CN220493685U - 一种智慧农业叶面观测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种智慧农业叶面观测装置，包括N根支撑柱，连接架，N个牵引块，N个驱动组件、N根牵引绳，方位盘，摄像头和中央处理器，其中N根支撑柱以围合形式布置在农作物附近，连接架在水平方向上连接N根支撑柱的顶端，N个牵引块分别滑动设置于支撑柱上并通过牵引绳连接方位盘，驱动组件在中央处理器的控制下驱动对应牵引块在支撑柱上滑动，联合带动方位盘移动和倾斜，从而调整设置在方位盘上的摄像头的位置和角度；摄像头对农作物叶面进行拍摄后将农作物叶面图像发送至中央处理器，中央处理器判断得到农作物叶面当前所处状态并反馈给农作物种植人员持有的终端。本实用新型能够实时检测农作物的叶面情况，节约人力、提高效率。

Description

一种智慧农业叶面观测装置

技术领域

本实用新型属于智慧农业设备技术领域，更为具体地讲，涉及一种智慧农业叶面观测装置。

背景技术

现有农业生产中，经常需要对农作物进行浇灌、喷洒农药等操作，而操作时间多是依靠种植人员的经验进行相应的喷洒，而经验不足的种植人员经常会错过最佳的喷洒浇灌时机，造成植物长势上的差别，严重时甚至会影响农作物的产量。

对于有经验的农作物种植人员而言需要每天多次进行农作物的观测，依据自身种植经验辅助种植时间进行水或者农药的喷洒，但是受到不同的天气环境的影响，每一季度的农作物面临的自然环境都有所不同，单纯的依靠农作物耕种时间确定水或者是农药的喷洒时长容易出现误差。因此部分农业种植人员会选着在作物没有发生虫害之前提前进行农药的喷洒，一旦频次控制不精准，极易使得农药含量超标，影响后期农作物的长势和农作物本身的质量，但若单纯依靠人员进行观测十分不便，需要引入智能设备进行观测。但是现阶段智能设备的摄像装置多数只能进行单一画面侧测量，信息极为不准确，导致观测成本较高且观测角度单一，性价比较低。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种智慧农业叶面观测装置，能够实时检测农作物的叶面情况，根据实际情况对植物进行浇灌、喷洒农药等操作的选择，不需要人员每日进行多次观测，从而节约人力、提高效率。

为了实现上述目的，本实用新型智慧农业叶面观测装置包括N根支撑柱，连接架，N个牵引块，N个驱动组件、N根牵引绳，方位盘，摄像头和中央处理器，其中：

N根支撑柱以围合形式布置在农作物附近，连接架在水平方向上连接N根支撑柱的顶端；

N个牵引块分别滑动设置于对应的支撑柱上，分别与固定设置于对应的支撑柱的驱动组件连接，驱动组件与中央处理器建立控制连接，根据中央处理器的驱动指令同时或单独驱动对应牵引块在支撑柱上滑动；

每个牵引块分别通过一根牵引绳连接方位盘，方位盘通过N根牵引绳的联合作用悬停在空中；

方位盘下方设置有用于拍摄农作物叶面的摄像头，N个牵引块分别在驱动组件的驱动下同时或单独沿支撑柱滑动，带动方位盘移动和倾斜，从而调整摄像头的位置和角度；

中央处理器与农作物种植人员持有的终端进行数据连接，接收种植人员的摄像头控制指令，然后生成N个驱动组件的驱动指令并分别发送给对应的驱动组件，然后向摄像头发送拍摄指令；

摄像头在接收到拍摄指令后对农作物叶面进行拍摄，并将拍摄到的农作物叶面图像发送至中央处理器，中央处理器将接收到的农作物叶面图像与预先保存的各种状态的农作物叶面图像进行比对，得到农作物叶面当前所处状态并反馈给农作物种植人员持有的终端。

