CN208128995U - 一种用于智慧农业平台的智能式大棚 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于智慧农业平台的智能式大棚，涉及农业大棚领域，包括固定架和固定架顶部的弧形支架；弧形支架连接有横梁，横梁内设有多个竖直向下的电动推杆，电动推杆的底部连接有水平的布水管，布水管的下部设有多个喷头；固定架的侧壁上设有沿竖直方向均匀排列的红外传感器，红外传感器信号连接有控制器，红外传感器以横梁的最低位置为界划分为上部红外传感器和下部红外传感器，上部红外传感器和下部红外传感器从下往上一一对应。本实用新型改变传统的喷洒装置位置固定不变的方式，主要提供一种能够在农作物生长过程中自动调节喷头的高度以保证农作物更加均匀地接收水分的用于智慧农业平台的智能式大棚。

Description

一种用于智慧农业平台的智能式大棚

技术领域

本实用新型涉及农业大棚领域，特别涉及一种用于智慧农业平台的智能式大棚。

背景技术

智慧农业云平台是将国际领先的物联网、移动互联网、云计算等信息技术与传统农业生产相结合，搭建的农业智能化、标准化生产服务平台，旨在帮助用户构建起一个“从生产到销售，从农田到餐桌”的农业智能化信息服务体系，为用户带来一站式的智慧农业全新体验。

智慧农业云平台通过在生产现场部署传感器、控制器、摄像头等多种物联网设备，借助个人电脑、智能手机，就能实现对农业生产现场气候变化、土壤状况、作物生长、水肥使用、设备运行等实时监测展示，对异常情况的自动报警提醒，生产者可及时采取防控措施，降低生产风险；同时在云平台生产者可远程自动控制生产现场的灌溉、通风、降温、增温等设施设备，实现精准作业，减少人工成本的投入。

随着生活水平的提高，市场对农产品的供应质量数量要求越来越高，传统的农业生产已不能满足市场的需求，从而由智慧农业云平台管理控制的温室大棚应运而生，温室大棚可以帮助克服农业生产的季节性种植的问题，提高农业生产效率。

现有的智慧农业温室大棚，一般都采用固定式的灌溉喷洒装置，此类固定式的灌溉喷洒装置只能固定在大棚顶部的某个位置对农作物进行喷洒，不能随着农作物的生长长势来自动调节高度，以多叶的农作物为例，农作物从幼苗到成熟的过程中，高度会逐渐增大，叶片逐渐增多，农作物与喷洒装置之间的距离逐渐缩短，喷洒装置喷洒的范围变小，导致农作物根部无法充分接收水分，并且喷洒的水流更加集中的流向农作物的最上面的叶片上，导致位于底部的被遮挡的叶片也不能接收到水分。

实用新型内容

本实用新型意在提供一种用于智慧农业平台的智能式大棚，能够在农作物生长过程中自动调节喷头的高度以保证农作物更加均匀地接收水分。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的基础方案如下：

一种用于智慧农业平台的智能式大棚，包括相对设置的固定架和固定架顶部的弧形支架，弧形支架的外侧设有遮阳布；

所述弧形支架连接有横梁，横梁上设有多个竖直向下的电动推杆，电动推杆的底部连接有水平的布水管，布水管的下部设有多个喷头；

所述固定架的侧壁上设有沿竖直方向均匀排列的红外传感器，红外传感器信号连接有控制器，所述红外传感器以横梁的最低位置为界划分为上部红外传感器和下部红外传感器，所述上部红外传感器用于检测横梁的位置，下部红外传感器用于检测农作物的高度，所述上部红外传感器和下部红外传感器从下往上一一对应；

所述下部红外传感器用于将接收到红外信号的信息传递给控制器，控制器根据红外信号控制电动推杆上移至与被遮挡的最高位置的下部红外传感器一一对应的上部红外传感器处。

基础方案的工作原理及有益效果为：

当农作物为才种植的幼苗时，横梁位于最低位置，红外传感器以横梁的最低位置为界划分为上部红外传感器和下部红外传感器，横梁的最低位置也就是农作物为幼苗的初始位置，上部红外传感器是为了检测横梁的位置，下部红外传感器是为了检测农作物的生长高度，上部红外传感器和下部红外传感器从下往上一一对应，具体地，可通过对上部红外传感器和下部红外传感器进行编号的方式一一对应起来，例如：下部传感器从下往上的编号为01、02、03、04，上部传感器从下往上的编号也为01、02、03、04，控制器内预先存储有每个红外传感器的编号信息。

