一种农业物联网植物生长监控防护装置的制作方法

本发明涉及一种植物生长监控防护装置，尤其涉及一种农业物联网植物生长监控防护装置。

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。

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。顾名思义，物联网就是物物相连的互联网。这有两层意思：其一，物联网的核心和基础仍然是互联网，是在互联网基础上的延伸和扩展的网络；其二，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信，也就是物物相息。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。

监控系统是安防系统中应用最多的系统之一，现在市面上较为适合的工地监控系统是手持式视频通信设备，视频监控现在是主流。从最早模拟监控到前些年火热数字监控再到现在方兴未艾网络视频监控，发生了翻天覆地变化。在IP技术逐步统一全球今天，我们有必要重新认识视频监控系统发展历史。

防护，一种防备和保护的方式或方法和保护措施。

现有的农业物联网植物生长监控防护装置存在不能实现自动化、不能有效保护植物免受破坏、功能单一的缺点，因此亟需设计一种能实现自动化、能有效保护植物免受破坏、功能多样的农业物联网植物生长监控防护装置。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服现有的农业物联网植物生长监控防护装置不能实现自动化、不能有效保护植物免受破坏、功能单一的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种能实现自动化、能有效保护植物免受破坏、功能多样的农业物联网植物生长监控防护装置。

(2)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供了这样一种农业物联网植物生长监控防护装置，包括有左支架、底座、L形支架、齿条、网筐、档板、支杆、滑轨、滑块、电机、齿轮、培养箱、喷头、监控器、防护罩、水泵、软管、水箱、顶支架、导向轮、拉线、右支架和电动推杆；底座上从右至左依次设有网筐、L形支架和左支架，L形支架左侧顶端设有电机，电机后侧连接有齿轮，L形支架顶部右端设有滑轨，滑轨左侧设有滑块，滑块左端设有齿条，齿条与齿轮啮合，齿条顶端设有培养箱，培养箱右侧上端连接有拉线，培养箱底端与底座接触，左支架右侧设有水箱，水箱内底部设有水泵，水箱外右侧设有喷头，喷头与水箱之间连接有软管，左支架顶端设有顶支架，顶支架底部设有导向轮，顶支架右端设有右支架，右支架左侧上下两端对称设有导向轮，右支架右侧设有电动推杆，电动推杆底端连接有档板，档板右侧与网筐左侧接触，右支架底端设有支杆，支杆顶部左端设有导向轮，拉线绕过导向轮，拉线上端连接有防护罩，防护罩内左壁设有监控器。

优选地，还包括有第一接近传感器和控制器，培养箱左右两侧对称设有第一接近传感器，顶支架底部设有控制器，控制器设置在导向轮左方，第一接近传感器、电动推杆和电机都分别与控制器连接。