进一步地，所述中央处理器安装在支撑柱或连接架上。

进一步地，所述驱动组件采用电动缸，包括伺服电机和丝杠，牵引块套设在丝杠上，伺服电机接收到驱动指令后带动丝杠转动，令牵引块上行或下行，实现牵引绳位置变动，进而改变方位盘的高度和角度。

进一步地，智慧农业叶面观测装置还包括用于喷洒液体的喷淋装置。

进一步地，所述喷淋装置包括喷射罐、水泵、软管和喷头，其中喷射罐用于存储液体，水泵设置于喷射罐和软管之间，软管一端连接水泵，另一端连接喷头，水泵与中央处理器建立控制连接，当中央处理器接收到种植人员发送的喷淋指令，向水泵发送工作指令，控制水泵将液体从喷射罐中通过软管泵至喷头对农作物进行喷淋。

进一步地，所述喷射罐和水泵固定在支撑柱1上，将喷头设置在方位盘上。

进一步地，所述喷射罐包括罐体、密封盖、入口、入口电磁阀、出口和出口电磁阀，其中入口通过管道与水源连接，入口电磁阀与中央处理器进行控制连接，用于控制入口的开闭，出口与水泵连接，出口电磁阀与中央处理器进行控制连接，用于控制出口的开闭。

进一步地，所述喷射罐中还设置用于存放农药的储药装置，储药装置设置在喷射罐的密封盖内侧，储药装置包括储药罐、投药口和投药电磁阀，其中储药罐用于存放农药，投药口设置储药罐上面向喷射罐内部一侧，用于投放农药，投药电磁阀设置于投药口处，投药电磁阀与中央处理器进行控制连接，用于对投药进行控制；当需要进行农药喷洒时，由中央处理器控制投药电磁阀打开，农药通过投药口进入到喷射罐内，被喷射罐内的水进行稀释，完成农药的配比。

进一步地，所述喷射罐的密封盖的内侧还设置有电动搅拌棒，电动搅拌棒与中央处理器进行控制连接，当农药投放至喷射罐内部后，中央处理器控制电动搅拌棒启动，使得农药与水充分混合。

进一步地，所述喷射罐上设置了检测架，在检测架上设置有液位传感器，液位传感器与中央处理器进行控制连接，液位传感器检测喷射罐中水位并上传至中央处理器，中央处理器通过选择注水或喷水对喷射罐中的水位进行控制。

本实用新型智慧农业叶面观测装置，包括N根支撑柱，连接架，N个牵引块，N个驱动组件、N根牵引绳，方位盘，摄像头和中央处理器，其中N根支撑柱以围合形式布置在农作物附近，连接架在水平方向上连接N根支撑柱的顶端，N个牵引块分别滑动设置于对应的支撑柱上并通过牵引绳连接方位盘，固定设置于对应的支撑柱的驱动组件在中央处理器的控制下驱动对应牵引块在支撑柱上滑动，联合带动方位盘移动和倾斜，从而调整设置在方位盘上的摄像头的位置和角度；摄像头对农作物叶面进行拍摄后将农作物叶面图像发送至中央处理器，中央处理器判断得到农作物叶面当前所处状态并反馈给农作物种植人员持有的终端。

本实用新型具有以下有益效果：

1)本实用新型使用摄像头进行农作物叶面的实时观测，并由中央处理器进行数据比对，从而快速得出农作物的实时状态信息并反馈给种植人员，不需要种植人员每天多次的对农作物进行检测，节约了人力；

2)本实用新型该通过在主支架上滑动的牵引块和牵引绳调节安装有摄像头的方位盘的观测高度和角度，做到对农作物叶面全方位无死角的测量观测，使得观测结果更加准确。

附图说明

图1是本实用新型智慧农业叶面观测装置的具体实施方式结构图；

图2是本实施例中驱动组件的结构图；

图3是本实施例中喷淋装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行描述，以便本领域的技术人员更好地理解本实用新型。需要特别提醒注意的是，在以下的描述中，当已知功能和设计的详细描述也许会淡化本实用新型的主要内容时，这些描述在这里将被忽略。

