一种基于物联网技术的高效蔬菜大棚装置的制作方法

本发明涉及一种蔬菜大棚装置，尤其涉及一种基于物联网技术的高效蔬菜大棚装置。

背景技术：

大棚蔬菜能提供及时、反季节的新鲜蔬菜，其市场前景良好。但是大棚蔬菜的管理非常复杂，大棚蔬菜对环境温度、湿度，光照的要求很高，要求菜农具备较强的专业蔬菜种植水平。大棚蔬菜的人力投入太多，尤其是对于反季节蔬菜的管理，基本上要求全天候值守管理。人力的大量投资会造成管理成本的增加，对于种植水平较低的农户来说，种植大棚蔬菜可能很难获利。如何在降低投资的基础上，减少人力资本，完成蔬菜大棚的增值创收成为当前农户的迫切需求。

中国专利CN203038071U针对已有的蔬菜大棚管理复杂的问题，公开了一种基于物联网技术的智能蔬菜大棚装置，其通过光敏传感器、温度传感器和湿度传感器实时采集大棚内的光强、温度和湿度，经控制模块内部决断发出指令，控制大棚内的喷淋子系统、采光子系统、照明子系统和热循环子系统进行相应动作并将动作信息发送给总控中心，总控中心记录蔬菜整个生长过程信息，从而达到控制大棚内部环境的方式，克服了人力投入太多和投资成本高的问题，但由于一种基于物联网技术的智能蔬菜大棚装置操作复杂和成本高，从而会导致大棚蔬菜种植效率低。

综上，目前需要研发一种操作简单、成本低和效率高的基于物联网技术的高效蔬菜大棚装置，来克服现有技术中操作复杂、成本高和效率低的缺点。

技术实现要素：

(1)要解决的技术问题

本发明为了克服现有技术中操作复杂、成本高和效率低的缺点，本发明要解决的技术问题是提供一种操作简单、成本低和效率高的基于物联网技术的高效蔬菜大棚装置。

(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基于物联网技术的高效蔬菜大棚装置，包括有第一滑轨、第一弹簧、第一支杆、第二滑轨、第二滑块、第二弹簧、第二支杆、第三支杆、水箱、水泵、软管、圆盘、第一拉绳、齿轮、电机、第一滑块、齿条、菜棚、转轴、第四支杆、第一大风机、第一照射灯、支板、第一连杆、铰接部件、第二连杆、第五支杆、喷头、控制器、温度传感器、湿度传感器和光照传感器；地面上放置有菜棚，菜棚顶部右侧通过螺栓连接的方式连接有水箱，水箱内底部右侧通过螺栓连接的方式连接有水泵，水泵上通过法兰连接的方式连接有软管，菜棚内顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有第一滑轨，第一滑轨上滑动式连接有第一滑块，第一滑轨与第一滑块配合，第一滑块上端与菜棚内顶部之间设有第一弹簧，第一弹簧的一端通过挂钩的方式与第一滑块上端连接，第一弹簧的另一端通过挂钩的方式与菜棚内顶部连接，第一滑块右端通过螺栓连接的方式连接有齿条，菜棚内顶部左侧焊接有第一支杆，第一支杆位于第一滑轨的右方，第一支杆下端通过螺栓连接的方式连接有电机，电机上的输出轴通过联轴器与转轴连接，转轴上连接有第一拉绳，转轴上通过平键连接的方式连接有齿轮，齿轮与齿条啮合，齿轮上焊接有第四支杆，第四支杆末端通过螺栓连接的方式连接有第一大风机，菜棚内顶部通过螺栓连接的方式连接有第二滑轨，第二滑轨上滑动式连接有第二滑块，第二滑轨与第二滑块配合，第一拉绳的末端通过挂钩的方式与左侧的第二滑块的左端连接，第二滑块下端通过螺栓连接的方式连接有支板，支板底部通过螺栓连接的方式连接有第一照射灯，支板右端通过螺栓连接的方式连接有第一连杆，第一连杆右端与第二连杆上端通过铰接部件连接，铰接部件包括有凹形板、连接轴和旋转板，连接轴固定安装在凹形板上，在旋转板上设有圆孔，连接轴穿过旋转板上的圆孔，并且旋转板绕着连接轴转动，第一连杆右端通过焊接的方式与第一连杆右端的铰接部件的凹形板连接，第二连杆上端通过焊接的方式与第一连杆右端的铰接部件的旋转板连接，菜棚内顶部右侧焊接有第二支杆和第三支杆，第二支杆位于第二滑轨的右方，第二支杆位于第三支杆的左方，右侧的第二滑块的右端与第二支杆的左侧之间设有第二弹簧，第二弹簧的一端通过挂钩的方式与右侧的第二滑块的右端连接，第二弹簧的另一端通过挂钩的方式与第二支杆的左侧连接，第三支杆下端通过螺栓连接的方式连接有圆盘，圆盘与第二连杆下端通过铰接部件连接，圆盘通过焊接的方式与圆盘上的铰接部件的凹形板连接，第二连杆下端通过焊接的方式与圆盘上的铰接部件的旋转板连接，圆盘上焊接有第五支杆，第五支杆末端通过螺栓连接的方式连接有喷头，软管末端通过法兰连接的方式与喷头连接，菜棚内左壁通过螺栓连接的方式从上至下依次连接有控制器、温度传感器、光照传感器和湿度传感器，温度传感器、光照传感器、湿度传感器、水泵、电机、第一大风机和第一照射灯均与控制器连接。

