CN218584117U - 作物生长监测装置 - Google Patents

Abstract

作物生长监测装置，属于农业信息化技术，包括监测车和与监测车相配合的无人设备，监测车的上部为检测平台，检测平台的边缘设置有围栏，检测平台上设置有可翻倒的提升柱，提升柱包括伸缩柱体，伸缩柱体的下端铰接到检测平台的一端，伸缩柱体的上端设置有风向标、风速仪和空气温湿度传感器，检测平台的另一端预设收纳仓，监测车的下部设置有行走轮。本实用新型构思新颖，设计巧妙，操作简单，使用方便，对田间作物的生长环境和生长状态的监测效果好，并可进一步推断出大面积田间状态，效果显著。

Description

作物生长监测装置

技术领域

本实用新型属于农业信息化技术领域，具体是一种用于对田间作物的生长进行监测的系统。

背景技术

随着物联网技术的发展，农业信息化的进程也在不断加快，具体而言，就是采用各种传感器对作物的生长环境和生长状况进行实时的监控。目前这种技术应用比较具体的是在温室大棚中，通过营造一个封闭的作物生长环境，在大棚上顶棚和墙壁上设置温湿度传感器、二氧化碳传感器、光照传感器和摄像头来监控大棚内的空气环境，在大棚内的土壤中埋设土壤温湿度传感器来监控大棚内的土壤环境，再在大棚内设置风机、补光灯、补水系统来进行调节，以此实现大棚作物的智能化管理，能够有效的监测大棚作物的生长状况。然而，大棚占地面积小，只能用于少量短周期作物或者反季节作物的种植，上述系统无法应用在作物生长面积广大的室外环境。

目前应用于室外田间环境的监测系统有采用固定设置的监测站，监测站设置在田间地头，安置有用于检测风速风向、温湿度等环境条件的传感器，来对田间环境的部分参数进行一定程度的监测，这种措施也只是应用于少量试验田，无法普及于广大的普通田间作物，因为这些监测设备相对珍贵，安装成本、维修成本和人力消耗等成本昂贵，难以通过设定大数量的监测站来形成网络，缺少统计学意义。

申请人在前提交过两种对田间作物进行信息采集的实用新型专利，分别是申请号为20211105339.4的《一种农作物冠层高光谱图像获取装置及其使用方法》和申请号为202210160105.8《一种基于机器视觉的小麦育种材料表型性状快速采集方法》，前者包括拖拉机本体、高度调节架和活动摄影机构，拖拉机本体循迹行走，高度调节架将活动摄像机构支撑起一定高度方便拍摄，在拖拉机的行驶路线附近，活动摄影机构能够拍摄出农作物冠层图像信息，但拖拉机并不适合部分作物生长阶段进入田间，如小麦和玉米萌发之后的各个阶段，因此只能顺着田边道路形势，拍摄范围受限；后者提出了无人机搭载高清数码相机航拍小麦育种材料试验地，获取无人机拍摄图像的方案，无人机航拍能够适应各种类别各种苗情的田间作物，通过从田间上空掠过来拍摄田间作物整体状态及分布，两者相互配合能够获得田间作物的生长状况信息，能够有效的扩展了田间作物的信息采集范围，但目前前述拖拉机本体作为载具未设置与无人机相配合的充电、通讯、停靠等组件，无法形成有效的配合，无法应对各种田间作物苗情，拍摄范围有限，同时也无法进行更多类别的信息采集。

实用新型内容

为了解决现有技术的不足，本实用新型提出一种作物生长监测装置，通过可移动的监测设备对田间作物的生长环境和生长状况进行监测。

本实用新型要解决的技术问题是通过以下技术方案实现的：

作物生长监测装置，包括监测车和与监测车相配合的无人设备，监测车的上部为检测平台，检测平台的边缘设置有围栏，检测平台上设置有可翻倒的提升柱，提升柱包括伸缩柱体，伸缩柱体的下端铰接到检测平台的一端，伸缩柱体的上端设置有风向标、风速仪和空气温湿度传感器，检测平台的另一端预设收纳仓，监测车的下部设置有行走轮，监测车内设有电池模块、检测模块、通讯模块和行走轮驱动模块。

在本实用新型中，所述检测平台上设置有支撑架，支撑架有对称设置的两片，支撑架的下端与检测平台铰接。

进一步的，所述支撑架的上部为水平托杆，伸缩柱体的下部侧面开设有与水平托杆配合的支撑槽，支撑槽为侧面开口的凹槽，支撑槽的一端开口，朝向支撑架的方向，支撑槽的另一端封闭，两个支撑架之间设置有连杆，连杆的一端铰接到其中一个支撑架的上部，另一端可分离式连接到另一个支撑架的上部。

