，湿度传感器和电控阀都与控制器连接。

优选地，还包括有光线传感器，箱体外顶部右侧设有光线传感器，光线传感器和第二电机都与控制器连接。

优选地，还包括有加强筋，水箱左侧与箱体内左侧之间连接有加强筋。

优选地，箱体的俯视图为正方形，且箱体呈水平放置。

优选地，第一滑轨呈水平放置，第一滑轨和第一滑块之间的夹角为90°。

优选地，水箱为圆柱体。

工作原理：当需要对植物进行生长全方位监控培育时，打开摄像头，摄像头可以对植物进行录像，实现对植物生长监控，当阳光正好的天气，启动第二电机顺转，带动搅拌杆顺转，使齿轮顺转，带动齿条向上移动，使移动块向上移动，通孔和滑轴配合，通过滑轴带动第一连接杆向右移动，使第一滑块向右移动，带动培养槽体向右移动，当植物向右移动至合适位置可以晒太阳时，关闭第二电机，可以让植物晒太阳进行光合作用，有利于植物的生长，同时启动第一电机顺转，通过转杆带动第三连接杆摆动，使摄像头向右上摆动一定角度后，关闭第一电机，可以对植物进行全方位的监控，当光照太强烈时，启动第二电机逆转，通过搅拌杆带动齿轮逆转，带动齿条向下移动，使移动块向下移动，通孔和滑轴配合，通过滑轴带动第一连接杆向左移动，使第一滑块向左移动至复位，关闭第二电机，同时启动第一电机逆转，通过转杆带动第三连接杆摆动，使摄像头向左下摆动一定角度至复位后，关闭第一电机，当需要进行浇水或施肥时，如果需要施肥，将肥料倒入水箱内，启动第二电机交替顺转和逆转，通过搅拌杆带动搅拌叶片交替顺转和逆转，搅拌叶片可以使肥料与水进行充分混合，打开电控阀，水通过喷头喷出，可以对植物进行浇水或施肥，同时搅拌杆带动齿轮交替顺转和逆转，使齿条交替向上移动和向下移动，使移动块交替向上移动和向下移动，通孔和滑轴配合，通过滑轴带动第一连接杆交替向右移动和向左移动，通过第一滑块带动培养槽体交替向右移动和向左移动，可以使植物交替向右移动和向左移动受到全方位的浇水或施肥，当浇水或施肥完毕后，关闭电控阀，待搅拌叶片旋转至复位后，关闭第二电机。

因为还包括有湿度传感器和控制器，培养槽体内设有湿度传感器，箱体内底部设有控制器，控制器位于第一滑轨左方，湿度传感器和电控阀都与控制器连接，当湿度传感器感应到培养槽体内的湿度低于某一值时，反馈信号至控制器，控制器控制电控阀打开，水通过喷头喷出，可以对植物进行浇水，当湿度传感器感应到培养槽体内的湿度高于某一值时，关闭电控阀。

因为还包括有光线传感器，箱体外顶部右侧设有光线传感器，光线传感器和第二电机都与控制器连接，光线传感器感应到天气温和晴朗的时候，反馈信号至控制器，控制器控制第二电机顺转，带动搅拌杆顺转，使齿轮顺转，带动齿条向上移动，使移动块向上移动，通孔和滑轴配合，通过滑轴带动第一连接杆向右移动，使第一滑块向右移动，带动培养槽体向右移动，当植物向右移动至合适位置可以晒太阳时，关闭第二电机，可以让植物晒太阳进行光合作用，有利于植物的生长，光线传感器感应到太阳比较烈时，反馈信号至控制器，控制器控制第二电机逆转，通过搅拌杆带动齿轮逆转，带动齿条向下移动，使移动块向下移动，通孔和滑轴配合，通过滑轴带动第一连接杆向左移动，使第一滑块向左移动至复位，关闭第二电机。

因为还包括有加强筋，水箱左侧与箱体内左侧之间连接有加强筋，当本装置对植物进行浇水或施肥时，加强筋可以起到固定作用，有利于对植物浇水或施肥。

因为箱体的俯视图为正方形，且箱体呈水平放置，可以使装置更加稳定，当在进行全方位监控培育时，可以运行的更平稳，有利于植物的生长以及实验的进行。

因为第一滑轨呈水平放置，第一滑轨和第一滑块之间的夹角为90°，可以使装置更加稳定，可以使第一滑块更好的左右移动。

因为水箱为圆柱体，使水箱的体积达到最大，可以储存更多的水，有利于植物生长。

控制器选择厦门海为科技有限公司生产的海为S32S0T型PLC控制器，主机外部24VDC供电，16路输入，16路输出。

SunYuan SY LED6数显表用插头连线接入变送器测量电路中，该表的功能是将0-5V、0-10V、1-5V、0-±200mV、0-20mA、4-20mA等变送信号按设定的范围，线性地、对应地以十进制数字量显示出来。通过各种相关传感器将温度、压力、流量、液位等物理量转化为标准电压电流信号以后，再接入该数显表，将温度、压力、流量、液位等物理量实时显示出来，方便用户进行监测控制。同时，数显表具备报警功能，带两路隔离式开关量输出，通过预先设定好相关的数值，如：高于某一数值或者低于某一数值，可以实现显示、控制与报警。