优选地，还包括有第二拉绳、摆动杆、第三弹簧和第二大风机，菜棚内左壁上部与摆动杆通过铰接部件连接，菜棚内左壁上部通过焊接的方式与菜棚内左壁上部的铰接部件的凹形板连接，摆动杆通过焊接的方式与菜棚内左壁上部的铰接部件的旋转板连接，摆动杆末端通过螺栓连接的方式连接有第二大风机，第二大风机与控制器连接，第一滑块下端通过挂钩的方式连接有第二拉绳，第二拉绳末端通过挂钩的方式与摆动杆连接，摆动杆与菜棚内左壁上部之间设有第三弹簧，第三弹簧的一端通过挂钩的方式与摆动杆连接，第三弹簧的另一端通过挂钩的方式与菜棚内左壁上部连接。

优选地，还包括有第二照射灯，菜棚内右壁下部通过螺栓连接的方式连接有第二照射灯，第二照射灯与控制器连接，第二照射灯的额定电压为220V，第二照射灯的额定功率为200W，第二照射灯的灯罩颜色为白色。

优选地，还包括有工具箱，菜棚顶部通过螺栓连接的方式连接有工具箱，工具箱位于水箱的左方，工具箱的立体形状为长方体形，工具箱的横截面的形状为长方形，工具箱的材质为不锈钢。

优选地，圆盘上开有小孔，各个小孔的大小均相等，各个小孔的形状均相同，小孔的立体形状为圆柱体形，小孔的纵截面的形状为圆形，小孔的半径大小为1cm，小孔的深度为3cm。

优选地，还包括有第一加强筋，菜棚内顶部右侧与第三支杆左侧上部之间焊接有第一加强筋，第一加强筋的横截面的形状为正方形，第一加强筋的材质为Q235钢，第一加强筋的表面为光滑平面。

优选地，还包括有第二加强筋，菜棚左壁下部与地面之间和菜棚右壁下部与地面之间均焊接有第二加强筋，第二加强筋的横截面的形状为正方形，第二加强筋的材质为Q235钢，第二加强筋的表面为光滑平面。

工作原理：当菜棚内种植蔬菜时，当温度传感器感应到菜棚内的蔬菜温度需要调节时，则温度传感器就会反馈信号给控制器，则控制器就会控制电机带动转轴顺时针或逆时针转动，从而带动齿轮顺时针或逆时针转动，从而带动第四支杆顺时针或逆时针转动，从而带动第一大风机顺时针或逆时针转动。与此同时控制器也会控制第一大风机工作，从而第一大风机就会对菜棚内的蔬菜进行吹冷风或热风，从而能够调节菜棚内的温度，从而能够使菜棚内蔬菜更好地生长。当菜棚内的温度合适时，风机和电机均停止工作。当光照传感器感应到菜棚内的蔬菜需要光照时，则光照传感器就会反馈信号给控制器，则控制器就会控制第一照射灯工作，则第一照射灯就会对菜棚内蔬菜进行光照。与此同时控制器也会控制电机带动转轴顺时针或逆时针转动，从而就会收回或放出第一拉绳，从而就会带动第二滑块左右运动，从而带动支板左右运动，从而带动第一照射灯左右运动，从而就会扩大第一照射灯照射的范围，从而能够使整个菜棚内蔬菜都能够进行光照。当菜棚内蔬菜光照合适时，第一照射灯停止工作，当第一照射灯复位时，电机也停止工作。当湿度传感器感应到菜棚内的蔬菜需要浇水时，则湿度传感器就会反馈信号给控制器，则控制器就会控制水泵工作，则水泵就会将水箱内的水抽入到软管内，然后再经过喷头喷洒到菜棚内的蔬菜上。与此同时再重复以上步骤，使支板左右运动，从而带动第一连杆左右运动，在第二连杆的作用下，从而带动圆盘顺时针或逆时针转动，从而带动第五支杆顺时针或逆时针转动，从而带动喷头顺时针或逆时针转动，从而就会扩大喷头的喷水范围，从而能够使整个菜棚内的蔬菜都喷水到水。当菜棚内的蔬菜喷水完毕时，水泵和电机均停止工作。