在本实用新型中，所述无人设备包括无人机和无人田间小车，无人机和无人田间小车与监测车的通讯模块无线连接，无人机和无人田间小车上均搭载图像采集装置，监测车上设置有与无人设备配合的充电接口，充电接口与电池模块相连通。

进一步的，所述收纳仓的下部收纳无人机，收纳仓的下部于监测车上开设有可启闭的门，检测平台的两侧设置有与无人田间小车相配合的行走轮安置槽。

进一步的，所述检测平台的中部设置有托举收纳后的伸缩柱体的托架，托架设置有开口向上的圆弧形槽，圆弧形槽与伸缩柱体的外壁相吻合。

在本实用新型中，所述检测平台上还设置有光照传感器，监测车内收纳有手持式土壤检测器，手持式土壤检测器与监测车通过导线连接，手持式土壤检测器内置有土壤温湿度传感器，手持式土壤检测器的前端为土壤温湿度传感器的检测端。

与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：

（1）监测车作为可移动的检测设备搭载平台，设置在监测车上的环境监测设备与可离开监测车的无人设备相配合，三维立体化全方位的对田间作物的生长环境和生长状态进行检测，检测效果好，其可移动性能够极大的扩展可检测田间的范围，同时，可翻倒的提升柱既能将环境检测设备提升到检测精准的高度，又能折叠收纳方便监测车的移动运输；

（2）支撑架能够保证提升柱支撑起时的稳定性，一方面避免其伏倒而造成设备损坏，另一方面也提高了环境监测设备的检测精度，避免提升柱摇动带来检测的误差；

（3）无人机从田间作物上方拍摄田间作物的整体图像，田间移动小车拍摄田间作物植株的近距离图像，空地配合能够对田间作物的生长状态进行全方位的拍照检测；

（4）监测车上还设置有能够收纳无人机的收纳仓，能够停靠田间移动小车的行走轮安置槽，极大的方便监测车移动时对设备的运载能力，妥善的对无人设备进行保护，同时，监测车上设置有与无人设备配合的充电接口，有效的延长无人设备的续航能力，拓宽监测车的能够巡视监测的区域范围；

（5）监测车上还连接有手持式土壤检测器，还能对监测车停靠处的田间土壤进行检测，测量其温湿度等参数，与其它环境参数相配合，检测能力强。

因此，本实用新型构思新颖，设计巧妙，对田间作物的生长环境和生长状态检测效果好，快速的对作物生长的田间进行网格状点位的检测，对这些点位作物的生长环境和生长状态进行比较，极具统计学意义，能够有效的推断出大面积田间状态，效果显著。

附图说明

图1 为本实用新型的侧视图；

图2 为图1的俯视图；

图3 为本实用新型移动时的收纳状态示意图；

图4 为本实用新型的支撑架收纳状态示意图。

图中：监测车1、围栏2、伸缩柱体3、空气温湿度传感器4、风速计5、风向标6、行走轮7、光照传感器8、托架9、支撑架10、水平托杆11、连杆12、支撑槽13、行走轮安置槽14、收纳仓15、无人机16、田间行走小车17。

具体实施方式

以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本实用新型作进一步描述，但并不因此而限制本实用新型的保护范围。

一种作物生长监测装置，如图1所示，包括监测车1和与监测车1相配合的无人设备，监测车1的上部为检测平台，检测平台的边缘设置有围栏2，检测平台上设置有可翻倒的提升柱，如图2和图3所示，提升柱包括伸缩柱体3，伸缩柱体3的下端铰接到检测平台的一端，伸缩柱体3的上端设置有风向标6、风速仪5和空气温湿度传感器4，检测平台的另一端预设收纳仓15，监测车1的下部设置有行走轮7，检测平台的中部设置有托举收纳后的伸缩柱体3的托架9，托架9设置有开口向上的圆弧形槽，圆弧形槽与伸缩柱体3的外壁相吻合；检测平台上还设置有光照传感器8，监测车1内收纳有手持式土壤检测器，手持式土壤检测器与监测车1通过导线连接，手持式土壤检测器内置有土壤温湿度传感器，手持式土壤检测器的前端为土壤温湿度传感器的检测端。

提升柱通过支撑架10稳定竖立，在图4中，支撑架10设置在检测平台上，有对称设置的两片，支撑架10的下端与检测平台铰接，支撑架10的上部为水平托杆11，伸缩柱体3的下部侧面开设有与水平托杆11配合的支撑槽13，支撑槽13为侧面开口的凹槽，支撑槽13的一端开口，朝向支撑架10的方向，支撑槽13的另一端封闭，两个支撑架10之间设置有连杆12，连杆12的一端铰接到其中一个支撑架10的上部，另一端可分离式连接到另一个支撑架10的上部。