优选地，还包括有第二接近传感器，网筐内右下角设有第二接近传感器，第二接近传感器与控制器连接。

优选地，还包括有湿度传感器，支杆底部设有湿度传感器，湿度传感器与控制器连接。

优选地，左支架与顶支架垂直连接，左支架与顶支架的长度比例为1：1，左支架的左视图为长方形。

优选地，底座与L形支架垂直连接，L形支架位于底座顶部的正中间，底座长度为2米，底座厚度为2厘米，底座的俯视图为正方形。

优选地，培养箱的高为0.5米，培养箱的宽为0.4米，培养箱的厚度为2厘米。

优选地，防护罩位于培养箱的正上方，监控器与防护罩左壁呈30°角，防护罩主视图为正方形，防护罩与培养箱的宽度比例为3:5。

优选地，喷头左侧与水箱右侧固定连接，喷头与水箱右侧呈45°角，水箱左侧与左支架固定连接。

优选地，网筐呈长方体状，网筐为材质呈透明状，网筐厚度为1.5厘米，网筐高为0.3米。

优选地，档板呈长方体状，档板顶端与电动推杆底端固定连接，电动推杆左侧与右支架右侧固定连接。

工作原理：初始状态时，在网筐内放置有大米，档板底端与底座接触，使网筐处于封闭状态。将需要观察的植物放在培养箱内培养，打开监控器，对植物的生长情况进行监控，当有老鼠靠近时，老鼠可能会破坏植物，此时启动电机逆时针转动，带动齿轮逆时针转动，进而带动齿条上移，培养箱上移，培养箱离开地面，防止老鼠爬上培养箱破坏植物，培养箱上移至一定高度，关闭电机。培养箱上移的同时，在防护罩的重力作用下，防护罩则会掉落下来，将植物盖住，进一步防止老鼠破坏植物。然后启动电动推杆收缩，带动档板上移，档板上移至适当高度时，电动推杆停止收缩，网筐打开，网筐内的大米吸引老鼠进入到网筐内，当老鼠进入网筐内时，电动推杆伸长一定距离，带动档板下移，使网筐处于封闭状态，将老鼠困在网筐内。当天气比较干燥时，启动水泵，水通过软管从喷头喷洒出来，对植物进行浇灌，待植物浇灌好后，关闭水泵。

因为还包括有第一接近传感器和控制器，培养箱左右两侧对称设有第一接近传感器，顶支架底部设有控制器，控制器设置在导向轮左方，第一接近传感器、电动推杆和电机都分别与控制器连接，所以当有老鼠靠近时，第一接近传感器感应到老鼠，第一接近传感器反馈信号至控制器，控制器控制电机逆时针转动，带动齿轮逆时针转动，进而带动齿条上移，培养箱上移，培养箱离开地面，防止老鼠爬上培养箱破坏植物，培养箱上移至一定高度，控制器控制电机关闭。培养箱上移的同时，在防护罩的重力作用下，防护罩则会掉落下来，将植物盖住，进一步防止老鼠破坏植物。然后控制器控制电动推杆收缩，带动档板上移，档板上移至适当高度时，控制器控制电动推杆停止收缩，网筐打开，网筐内的大米吸引老鼠进入到网筐内。

因为还包括有第二接近传感器，网筐内右下角设有第二接近传感器，第二接近传感器与控制器连接，所以当老鼠进入网筐内时，第二接近传感器感应到老鼠，则反馈信号至控制器，控制器控制电动推杆伸长一定距离，带动档板下移，使网筐处于封闭状态，将老鼠困在网筐内。

因为还包括有湿度传感器，支杆底部设有湿度传感器，湿度传感器与控制器连接，所以当湿度传感器感应到植物周边空气比较干燥时，反馈信号至控制器，控制器控制水泵启动，水通过软管从喷头喷洒出来，对植物进行浇灌，当湿度传感器感应到植物周边空气比较湿润时，控制器控制水泵关闭。

因为左支架与顶支架垂直连接，左支架与顶支架的长度比例为1：1，左支架的左视图为长方形，所以增强了本装置的稳定性。

因为底座与L形支架垂直连接，L形支架位于底座顶部的正中间，底座长度为2米，底座厚度为2厘米，底座的俯视图为正方形，所以便于培养植物。

因为培养箱的高为0.5米，培养箱的宽为0.4米，培养箱的厚度为2厘米，所以培养箱不易损坏，使用寿命长。

因为防护罩位于培养箱的正上方，监控器与防护罩左壁呈30°角，防护罩主视图为正方形，防护罩与培养箱的宽度比例为3:5，所以防护罩可以更好地将植物盖住，防止老鼠破坏植物，监控器可以更加全面地对植物进行监控。

因为喷头左侧与水箱右侧固定连接，喷头与水箱右侧呈45°角，水箱左侧与左支架固定连接，所以可使植物浇灌更均匀，防止局部浇灌。

因为网筐呈长方体状，网筐为材质呈透明状，网筐厚度为1.5厘米，网筐高为0.3米，所以便于观察老鼠的活动情况，防止其跑掉。

因为档板呈长方体状，档板顶端与电动推杆底端固定连接，电动推杆左侧与右支架右侧固定连接，所以使档板能够将网筐封闭得更加紧密。

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。

SunYuanSYLED6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。

第一接近传感器连接型号为SYLED6的第一数显表，设置其一个开关量输出，设置其低于某一距离值时，输出信号。第二接近传感器连接型号为SYLED6的第二数显表，设置其一个开关量输出，设置其低于某一距离值时，输出信号。湿度传感器连接型号为SYLED6的第三数显表，设置其两个开关量输出，第一个为低于某一湿度值，第二个为高于湿度光线值。