因为还包括有第二拉绳、摆动杆、第三弹簧和第二大风机，菜棚内左壁上部与摆动杆通过铰接部件连接，菜棚内左壁上部通过焊接的方式与菜棚内左壁上部的铰接部件的凹形板连接，摆动杆通过焊接的方式与菜棚内左壁上部的铰接部件的旋转板连接，摆动杆末端通过螺栓连接的方式连接有第二大风机，第二大风机与控制器连接，第一滑块下端通过挂钩的方式连接有第二拉绳，第二拉绳末端通过挂钩的方式与摆动杆连接，摆动杆与菜棚内左壁上部之间设有第三弹簧，第三弹簧的一端通过挂钩的方式与摆动杆连接，第三弹簧的另一端通过挂钩的方式与菜棚内左壁上部连接，所以当温度传感器感应到菜棚内的蔬菜温度需要调节时，则温度传感器就会反馈信号给控制器，则控制器也会控制第二大风机工作，与此同时第一滑块上下运动，从而就会收回或放出第二拉绳，从而就会带动摆动杆来回摆动，从而带动第二大风机来回摆动，从而就会扩大第二大风机吹风范围，从而能够使菜棚内的温度调整的更快，从而提高了工作效率。

因为还包括有第二照射灯，菜棚内右壁下部通过螺栓连接的方式连接有第二照射灯，第二照射灯与控制器连接，第二照射灯的额定电压为220V，第二照射灯的额定功率为200W，第二照射灯的灯罩颜色为白色，所以能够使菜棚内的蔬菜光照更均匀。

因为还包括有工具箱，菜棚顶部通过螺栓连接的方式连接有工具箱，工具箱位于水箱的左方，工具箱的立体形状为长方体形，工具箱的横截面的形状为长方形，工具箱的材质为不锈钢，所以能够方便人们放置工具。

控制器选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动，X1为停止，X2为温度传感器，X3为湿度传感器，X4为光照传感器；Y0为水泵，Y1为电机，Y2为第一大风机，Y3为第二大风机，Y4为第一照射灯，Y5为第二照射灯。根据图6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，通过编程即可实现控制器控制各部件按上述工作原理进行动作，编程的相关指令都为现有技术，在此不再赘述。

(3)有益效果

本发明达到了操作简单和成本低的有益效果；通过设有第二拉绳、摆动杆、第三弹簧和第二大风机，所以能够使菜棚内的温度调整的更快，从而提高了工作效率；通过设有第二照射灯，所以能够使菜棚内的蔬菜光照更均匀。

附图说明

图1为本发明的第一种主视结构示意图。

图2为本发明的铰接部件的立体结构示意图。

图3为本发明的第二种主视结构示意图。

图4为本发明的第三种主视结构示意图。

图5为本发明的第四种主视结构示意图。

图6为本发明的电气控制原理图。

附图中的标记为：1-第一滑轨，2-第一弹簧，3-第一支杆，4-第二滑轨，5-第二滑块，6-第二弹簧，7-第二支杆，8-第三支杆，9-水箱，10-水泵，11-软管，12-圆盘，13-第一拉绳，14-齿轮，15-电机，16-第一滑块，17-齿条，18-菜棚，19-转轴，20-第四支杆，21-第一大风机，22-第一照射灯，23-支板，24-第一连杆，25-铰接部件，26-第二连杆，27-第五支杆，28-喷头，29-控制器，30-温度传感器，31-湿度传感器，32-地面，33-凹形板，34-连接轴，35-旋转板，36-第二拉绳，37-摆动杆，38-第三弹簧，39-第二大风机，40-第二照射灯，41-工具箱，42-小孔，43-第一加强筋，44-第二加强筋，45-光照传感器。