湿度传感器连接型号为SY LED6的第一数显表，设置其两个开关量输出，第一个为低于某一湿度值，第二个为高于某一湿度值。光线传感器连接型号为SYLED6的第二数显表，设置其两个开关量输出，第一个为高于某一光线值，第二个为低于某一光线值。

输入输出端口的定义为：X0为启动开关，X1为停止开关，X2为急停开关，X3为连接湿度传感器的第一数显表第一开关量，X4为连接湿度传感器的第一数显表第二开关量，X5为连接光线传感器的第二数显表第一开关量，X6为连接光线传感器的第二数显表第二开关量；Y0为用于电控阀打开的接触器KM0，Y1为用于电控阀打开的接触器KM1，Y2为用于第二电机顺转的接触器KM2，Y3为用于第二电机逆转的接触器KM3。根据图5所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，即可通过梯形图编程语言，直观地编写出PLC控制器按上述工作原理控制各部件进行动作的PLC程序，实现本装置运行的智能化，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。

(3)有益效果

本实用新型达到了可以及时施肥、操作简便、全方位监控的效果，当使用本装置进行监控施肥时，操作简单，功耗低，可以快速监控，减少操作时间，同时可以及时进行施肥，有利于植物生长。

附图说明

图1是本实用新型的第一种主视结构示意图。

图2是本实用新型的第二种主视结构示意图。

图3是本实用新型的第三种主视结构示意图。

图4是本实用新型的第四种主视结构示意图。

图5是本实用新型的电气控制原理图。

附图中的标记为：1-箱体，2-移动块，3-通孔，4-第一连接杆，5-第一滑块，6-培养槽体，7-第一滑轨，8-摄像头，9-第二连接杆，10-第三连接杆，11-支杆，12-第一电机，13-转杆，14-水箱，15-喷头，16-电控阀，17-搅拌叶片，18-搅拌杆，19-齿轮，20-第二电机，21-第二滑块，22-第二滑轨，23-齿条，24-滑轴，25-湿度传感器，26-控制器，27-光线传感器，28-加强筋。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的说明。

实施例1

一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，如图1-5所示，包括有箱体1、移动块2、第一连接杆4、第一滑块5、培养槽体6、第一滑轨7、摄像头8、第二连接杆9、第三连接杆10、支杆11、第一电机12、转杆13、水箱14、喷头15、电控阀16、搅拌叶片17、搅拌杆18、齿轮19、第二电机20、第二滑块21、第二滑轨22、齿条23和滑轴24，箱体1内底部右侧设有第一滑轨7，第一滑轨7上设有第一滑块5，第一滑块5顶部设有培养槽体6，第一滑块5左侧设有第一连接杆4，箱体1内左侧设有第二电机20和第二滑轨22，第二电机20位于第二滑轨22上方，第二电机20右侧连接有搅拌杆18，搅拌杆18上设有齿轮19和搅拌叶片17，齿轮19位于搅拌叶片17左方，第二滑轨22上设有第二滑块21，第二滑块21右侧设有齿条23，齿条23与齿轮19啮合，齿条23底部设有移动块2，移动块2上开有通孔3，通孔3内设有滑轴24，滑轴24与通孔3配合，滑轴24与第一连接杆4左端连接，箱体1内顶部右侧设有水箱14，搅拌叶片17位于水箱14内，水箱14外右侧底部设有支杆11，支杆11前侧设有第一电机12，第一电机12前侧连接有转杆13，转杆13左端转动式连接有第三连接杆10，第三连接杆10下端转动式连接有摄像头8，摄像头8上转动式连接有第二连接杆9，第二连接杆9上端与水箱14转动式连接，水箱14底部设有喷头15，喷头15位于摄像头8左方，喷头15上设有电控阀16。

还包括有湿度传感器25和控制器26，培养槽体6内设有湿度传感器25，箱体1内底部设有控制器26，控制器26位于第一滑轨7左方，湿度传感器25和电控阀16都与控制器26连接。