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为连接第一接近传感器的第一数显表，X4为连接第二接近传感器的第二数显表，X5为连接湿度传感器的第三数显表第一开关量，X6为连接湿度传感器的第三数显表第二开关量；Y0为用于电机逆时针转动的接触器KM0，Y1为用于电机关闭的接触器KM1，Y2为用于电动推杆收缩的接触器KM2，Y3为用于电动推杆停止收缩的接触器KM3，Y4为用于电动推杆伸长的接触器KM4，Y5为用于水泵启动的接触器KM5，Y6为用于水泵关闭的接触器KM6。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

本发明达到了能实现自动化、能有效保护植物免受破坏、功能多样的的效果，不仅能及时反馈植物的生长状况，而且监控比较有针对性，本装置在监控植物生长的过程中，防止老鼠破坏植物的同时，还能将老鼠抓住，为人们节省了很多时间，便于人们观察植物生长的过程，并及时对植物采取相应措施。

附图说明

图1是本发明的第一种主视结构示意图。

图2是本发明的第二种主视结构示意图。

图3是本发明的第三种主视结构示意图。

图4是本发明的第四种主视结构示意图。

图5是本发明的电气控制原理图。

附图中的标记为：1-左支架，2-底座，3-L形支架，4-齿条，5-网筐，6-档板，7-支杆，8-滑轨，9-滑块，10-电机，11-齿轮，12-培养箱，13-喷头，14-植物，15-监控器，16-防护罩，17-水泵，18-软管，19-水箱，20-顶支架，21-导向轮，22-拉线，23-右支架，24-电动推杆，25-第一接近传感器，26-控制器，27-第二接近传感器，28-湿度传感器。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

实施例1

一种农业物联网植物生长监控防护装置，如图1-5所示，包括有左支架1、底座2、L形支架3、齿条4、网筐5、档板6、支杆7、滑轨8、滑块9、电机10、齿轮11、培养箱12、喷头13、监控器15、防护罩16、水泵17、软管18、水箱19、顶支架20、导向轮21、拉线22、右支架23和电动推杆24；底座2上从右至左依次设有网筐5、L形支架3和左支架1，L形支架3左侧顶端设有电机10，电机10后侧连接有齿轮11，L形支架3顶部右端设有滑轨8，滑轨8左侧设有滑块9，滑块9左端设有齿条4，齿条4与齿轮11啮合，齿条4顶端设有培养箱12，培养箱12右侧上端连接有拉线22，培养箱12底端与底座2接触，左支架1右侧设有水箱19，水箱19内底部设有水泵17，水箱19外右侧设有喷头13，喷头13与水箱19之间连接有软管18，左支架1顶端设有顶支架20，顶支架20底部设有导向轮21，顶支架20右端设有右支架23，右支架23左侧上下两端对称设有导向轮21，右支架23右侧设有电动推杆24，电动推杆24底端连接有档板6，档板6右侧与网筐5左侧接触，右支架23底端设有支杆7，支杆7顶部左端设有导向轮21，拉线22绕过导向轮21，拉线22上端连接有防护罩16，防护罩16内左壁设有监控器15。

实施例2

一种农业物联网植物生长监控防护装置，如图1-5所示，包括有左支架1、底座2、L形支架3、齿条4、网筐5、档板6、支杆7、滑轨8、滑块9、电机10、齿轮11、培养箱12、喷头13、监控器15、防护罩16、水泵17、软管18、水箱19、顶支架20、导向轮21、拉线22、右支架23和电动推杆24；底座2上从右至左依次设有网筐5、L形支架3和左支架1，L形支架3左侧顶端设有电机10，电机10后侧连接有齿轮11，L形支架3顶部右端设有滑轨8，滑轨8左侧设有滑块9，滑块9左端设有齿条4，齿条4与齿轮11啮合，齿条4顶端设有培养箱12，培养箱12右侧上端连接有拉线22，培养箱12底端与底座2接触，左支架1右侧设有水箱19，水箱19内底部设有水泵17，水箱19外右侧设有喷头13，喷头13与水箱19之间连接有软管18，左支架1顶端设有顶支架20，顶支架20底部设有导向轮21，顶支架20右端设有右支架23，右支架23左侧上下两端对称设有导向轮21，右支架23右侧设有电动推杆24，电动推杆24底端连接有档板6，档板6右侧与网筐5左侧接触，右支架23底端设有支杆7，支杆7顶部左端设有导向轮21，拉线22绕过导向轮21，拉线22上端连接有防护罩16，防护罩16内左壁设有监控器15。