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

一种基于物联网技术的高效蔬菜大棚装置，如图1-6所示，包括有第一滑轨1、第一弹簧2、第一支杆3、第二滑轨4、第二滑块5、第二弹簧6、第二支杆7、第三支杆8、水箱9、水泵10、软管11、圆盘12、第一拉绳13、齿轮14、电机15、第一滑块16、齿条17、菜棚18、转轴19、第四支杆20、第一大风机21、第一照射灯22、支板23、第一连杆24、铰接部件25、第二连杆26、第五支杆27、喷头28、控制器29、温度传感器30、湿度传感器31和光照传感器45；地面32上放置有菜棚18，菜棚18顶部右侧通过螺栓连接的方式连接有水箱9，水箱9内底部右侧通过螺栓连接的方式连接有水泵10，水泵10上通过法兰连接的方式连接有软管11，菜棚18内顶部左侧通过螺栓连接的方式连接有第一滑轨1，第一滑轨1上滑动式连接有第一滑块16，第一滑轨1与第一滑块16配合，第一滑块16上端与菜棚18内顶部之间设有第一弹簧2，第一弹簧2的一端通过挂钩的方式与第一滑块16上端连接，第一弹簧2的另一端通过挂钩的方式与菜棚18内顶部连接，第一滑块16右端通过螺栓连接的方式连接有齿条17，菜棚18内顶部左侧焊接有第一支杆3，第一支杆3位于第一滑轨1的右方，第一支杆3下端通过螺栓连接的方式连接有电机15，电机15上的输出轴通过联轴器与转轴19连接，转轴19上连接有第一拉绳13，转轴19上通过平键连接的方式连接有齿轮14，齿轮14与齿条17啮合，齿轮14上焊接有第四支杆20，第四支杆20末端通过螺栓连接的方式连接有第一大风机21，菜棚18内顶部通过螺栓连接的方式连接有第二滑轨4，第二滑轨4上滑动式连接有第二滑块5，第二滑轨4与第二滑块5配合，第一拉绳13的末端通过挂钩的方式与左侧的第二滑块5的左端连接，第二滑块5下端通过螺栓连接的方式连接有支板23，支板23底部通过螺栓连接的方式连接有第一照射灯22，支板23右端通过螺栓连接的方式连接有第一连杆24，第一连杆24右端与第二连杆26上端通过铰接部件25连接，铰接部件25包括有凹形板33、连接轴34和旋转板35，连接轴34固定安装在凹形板33上，在旋转板35上设有圆孔，连接轴34穿过旋转板35上的圆孔，并且旋转板35绕着连接轴34转动，第一连杆24右端通过焊接的方式与第一连杆24右端的铰接部件25的凹形板33连接，第二连杆26上端通过焊接的方式与第一连杆24右端的铰接部件25的旋转板35连接，菜棚18内顶部右侧焊接有第二支杆7和第三支杆8，第二支杆7位于第二滑轨4的右方，第二支杆7位于第三支杆8的左方，右侧的第二滑块5的右端与第二支杆7的左侧之间设有第二弹簧6，第二弹簧6的一端通过挂钩的方式与右侧的第二滑块5的右端连接，第二弹簧6的另一端通过挂钩的方式与第二支杆7的左侧连接，第三支杆8下端通过螺栓连接的方式连接有圆盘12，圆盘12与第二连杆26下端通过铰接部件25连接，圆盘12通过焊接的方式与圆盘12上的铰接部件25的凹形板33连接，第二连杆26下端通过焊接的方式与圆盘12上的铰接部件25的旋转板35连接，圆盘12上焊接有第五支杆27，第五支杆27末端通过螺栓连接的方式连接有喷头28，软管11末端通过法兰连接的方式与喷头28连接，菜棚18内左壁通过螺栓连接的方式从上至下依次连接有控制器29、温度传感器30、光照传感器45和湿度传感器31，温度传感器30、光照传感器45、湿度传感器31、水泵10、电机15、第一大风机21和第一照射灯22均与控制器29连接。