还包括有光线传感器27，箱体1外顶部右侧设有光线传感器27，光线传感器27和第二电机20都与控制器26连接。

还包括有加强筋28，水箱14左侧与箱体1内左侧之间连接有加强筋28。

箱体1的俯视图为正方形，且箱体1呈水平放置。

第一滑轨7呈水平放置，第一滑轨7和第一滑块5之间的夹角为90°。

水箱14为圆柱体。

工作原理：当需要对植物进行生长全方位监控培育时，打开摄像头8，摄像头8可以对植物进行录像，实现对植物生长监控，当阳光正好的天气，启动第二电机20顺转，带动搅拌杆18顺转，使齿轮19顺转，带动齿条23向上移动，使移动块2向上移动，通孔3和滑轴24配合，通过滑轴24带动第一连接杆4向右移动，使第一滑块5向右移动，带动培养槽体6向右移动，当植物向右移动至合适位置可以晒太阳时，关闭第二电机20，可以让植物晒太阳进行光合作用，有利于植物的生长，同时启动第一电机12顺转，通过转杆13带动第三连接杆10摆动，使摄像头8向右上摆动一定角度后，关闭第一电机12，可以对植物进行全方位的监控，当光照太强烈时，启动第二电机20逆转，通过搅拌杆18带动齿轮19逆转，带动齿条23向下移动，使移动块2向下移动，通孔3和滑轴24配合，通过滑轴24带动第一连接杆4向左移动，使第一滑块5向左移动至复位，关闭第二电机20，同时启动第一电机12逆转，通过转杆13带动第三连接杆10摆动，使摄像头8向左下摆动一定角度至复位后，关闭第一电机12，当需要进行浇水或施肥时，如果需要施肥，将肥料倒入水箱14内，启动第二电机20交替顺转和逆转，通过搅拌杆18带动搅拌叶片17交替顺转和逆转，搅拌叶片17可以使肥料与水进行充分混合，打开电控阀16，水通过喷头15喷出，可以对植物进行浇水或施肥，同时搅拌杆18带动齿轮19交替顺转和逆转，使齿条23交替向上移动和向下移动，使移动块2交替向上移动和向下移动，通孔3和滑轴24配合，通过滑轴24带动第一连接杆4交替向右移动和向左移动，通过第一滑块5带动培养槽体6交替向右移动和向左移动，可以使植物交替向右移动和向左移动受到全方位的浇水或施肥，当浇水或施肥完毕后，关闭电控阀16，待搅拌叶片17旋转至复位后，关闭第二电机20。

因为还包括有湿度传感器25和控制器26，培养槽体6内设有湿度传感器25，箱体1内底部设有控制器26，控制器26位于第一滑轨7左方，湿度传感器25和电控阀16都与控制器26连接，当湿度传感器25感应到培养槽体6内的湿度低于某一值时，反馈信号至控制器26，控制器26控制电控阀16打开，水通过喷头15喷出，可以对植物进行浇水，当湿度传感器25感应到培养槽体6内的湿度高于某一值时，关闭电控阀16。

因为还包括有光线传感器27，箱体1外顶部右侧设有光线传感器27，光线传感器27和第二电机20都与控制器26连接，光线传感器27感应到天气温和晴朗的时候，反馈信号至控制器26，控制器26控制第二电机20顺转，带动搅拌杆18顺转，使齿轮19顺转，带动齿条23向上移动，使移动块2向上移动，通孔3和滑轴24配合，通过滑轴24带动第一连接杆4向右移动，使第一滑块5向右移动，带动培养槽体6向右移动，当植物向右移动至合适位置可以晒太阳时，关闭第二电机20，可以让植物晒太阳进行光合作用，有利于植物的生长，光线传感器27感应到太阳比较烈时，反馈信号至控制器26，控制器26控制第二电机20逆转，通过搅拌杆18带动齿轮19逆转，带动齿条23向下移动，使移动块2向下移动，通孔3和滑轴24配合，通过滑轴24带动第一连接杆4向左移动，使第一滑块5向左移动至复位，关闭第二电机20。

因为还包括有加强筋28，水箱14左侧与箱体1内左侧之间连接有加强筋28，当本装置对植物进行浇水或施肥时，加强筋28可以起到固定作用，有利于对植物浇水或施肥。

因为箱体1的俯视图为正方形，且箱体1呈水平放置，可以使装置更加稳定，当在进行全方位监控培育时，可以运行的更平稳，有利于植物的生长以及实验的进行。

因为第一滑轨7呈水平放置，第一滑轨7和第一滑块5之间的夹角为90°，可以使装置更加稳定，可以使第一滑块5更好的左右移动。

因为水箱14为圆柱体，使水箱14的体积达到最大，可以储存更多的水，有利于植物生长。

控制器26选择厦门海为科技有限公司生产的海为S32S0T型PLC控制器26，主机外部24VDC供电，16路输入，16路输出。

SunYuan SY LED6数显表用插头连线接入变送器测量电路中，该表的功能是将0-5V、0-10V、1-5V、0-±200mV、0-20mA、4-20mA等变送信号按设定的范围，线性地、对应地以十进制数字量显示出来。通过各种相关传感器将温度、压力、流量、液位等物理量转化为标准电压电流信号以后，再接入该数显表，将温度、压力、流量、液位等物理量实时显示出来，方便用户进行监测控制。同时，数显表具备报警功能，带两路隔离式开关量输出，通过预先设定好相关的数值，如：高于某一数值或者低于某一数值，可以实现显示、控制与报警。