还包括有第一接近传感器25和控制器26，培养箱12左右两侧对称设有第一接近传感器25，顶支架20底部设有控制器26，控制器26设置在导向轮21左方，第一接近传感器25、电动推杆24和电机10都分别与控制器26连接。

实施例3

一种农业物联网植物生长监控防护装置，如图1-5所示，包括有左支架1、底座2、L形支架3、齿条4、网筐5、档板6、支杆7、滑轨8、滑块9、电机10、齿轮11、培养箱12、喷头13、监控器15、防护罩16、水泵17、软管18、水箱19、顶支架20、导向轮21、拉线22、右支架23和电动推杆24；底座2上从右至左依次设有网筐5、L形支架3和左支架1，L形支架3左侧顶端设有电机10，电机10后侧连接有齿轮11，L形支架3顶部右端设有滑轨8，滑轨8左侧设有滑块9，滑块9左端设有齿条4，齿条4与齿轮11啮合，齿条4顶端设有培养箱12，培养箱12右侧上端连接有拉线22，培养箱12底端与底座2接触，左支架1右侧设有水箱19，水箱19内底部设有水泵17，水箱19外右侧设有喷头13，喷头13与水箱19之间连接有软管18，左支架1顶端设有顶支架20，顶支架20底部设有导向轮21，顶支架20右端设有右支架23，右支架23左侧上下两端对称设有导向轮21，右支架23右侧设有电动推杆24，电动推杆24底端连接有档板6，档板6右侧与网筐5左侧接触，右支架23底端设有支杆7，支杆7顶部左端设有导向轮21，拉线22绕过导向轮21，拉线22上端连接有防护罩16，防护罩16内左壁设有监控器15。

还包括有第一接近传感器25和控制器26，培养箱12左右两侧对称设有第一接近传感器25，顶支架20底部设有控制器26，控制器26设置在导向轮21左方，第一接近传感器25、电动推杆24和电机10都分别与控制器26连接。

还包括有第二接近传感器27，网筐5内右下角设有第二接近传感器27，第二接近传感器27与控制器26连接。

还包括有湿度传感器28，支杆7底部设有湿度传感器28，湿度传感器28与控制器26连接。

左支架1与顶支架20垂直连接，左支架1与顶支架20的长度比例为1：1，左支架1的左视图为长方形。

底座2与L形支架3垂直连接，L形支架3位于底座2顶部的正中间，底座2长度为2米，底座2厚度为2厘米，底座2的俯视图为正方形。

培养箱12的高为0.5米，培养箱12的宽为0.4米，培养箱12的厚度为2厘米。

防护罩16位于培养箱12的正上方，监控器15与防护罩16左壁呈30°角，防护罩16主视图为正方形，防护罩16与培养箱12的宽度比例为3:5。

喷头13左侧与水箱19右侧固定连接，喷头13与水箱19右侧呈45°角，水箱19左侧与左支架1固定连接。

网筐5呈长方体状，网筐5为材质呈透明状，网筐5厚度为1.5厘米，网筐5高为0.3米。

档板6呈长方体状，档板6顶端与电动推杆24底端固定连接，电动推杆24左侧与右支架23右侧固定连接。

工作原理：初始状态时，在网筐5内放置有大米，档板6底端与底座2接触，使网筐5处于封闭状态。将需要观察的植物14放在培养箱12内培养，打开监控器15，对植物14的生长情况进行监控，当有老鼠靠近时，老鼠可能会破坏植物14，此时启动电机10逆时针转动，带动齿轮11逆时针转动，进而带动齿条4上移，培养箱12上移，培养箱12离开地面，防止老鼠爬上培养箱12破坏植物14，培养箱12上移至一定高度，关闭电机10。培养箱12上移的同时，在防护罩16的重力作用下，防护罩16则会掉落下来，将植物14盖住，进一步防止老鼠破坏植物14。然后启动电动推杆24收缩，带动档板6上移，档板6上移至适当高度时，电动推杆24停止收缩，网筐5打开，网筐5内的大米吸引老鼠进入到网筐5内，当老鼠进入网筐5内时，电动推杆24伸长一定距离，带动档板6下移，使网筐5处于封闭状态，将老鼠困在网筐5内。当天气比较干燥时，启动水泵17，水通过软管18从喷头13喷洒出来，对植物14进行浇灌，待植物14浇灌好后，关闭水泵17。