假设幼苗开始的高度与编号为01的下部红外传感器的位置平行，此时横梁与编号为01的上部红外传感器平行，打开喷头，即可实现对幼苗的喷洒浇水；

当幼苗生长到与编号为03的下部红外传感器的位置平行时，此时编号为01、02和03的下部红外传感器发射的红外线被幼苗遮挡，这三个下部红外传感器无法接收到红外信号，就不会向控制器发送接收到红外信号的信息，只有编号为04的下部红外传感器能够接受到红外信号，编号为04的下部红外传感器向控制器发送接收到红外信号的信息，控制器根据编号为04的下部红外传感器接收到红外信号的信息控制电动推杆上移至与被遮挡的最高位置的下部红外传感器一一对应的上部红外传感器处；当编号为04的下部红外传感器接收到红外信号，说明被遮挡的最高位置的下部红外传感器的编号为03；控制器根据编号为03的下部红外传感器信息，控制电动推杆上移至与编号为03的下部红外传感器一一对应的编号为03的上部红外传感器处，也就是让横梁此时与编号为03的上部传感器平行，从而实现在农作物生长过程中，喷头与农作物之间的距离不变，避免在农作物逐渐长高的过程中，喷头与农作物之间的距离缩短导致喷洒范围变小的问题，进而有利于农作物对水分的充分吸收。

进一步，所述控制器还信号连接有无线通信模块，控制器还用于将被遮挡的最高位置的下部红外传感器信息通过无线通信模块发送给后台服务器或用户终端。

由于红外传感器沿竖直方向均匀排列，每个红外器都对应着固定的高度，控制器将被遮挡的最高位置的下部红外传感器信息通过无线通信模块发送给后台服务器或用户终端，从而用户可根据被遮挡的最高位置的下部红外传感器信息推断出农作物生长的高度，实现对农作物每个阶段生长长势的监控。

进一步，所述弧形支架外侧的底部设有集水槽，集水槽内设有过滤层，集水槽的下部设有与过滤层连通的倾斜槽，倾斜槽的一端高于另一端，倾斜槽的下部设有集水池，集水池与倾斜槽最底端之间连通有管道；布水管的一端连通有进水管，进水管的另一端连接至集水池内，进水管内设有水泵，伸进大棚内的竖直方向的进水管为波纹管。

当下雨时，雨水顺着弧形支架外的遮阳布向下流进集水槽内，进入集水槽内的雨水通过过滤层过滤后流进倾斜槽内，然后顺着倾斜设置的倾斜槽和管道进入集水池中；当需要对大棚内的农作物进行浇灌时，启动水泵，集水池内的清水通过进水管进入布水管内，以补给喷洒农作物的水源，采用上述结构，实现对雨水过滤后收集，节约水资源。

进一步，所述喷头沿布水管长度方向均匀设置。

采用上述结构，能够让喷头对农作物的喷洒更加均匀。

进一步，所述横梁设置有多条，所述红外传感器设置有多列，多条横梁均匀并排设置在大棚内部的顶部，多列红外传感器并列设置在大棚内壁上，每条横梁与每列红外传感器位置对应。

横梁设置有多条，让大棚内所有的农作物都能充分吸收到喷头喷洒的水分，红外传感器设置多列，可满足不同长势的农作物，从而可根据不同农作物的生长高度控制对应的横梁的高度。

进一步，所述电动推杆沿横梁长度方向均匀设置。

电动推杆沿横梁长度方向均匀设置，能够实现对布水管的稳固连接，使布水管受力均匀始终处于水平状态，从而让每个喷头喷洒的面积相同，有利于农作物的均匀生长。

附图说明

图1为本实用新型一种用于智慧农业平台的智能式大棚实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步详细说明：

说明书附图中的附图标记包括：固定架1、弧形支架2、横梁3、电动推杆4、布水管5、喷头6、红外传感器7、上部红外传感器71、下部红外传感器72、集水槽8、过滤层9、倾斜槽10、集水池11、管道12、进水管13。