图1是本实用新型智慧农业叶面观测装置的具体实施方式结构图。如图1所示，本实施例中智慧农业叶面观测装置包括N根支撑柱1，连接架2，N个牵引块3，N个驱动组件4、N根牵引绳5，方位盘6，摄像头7和中央处理器8，其中：

N根支撑柱1以围合形式布置在农作物附近，连接架2在水平方向上连接N根支撑柱1的顶端。连接架2可以是多边形或圆形，根据实际需要确定即可。N根支撑柱1和连接架2共同构成智慧农业叶面观测装置的主支架，这种方式可以尽量减小智慧农业叶面观测装置的占用面积，从而有效地利用空间，避免影响农作物的生长空间。支撑柱1的设置需要能够稳定、灵活地调节方位盘，一般来说N的优选取值范围为[3,6]，可以根据农作物栽种的地形和面积确定。

N个牵引块3分别滑动设置于对应的支撑柱1上，分别与固定设置于对应的支撑柱1的驱动组件4连接，驱动组件4与中央处理器8建立控制连接，根据中央处理器8的驱动指令同时或单独驱动对应牵引块3在支撑柱1上滑动。

每个牵引块3分别通过一根牵引绳5连接方位盘6，方位盘6通过N根牵引绳5的联合作用悬停在空中。

方位盘6下方设置有用于拍摄农作物叶面的摄像头7，N个牵引块3分别在驱动组件4的驱动下同时或单独沿支撑柱1滑动，带动方位盘6移动和倾斜，从而调整摄像头7的位置和角度。

中央处理器8与农作物种植人员持有的终端(例如手机、计算机、平板电脑等)进行数据连接，接收种植人员的摄像头控制指令，然后生成N个驱动组件4的驱动指令并分别发送给对应的驱动组件4，然后向摄像头7发送拍摄指令。农作物种植人员的指令可以是预设的模式化指令，也可以是实时下发的指令。中央处理器8可以根据实际需要安装在支撑柱1或连接架2上，本实施例中中央处理8安装在连接架2上。

摄像头7在接收到拍摄指令后对农作物叶面进行拍摄，并将拍摄到的农作物叶面图像发送至中央处理器8，中央处理器8将接收到的农作物叶面图像与预先保存的各种状态的农作物叶面图像进行比对，得到农作物叶面当前所处状态并反馈给农作物种植人员持有的终端。

为了使得对于牵引块3的滑动驱动更加方便有效，本实施例驱动组件4采用电动缸。图2是本实施例中驱动组件的结构图。如图2所示，基于电动缸的驱动组件4包括伺服电机41和丝杠42，牵引块3套设在丝杠42上，伺服电机41接收到驱动指令后带动丝杠42转动，令牵引块3上行或下行，实现牵引绳5位置变动，进而改变方位盘6的高度和角度。电动缸是将伺服电机与丝杠一体化设计的模块化产品，将伺服电机的旋转运动转换成直线运动，同时将伺服电机最佳优点-精确转速控制，精确转数控制，精确扭矩控制转变成-精确速度控制，实现精确的位置控制和力控制，进而更加准确、灵活地对方位盘进行控制。

由于叶面观测装置在完成农作物叶面状态比对后，通常观测人员需要根据叶面状态选择处理方式，例如喷水，喷药等。为了简化处理流程，提高处理效率，本实施例中还在智慧农业叶面观测装置上配置有用于喷洒液体的喷淋装置。

图3是本实施例中喷淋装置的结构图。如图3所示，本实施例中喷淋装置包括喷射罐901、水泵902、软管903和喷头904，其中喷射罐901用于存储液体，水泵902设置于喷射罐901和软管903之间，软管903一端连接水泵902，另一端连接喷头904，水泵902与中央处理器8建立控制连接，当中央处理器8接收到种植人员发送的喷淋指令，向水泵902发送工作指令，控制水泵902将液体从喷射罐901中通过软管903泵至喷头904对农作物进行喷淋。