因为还包括有第一接近传感器25和控制器26，培养箱12左右两侧对称设有第一接近传感器25，顶支架20底部设有控制器26，控制器26设置在导向轮21左方，第一接近传感器25、电动推杆24和电机10都分别与控制器26连接，所以当有老鼠靠近时，第一接近传感器25感应到老鼠，第一接近传感器25反馈信号至控制器26，控制器26控制电机10逆时针转动，带动齿轮11逆时针转动，进而带动齿条4上移，培养箱12上移，培养箱12离开地面，防止老鼠爬上培养箱12破坏植物14，培养箱12上移至一定高度，控制器26控制电机10关闭。培养箱12上移的同时，在防护罩16的重力作用下，防护罩16则会掉落下来，将植物14盖住，进一步防止老鼠破坏植物14。然后控制器26控制电动推杆24收缩，带动档板6上移，档板6上移至适当高度时，控制器26控制电动推杆24停止收缩，网筐5打开，网筐5内的大米吸引老鼠进入到网筐5内。

因为还包括有第二接近传感器27，网筐5内右下角设有第二接近传感器27，第二接近传感器27与控制器26连接，所以当老鼠进入网筐5内时，第二接近传感器27感应到老鼠，则反馈信号至控制器26，控制器26控制电动推杆24伸长一定距离，带动档板6下移，使网筐5处于封闭状态，将老鼠困在网筐5内。

因为还包括有湿度传感器28，支杆7底部设有湿度传感器28，湿度传感器28与控制器26连接，所以当湿度传感器28感应到植物14周边空气比较干燥时，反馈信号至控制器26，控制器26控制水泵17启动，水通过软管18从喷头13喷洒出来，对植物14进行浇灌，当湿度传感器28感应到植物14周边空气比较湿润时，控制器26控制水泵17关闭。

因为左支架1与顶支架20垂直连接，左支架1与顶支架20的长度比例为1：1，左支架1的左视图为长方形，所以增强了本装置的稳定性。

因为底座2与L形支架3垂直连接，L形支架3位于底座2顶部的正中间，底座2长度为2米，底座2厚度为2厘米，底座2的俯视图为正方形，所以便于培养植物14。

因为培养箱12的高为0.5米，培养箱12的宽为0.4米，培养箱12的厚度为2厘米，所以培养箱12不易损坏，使用寿命长。

因为防护罩16位于培养箱12的正上方，监控器15与防护罩16左壁呈30°角，防护罩16主视图为正方形，防护罩16与培养箱12的宽度比例为3:5，所以防护罩16可以更好地将植物14盖住，防止老鼠破坏植物14，监控器15可以更加全面地对植物14进行监控。

因为喷头13左侧与水箱19右侧固定连接，喷头13与水箱19右侧呈45°角，水箱19左侧与左支架1固定连接，所以可使植物14浇灌更均匀，防止局部浇灌。

因为网筐5呈长方体状，网筐5为材质呈透明状，网筐5厚度为1.5厘米，网筐5高为0.3米，所以便于观察老鼠的活动情况，防止其跑掉。

因为档板6呈长方体状，档板6顶端与电动推杆24底端固定连接，电动推杆24左侧与右支架23右侧固定连接，所以使档板6能够将网筐5封闭得更加紧密。

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。

SunYuanSYLED6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。

第一接近传感器25连接型号为SYLED6的第一数显表，设置其一个开关量输出，设置其低于某一距离值时，输出信号。第二接近传感器27连接型号为SYLED6的第二数显表，设置其一个开关量输出，设置其低于某一距离值时，输出信号。湿度传感器28连接型号为SYLED6的第三数显表，设置其两个开关量输出，第一个为低于某一湿度值，第二个为高于湿度光线值。

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为连接第一接近传感器25的第一数显表，X4为连接第二接近传感器27的第二数显表，X5为连接湿度传感器28的第三数显表第一开关量，X6为连接湿度传感器28的第三数显表第二开关量；Y0为用于电机10逆时针转动的接触器KM0，Y1为用于电机10关闭的接触器KM1，Y2为用于电动推杆24收缩的接触器KM2，Y3为用于电动推杆24停止收缩的接触器KM3，Y4为用于电动推杆24伸长的接触器KM4，Y5为用于水泵17启动的接触器KM5，Y6为用于水泵17关闭的接触器KM6。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发明的优选实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。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，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。