如图1所示，本实用新型一种用于智慧农业平台的智能式大棚，包括相对设置的固定架1和固定架1顶部的弧形支架2，弧形支架2的外侧设有遮阳布，遮阳布将全部弧形支架2覆盖，弧形支架2连接有横梁3，横梁3内设有多个竖直向下的电动推杆4，电动推杆4沿横梁3长度方向均匀设置，电动推杆4的底部连接有水平的布水管5，布水管5的下部设有多个喷头6，本实施例中的喷头6数量为5个，且沿布水管5长度方向均匀设置；并且本实施例中的横梁3设置有多条，多条横梁3均匀并排设置在大棚内部的顶部；

固定架1的侧壁上设有沿竖直方向均匀排列的红外传感器7，本实施例中的红外传感器7设置有多列，多列红外传感器7并列设置在大棚内壁上，每条横梁3与每列红外传感器7位置对应，红外传感器7信号连接有控制器，本实施中的控制器采用STM系列的单片机，红外传感器7以横梁3的最低位置为界划分为上部红外传感器71和下部红外传感器72，上部红外传感器71和下部红外传感器72从下往上一一对应，本实施例中的上部红外传感器71和下部红外传感器72各为四个，当然本方案中的红外传感器7数量并不限于八个，可根据大棚种植的农作物的高度来设置红外传感器7的数量，并且各个红外传感器7之间的距离也可根据农作物的生产快慢来设置，对于生长较快的农作物，各个红外传感器7之间的距离可设置得稍微大些，避免电动推杆4上移的频率过快；对于生长较慢的农作物，各个传感器之间的距可设置的小些，以便精确监控农作物的变化过程；

本实施例红外传感器7的发射端位于大棚的左侧壁上，接收端位于大棚的右侧壁上，每一个红外传感器7的发射端与接收端平行，发射端水平发射红外信号；当然还可以采用红外传感器7的发射端和接收端均位于大棚的同一侧，发射端倾斜发送红外信号；本实施例优选红外传感器7的发射端和接收端位于大棚的两侧，从而红外信号水平穿过农作物，避免倾斜发射的红外信号容易被参差不齐的农作物反射而影响接收端的准确接收；

下部红外传感器72用于将接收到红外信号的信息传递给控制器，控制器根据下部红外传感器72接收到红外信号的信息得出被遮挡的最高位置的下部红外传感器72，并控制电动推杆4上移至与该被遮挡的最高位置的下部红外传感器72一一对应的上部红外传感器71处。

本实施例中的控制器还信号连接有无线通信模块，具体地，采用型号为EMW3162的WiFi无线通信模块，控制器还用于将被遮挡的最高位置的下部红外传感器72信息通过无线通信模块发送给后台服务器或用户终端。

本实施例中的弧形支架2外侧的底部设有集水槽8，集水槽8内设有过滤层9，集水槽8的下部设有与过滤层9连通的倾斜槽10，倾斜槽10的一端高于另一端，倾斜槽10的下部设有集水池11，集水池11与倾斜槽10最底端之间连通有管道12；布水管5的一端连通有进水管13，进水管13的另一端连接至集水池11内，进水管13内设有水泵，伸进大棚内的竖直方向的进水管13为波纹管。

该用于智慧农业平台的智能式大棚对农作物的浇水过程为：

当下雨时，雨水顺着弧形支架2外的遮阳布向下流进集水槽8内，进入集水槽8内的雨水通过过滤层9过滤后流进倾斜槽10内，然后顺着倾斜设置的倾斜槽10和管道12进入集水池11中，实现对雨水过滤后收集存储。

当农作物为才种植的幼苗时，横梁3位于最低位置，红外传感器7以横梁3的最低位置为界划分为上部红外传感器71和下部红外传感器72，也就代表上部红外传感器71是为了检测横梁3的位置，下部红外传感器72是为了检测农作物的生长高度，上部红外传感器71和下部红外传感器72从下往上一一对应，具体地，可通过对上部红外传感器71和下部红外传感器72进行编号的方式一一对应起来，例如：下部红外传感器72从下往上的编号为01、02、03、04，上部红外传感器71从下往上的编号也为01、02、03、04，控制器内预先存储有每个红外传感器7的编号信息。

假设幼苗开始的高度与编号为01的下部红外传感器72的位置平行，此时横梁3与编号为01的上部红外传感器71平行，启动水泵，集水池11内的清水通过进水管13进入布水管5内，通过喷头6即可实现对幼苗的喷洒浇水。