湿度传感器25连接型号为SY LED6的第一数显表，设置其两个开关量输出，第一个为低于某一湿度值，第二个为高于某一湿度值。光线传感器27连接型号为SY LED6的第二数显表，设置其两个开关量输出，第一个为高于某一光线值，第二个为低于某一光线值。

输入输出端口的定义为：X0为启动开关，X1为停止开关，X2为急停开关，X3为连接湿度传感器25的第一数显表第一开关量，X4为连接湿度传感器25的第一数显表第二开关量，X5为连接光线传感器27的第二数显表第一开关量，X6为连接光线传感器27的第二数显表第二开关量；Y0为用于电控阀16打开的接触器KM0，Y1为用于电控阀16打开的接触器KM1，Y2为用于第二电机20顺转的接触器KM2，Y3为用于第二电机20逆转的接触器KM3。根据图5所示的电气控制原理图，所属领域的技术人员不需要创造性的劳动，即可通过梯形图编程语言，直观地编写出PLC控制器26按上述工作原理控制各部件进行动作的PLC程序，实现本装置运行的智能化，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形、改进及替代，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，其特征在于，包括有箱体(1)、移动块(2)、第一连接杆(4)、第一滑块(5)、培养槽体(6)、第一滑轨(7)、摄像头(8)、第二连接杆(9)、第三连接杆(10)、支杆(11)、第一电机(12)、转杆(13)、水箱(14)、喷头(15)、电控阀(16)、搅拌叶片(17)、搅拌杆(18)、齿轮(19)、第二电机(20)、第二滑块(21)、第二滑轨(22)、齿条(23)和滑轴(24)，箱体(1)内底部右侧设有第一滑轨(7)，第一滑轨(7)上设有第一滑块(5)，第一滑块(5)顶部设有培养槽体(6)，第一滑块(5)左侧设有第一连接杆(4)，箱体(1)内左侧设有第二电机(20)和第二滑轨(22)，第二电机(20)位于第二滑轨(22)上方，第二电机(20)右侧连接有搅拌杆(18)，搅拌杆(18)上设有齿轮(19)和搅拌叶片(17)，齿轮(19)位于搅拌叶片(17)左方，第二滑轨(22)上设有第二滑块(21)，第二滑块(21)右侧设有齿条(23)，齿条(23)与齿轮(19)啮合，齿条(23)底部设有移动块(2)，移动块(2)上开有通孔(3)，通孔(3)内设有滑轴(24)，滑轴(24)与通孔(3)配合，滑轴(24)与第一连接杆(4)左端连接，箱体(1)内顶部右侧设有水箱(14)，搅拌叶片(17)位于水箱(14)内，水箱(14)外右侧底部设有支杆(11)，支杆(11)前侧设有第一电机(12)，第一电机(12)前侧连接有转杆(13)，转杆(13)左端转动式连接有第三连接杆(10)，第三连接杆(10)下端转动式连接有摄像头(8)，摄像头(8)上转动式连接有第二连接杆(9)，第二连接杆(9)上端与水箱(14)转动式连接，水箱(14)底部设有喷头(15)，喷头(15)位于摄像头(8)左方，喷头(15)上设有电控阀(16)。

2.根据权利要求1所述的一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，其特征在于，还包括有湿度传感器(25)和控制器(26)，培养槽体(6)内设有湿度传感器(25)，箱体(1)内底部设有控制器(26)，控制器(26)位于第一滑轨(7)左方，湿度传感器(25)和电控阀(16)都与控制器(26)连接。

3.根据权利要求2所述的一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，其特征在于，还包括有光线传感器(27)，箱体(1)外顶部右侧设有光线传感器(27)，光线传感器(27)和第二电机(20)都与控制器(26)连接。

4.根据权利要求1所述的一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，其特征在于，还包括有加强筋(28)，水箱(14)左侧与箱体(1)内左侧之间连接有加强筋(28)。

5.根据权利要求1所述的一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，其特征在于，箱体(1)的俯视图为正方形，且箱体(1)呈水平放置。

6.根据权利要求1所述的一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，其特征在于，第一滑轨(7)呈水平放置，第一滑轨(7)和第一滑块(5)之间的夹角为90°。

7.根据权利要求1所述的一种农业物联网用植物生长全方位监控培育装置，其特征在于，水箱(14)为圆柱体。