在本实施例中，无人设备包括无人机16和无人田间小车17，无人机16和无人田间小车17与监测车1无线连接，无人机16和无人田间小车17上均搭载图像采集装置，监测车1上设置有与无人设备配合的充电接口，收纳仓15的下部收纳无人机16，收纳仓15的下部于监测车1上开设有可启闭的门，检测平台的两侧设置有与无人田间小车17相配合的行走轮安置槽14。其中，无人机16用于对田间作物进行快速扫描，拍摄田间作物的整体状态，无人田间小车17进入田间拍摄作物植株的近距离图像，两相配合来获得田间作物的生长状况的统计分析。

在本实施例中，监测车1内设有电池模块、检测模块、通讯模块和行走轮驱动模块，电池模块为无人设备和监测车1提供电能支持，检测模块与监测车1上的各环境检测传感器相连，通过通讯模块与无人设备的图像采集装置无线连接，行走轮驱动模块驱动监测车行走轮7的移动。

在本实施例中，温湿度传感器、光照传感器和土壤温湿度传感器可选用市售RS485信号输出型，各类品牌均能满足需求，本实施例中选用了米恩基品牌的ME-WSW-8、ME-ZD和ME-TW。

本实用新型应用于田间作物的生长环境和生长状态监测，实际工作时，根据需求，监测车1移动到指定位置的田地附近，取出无人机16和无人田间小车17并放出，无人机16从田间作物上方掠过，拍摄田间作物的整体图像，无人田间小车17进入田间，拍摄田间作物植株的近距离图像，两相结合来得到田间作物的生长状态及分布，与此同时，将提升柱抬起，伸缩柱体3拉伸，并扶起支撑架10，使得水平托杆11落入到支撑槽13内，连接连杆12，将提升柱稳定竖立，空气温湿度传感器4、风速计5、风向标6采集空气环境信息，同时取出手持式土壤检测器，将前端插入田间地头的土壤中采集土壤温湿度等土壤环境信息，汇总即可得到该指定区域田间作物的生长环境状态，与作物的生长状态及分布相印证。该区域检测完成后，放倒并复位提升柱，回收无人设备，驱动监测车1移动到另一个指定田地继续检测工作，然后综合多个区域的田间作物的生长环境和生长状态，便可针对性的对大范围田间进行水肥等调整，以提升整体的作物生长状况。

综上，结合上述构造和使用过程可以发现，本实用新型所述的作物生长监测装置构思新颖，设计巧妙，操作简单，使用方便，对田间作物的生长环境和生长状态的监测效果好，并可进一步推断出大面积田间状态，效果显著。

Claims (7)

1.作物生长监测装置，其特征在于：包括监测车和与监测车相配合的无人设备，监测车的上部为检测平台，检测平台的边缘设置有围栏，检测平台上设置有可翻倒的提升柱，提升柱包括伸缩柱体，伸缩柱体的下端铰接到检测平台的一端，伸缩柱体的上端设置有风向标、风速仪和空气温湿度传感器，检测平台的另一端预设收纳仓，监测车的下部设置有行走轮。

2.根据权利要求1所述的作物生长监测装置，其特征在于：所述检测平台上设置有支撑架，支撑架有对称设置的两片，支撑架的下端与检测平台铰接。

3.根据权利要求2所述的作物生长监测装置，其特征在于：所述支撑架的上部为水平托杆，伸缩柱体的下部侧面开设有与水平托杆配合的支撑槽，支撑槽为侧面开口的凹槽，支撑槽的一端开口，朝向支撑架的方向，支撑槽的另一端封闭，两个支撑架之间设置有连杆，连杆的一端铰接到其中一个支撑架的上部，另一端可分离式连接到另一个支撑架的上部。

4.根据权利要求1所述的作物生长监测装置，其特征在于：所述无人设备包括无人机和无人田间小车，无人机和无人田间小车与监测车无线连接，无人机和无人田间小车上均搭载图像采集装置，监测车上设置有与无人设备配合的充电接口，充电接口与监测车相连通。

5.根据权利要求4所述的作物生长监测装置，其特征在于：所述收纳仓的下部收纳无人机，收纳仓的下部于监测车上开设有可启闭的门，检测平台的两侧设置有与无人田间小车相配合的行走轮安置槽。

6.根据权利要求4所述的作物生长监测装置，其特征在于：所述检测平台的中部设置有托举收纳后的伸缩柱体的托架，托架设置有开口向上的圆弧形槽，圆弧形槽与伸缩柱体的外壁相吻合。

7.根据权利要求1所述的作物生长监测装置，其特征在于：所述检测平台上还设置有光照传感器，监测车内收纳有手持式土壤检测器，手持式土壤检测器与监测车通过导线连接，手持式土壤检测器内置有土壤温湿度传感器，手持式土壤检测器的前端为土壤温湿度传感器的检测端。

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