当幼苗生长到与编号为03的下部红外传感器72的位置平行时，此时编号为01、02和03的下部红外传感器72发射的红外线被幼苗遮挡，这三个下部红外传感器72无法接收到红外信号，就不会向控制器发送接收到红外信号的信息，只有编号为04的下部红外传感器72能够接受到红外信号，编号为04的下部红外传感器72向控制器发送接收到红外信号的信息，控制器根据编号为04的下部红外传感器72接收到红外信号的信息控制电动推杆4上移至与被遮挡的最高位置的下部红外传感器72一一对应的上部红外传感器71处；具体地，每个红外传感器7连接有二进制输出电路，二进制输出电路连接有减法器，控制器内设有逻辑判断模块，下部红外传感器72通过二进制输出电路以二进制数向减法器输入编号，减法器将编号的二进制数减去1后发送给逻辑判断模块，逻辑判断模块通过简单的与非判断后输出不同的控制信号，控制器根据控制信号触发电动推杆4上移至与被遮挡的最高位置的下部红外传感器72一一对应的上部红外传感器71处；其中控制器中的逻辑判断模块实现的是简单的与非判断功能，输出的控制信号相当于开关，该过程为现有技术，所以该过程不涉及对程序的改进，在此不再赘述。

当下部红外传感器72的编号为04时，此时被遮挡的最高位置的下部红外传感器72的编号为03，也就是逻辑判断模块输出的控制信号为控制电动推杆4上移至编号为03的上部红外传感器71处，控制器根据控制信号将电动推杆4上移至相应位置，也就是让横梁3此时与编号为03的上部传感器平行，从而实现在农作物生长过程中，喷头6与农作物之间的距离不变，避免在农作物逐渐长高的过程中，喷头6与农作物之间的距离缩短导致喷洒范围变小的问题，进而有利于农作物对水分的充分吸收。

由于红外传感器7沿竖直方向均匀排列，每个红外器都对应着固定的高度，控制器将被遮挡的最高位置的下部红外传感器72信息通过无线通信模块发送给后台服务器或用户终端，从而用户可根据被遮挡的最高位置的下部红外传感器72信息推断出农作物生长的高度，实现对农作物每个阶段生长长势的监控。

以上所述的仅是本实用新型的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本实用新型的保护范围，这些都不会影响本实用新型实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。

Claims (6)

1.一种用于智慧农业平台的智能式大棚，包括相对设置的固定架和固定架顶部的弧形支架，弧形支架的外侧设有遮阳布；其特征在于：

所述弧形支架连接有横梁，横梁上设有多个竖直向下的电动推杆，电动推杆的底部连接有水平的布水管，布水管的下部设有多个喷头；

所述固定架的侧壁上设有沿竖直方向均匀排列的红外传感器，红外传感器信号连接有控制器，所述红外传感器以横梁的最低位置为界划分为上部红外传感器和下部红外传感器，所述上部红外传感器用于检测横梁的位置，下部红外传感器用于检测农作物的高度，所述上部红外传感器和下部红外传感器从下往上一一对应；

所述下部红外传感器用于将接收到红外信号的信息传递给控制器，控制器根据红外信号控制电动推杆上移至与被遮挡的最高位置的下部红外传感器一一对应的上部红外传感器处。

2.根据权利要求1所述的用于智慧农业平台的智能式大棚，其特征在于：所述控制器还信号连接有无线通信模块，控制器还用于将被遮挡的最高位置的下部红外传感器信息通过无线通信模块发送给后台服务器或用户终端。

3.根据权利要求1所述的用于智慧农业平台的智能式大棚，其特征在于：所述弧形支架外侧的底部设有集水槽，集水槽内设有过滤层，集水槽的下部设有与过滤层连通的倾斜槽，倾斜槽的一端高于另一端，倾斜槽的下部设有集水池，集水池与倾斜槽最底端之间连通有管道；布水管的一端连通有进水管，进水管的另一端连接至集水池内，进水管内设有水泵，伸进大棚内的竖直方向的进水管为波纹管。

4.根据权利要求1所述的用于智慧农业平台的智能式大棚，其特征在于：所述喷头沿布水管长度方向均匀设置。

5.根据权利要求1所述的用于智慧农业平台的智能式大棚，其特征在于：所述横梁设置有多条，所述红外传感器设置有多列，多条横梁均匀并排设置在大棚内部的顶部，多列红外传感器并列设置在大棚内壁上，每条横梁与每列红外传感器位置对应。

6.根据权利要求1所述的用于智慧农业平台的智能式大棚，其特征在于：所述电动推杆沿横梁长度方向均匀设置。