在实际应用中，可以将喷射罐901和水泵902固定在支撑柱1上，将喷头904设置在方位盘6上，从而可以通过调整方位盘6的高度和角度，增加喷头904的喷淋范围。

为了进一步提高喷淋装置的灵活性，本实施例中还对喷射罐901的具体结构进行了改进。如图3所示，本实施例中喷射罐901包括罐体9011、密封盖9012、入口9013、入口电磁阀9014、出口9015和出口电磁阀9016，其中入口9013通过管道与水源连接，可以引入远距离的水源，使得该喷淋装置的使用不受喷射罐体积的影响。入口电磁阀9014与中央处理器8进行控制连接，用于控制入口9013的开闭。出口9015与水泵902连接，出口电磁阀9016与中央处理器8进行控制连接，用于控制出口9015的开闭。

在实际应用中，还可以在喷射罐中设置用于存放农药的储药装置905。如图3所示，本实施例中储药装置905设置在喷射罐901的密封盖9012内侧，储药装置905包括储药罐9051、投药口9052和投药电磁阀9053，其中储药罐9051用于存放农药，投药口9052设置储药罐9051上面向喷射罐901内部一侧，用于投放农药，投药电磁阀9053设置于投药口9052处，投药电磁阀9053与中央处理器8进行控制连接，用于对投药进行控制。当需要进行农药喷洒时，由中央处理器8控制投药电磁阀9053打开，农药(药粉或者药液)通过投药口9052进入到喷射罐901内，被喷射罐901内的水进行稀释，完成农药的配比。此设计方式可以使得农作物种植人员可以远距离进行农药的喷洒，更加便捷。

此外，在喷射罐901的密封盖9012的内侧，还可以设置电动搅拌棒906，电动搅拌棒906与中央处理器8进行控制连接，当农药投放至喷射罐901内部后，中央处理器8控制电动搅拌棒906启动，使得农药与水充分混合，令后续喷淋时的药物更加的均匀。

为了便于监控喷射罐中的水位，本实施例中还在喷射罐901上设置了检测架907，在检测架907上设置有液位传感器908，液位传感器908与中央处理器8进行控制连接，液位传感器908检测喷射罐901中水位并上传至中央处理器8，中央处理器8通过选择注水或喷水对喷射罐中的水位进行控制。

尽管上面对本实用新型说明性的具体实施方式进行了描述，以便于本技术领域的技术人员理解本实用新型，但应该清楚，本实用新型不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本实用新型的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本实用新型构思的发明创造均在保护之列。

Claims (10)

1.一种智慧农业叶面观测装置，其特征在于，包括N根支撑柱(1)，连接架(2)，N个牵引块(3)，N个驱动组件(4)、N根牵引绳(5)，方位盘(6)，摄像头(7)和中央处理器(8)，其中：

N根支撑柱(1)以围合形式布置在农作物附近，连接架(2)在水平方向上连接N根支撑柱(1)的顶端；

N个牵引块(3)分别滑动设置于对应的支撑柱(1)上，分别与固定设置于对应的支撑柱(1)的驱动组件(4)连接，驱动组件(4)与中央处理器(8)建立控制连接，根据中央处理器(8)的驱动指令同时或单独驱动对应牵引块(3)在支撑柱(1)上滑动；

每个牵引块(3)分别通过一根牵引绳(5)连接方位盘(6)，方位盘(6)通过N根牵引绳(5)的联合作用悬停在空中；

方位盘(6)下方设置有用于拍摄农作物叶面的摄像头(7)，N个牵引块(3)分别在驱动组件(4)的驱动下同时或单独沿支撑柱(1)滑动，带动方位盘(6)移动和倾斜，从而调整摄像头(7)的位置和角度；

中央处理器(8)与农作物种植人员持有的终端进行数据连接，接收种植人员的摄像头控制指令，然后生成N个驱动组件(4)的驱动指令并分别发送给对应的驱动组件(4)，然后向摄像头(7)发送拍摄指令；

摄像头(7)在接收到拍摄指令后对农作物叶面进行拍摄，并将拍摄到的农作物叶面图像发送至中央处理器(8)，中央处理器(8)将接收到的农作物叶面图像与预先保存的各种状态的农作物叶面图像进行比对，得到农作物叶面当前所处状态并反馈给农作物种植人员持有的终端。

2.根据权利要求1所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，所述中央处理器(8)安装在支撑柱(1)或连接架(2)上。

3.根据权利要求1所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，所述驱动组件(4)采用电动缸，包括伺服电机(41)和丝杠(42)，牵引块(3)套设在丝杠(42)上，伺服电机(41)接收到驱动指令后带动丝杠(42)转动，令牵引块(3)上行或下行，实现牵引绳(5)位置变动，进而改变方位盘(6)的高度和角度。

4.根据权利要求1所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，还包括用于喷洒液体的喷淋装置。

5.根据权利要求4所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，所述喷淋装置包括喷射罐(901)、水泵(902)、软管(903)和喷头(904)，其中喷射罐(901)用于存储液体，水泵(902)设置于喷射罐(901)和软管(903)之间，软管(903)一端连接水泵(902)，另一端连接喷头(904)，水泵(902)与中央处理器(8)建立控制连接，当中央处理器(8)接收到种植人员发送的喷淋指令，向水泵(902)发送工作指令，控制水泵(902)将液体从喷射罐(901)中通过软管(903)泵至喷头(904)对农作物进行喷淋。

6.根据权利要求5所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，所述喷射罐(901)和水泵(902)固定在支撑柱(1)上，将喷头(904)设置在方位盘(6)上。

7.根据权利要求5所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，所述喷射罐(901)包括罐体(9011)、密封盖(9012)、入口(9013)、入口电磁阀(9014)、出口(9015)和出口电磁阀(9016)，其中入口(9013)通过管道与水源连接，入口电磁阀(9014)与中央处理器(8)进行控制连接，用于控制入口(9013)的开闭，出口(9015)与水泵(902)连接，出口电磁阀(9016)与中央处理器(8)进行控制连接，用于控制出口(9015)的开闭。

8.根据权利要求5所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，所述喷射罐(901)中还设置用于存放农药的储药装置(905)，储药装置(905)设置在喷射罐(901)的密封盖(9012)内侧，储药装置(905)包括储药罐(9051)、投药口(9052)和投药电磁阀(9053)，其中储药罐(9051)用于存放农药，投药口(9052)设置储药罐(9051)上面向喷射罐(901)内部一侧，用于投放农药，投药电磁阀(9053)设置于投药口(9052)处，投药电磁阀(9053)与中央处理器(8)进行控制连接，用于对投药进行控制；当需要进行农药喷洒时，由中央处理器(8)控制投药电磁阀(9053)打开，农药通过投药口(9052)进入到喷射罐(901)内，被喷射罐(901)内的水进行稀释，完成农药的配比。

9.根据权利要求8所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，所述喷射罐的密封盖的内侧还设置有电动搅拌棒(906)，电动搅拌棒(906)与中央处理器(8)进行控制连接，当农药投放至喷射罐(901)内部后，中央处理器(8)控制电动搅拌棒(906)启动，使得农药与水充分混合。

10.根据权利要求5所述的智慧农业叶面观测装置，其特征在于，所述喷射罐(901)上设置了检测架(907)，在检测架(907)上设置有液位传感器(908)，液位传感器(908)与中央处理器(8)进行控制连接，液位传感器(908)检测喷射罐(901)中水位并上传至中央处理器(8)，中央处理器(8)通过选择注水或喷水对喷射罐中的水位进行控制。