还包括有第二拉绳36、摆动杆37、第三弹簧38和第二大风机39，菜棚18内左壁上部与摆动杆37通过铰接部件25连接，菜棚18内左壁上部通过焊接的方式与菜棚18内左壁上部的铰接部件25的凹形板33连接，摆动杆37通过焊接的方式与菜棚18内左壁上部的铰接部件25的旋转板35连接，摆动杆37末端通过螺栓连接的方式连接有第二大风机39，第二大风机39与控制器29连接，第一滑块16下端通过挂钩的方式连接有第二拉绳36，第二拉绳36末端通过挂钩的方式与摆动杆37连接，摆动杆37与菜棚18内左壁上部之间设有第三弹簧38，第三弹簧38的一端通过挂钩的方式与摆动杆37连接，第三弹簧38的另一端通过挂钩的方式与菜棚18内左壁上部连接。

还包括有第二照射灯40，菜棚18内右壁下部通过螺栓连接的方式连接有第二照射灯40，第二照射灯40与控制器29连接，第二照射灯40的额定电压为220V，第二照射灯40的额定功率为200W，第二照射灯40的灯罩颜色为白色。

还包括有工具箱41，菜棚18顶部通过螺栓连接的方式连接有工具箱41，工具箱41位于水箱9的左方，工具箱41的立体形状为长方体形，工具箱41的横截面的形状为长方形，工具箱41的材质为不锈钢。

圆盘12上开有小孔42，各个小孔42的大小均相等，各个小孔42的形状均相同，小孔42的立体形状为圆柱体形，小孔42的纵截面的形状为圆形，小孔42的半径大小为1cm，小孔42的深度为3cm。

还包括有第一加强筋43，菜棚18内顶部右侧与第三支杆8左侧上部之间焊接有第一加强筋43，第一加强筋43的横截面的形状为正方形，第一加强筋43的材质为Q235钢，第一加强筋43的表面为光滑平面。

还包括有第二加强筋44，菜棚18左壁下部与地面32之间和菜棚18右壁下部与地面32之间均焊接有第二加强筋44，第二加强筋44的横截面的形状为正方形，第二加强筋44的材质为Q235钢，第二加强筋44的表面为光滑平面。

工作原理：当菜棚18内种植蔬菜时，当温度传感器30感应到菜棚18内的蔬菜温度需要调节时，则温度传感器30就会反馈信号给控制器29，则控制器29就会控制电机15带动转轴19顺时针或逆时针转动，从而带动齿轮14顺时针或逆时针转动，从而带动第四支杆20顺时针或逆时针转动，从而带动第一大风机21顺时针或逆时针转动。与此同时控制器29也会控制第一大风机21工作，从而第一大风机21就会对菜棚18内的蔬菜进行吹冷风或热风，从而能够调节菜棚18内的温度，从而能够使菜棚18内蔬菜更好地生长。当菜棚18内的温度合适时，风机和电机15均停止工作。当光照传感器45感应到菜棚18内的蔬菜需要光照时，则光照传感器45就会反馈信号给控制器29，则控制器29就会控制第一照射灯22工作，则第一照射灯22就会对菜棚18内蔬菜进行光照。与此同时控制器29也会控制电机15带动转轴19顺时针或逆时针转动，从而就会收回或放出第一拉绳13，从而就会带动第二滑块5左右运动，从而带动支板23左右运动，从而带动第一照射灯22左右运动，从而就会扩大第一照射灯22照射的范围，从而能够使整个菜棚18内蔬菜都能够进行光照。当菜棚18内蔬菜光照合适时，第一照射灯22停止工作，当第一照射灯22复位时，电机15也停止工作。当湿度传感器31感应到菜棚18内的蔬菜需要浇水时，则湿度传感器31就会反馈信号给控制器29，则控制器29就会控制水泵10工作，则水泵10就会将水箱9内的水抽入到软管11内，然后再经过喷头28喷洒到菜棚18内的蔬菜上。与此同时再重复以上步骤，使支板23左右运动，从而带动第一连杆24左右运动，在第二连杆26的作用下，从而带动圆盘12顺时针或逆时针转动，从而带动第五支杆27顺时针或逆时针转动，从而带动喷头28顺时针或逆时针转动，从而就会扩大喷头28的喷水范围，从而能够使整个菜棚18内的蔬菜都喷水到水。当菜棚18内的蔬菜喷水完毕时，水泵10和电机15均停止工作。

因为还包括有第二拉绳36、摆动杆37、第三弹簧38和第二大风机39，菜棚18内左壁上部与摆动杆37通过铰接部件25连接，菜棚18内左壁上部通过焊接的方式与菜棚18内左壁上部的铰接部件25的凹形板33连接，摆动杆37通过焊接的方式与菜棚18内左壁上部的铰接部件25的旋转板35连接，摆动杆37末端通过螺栓连接的方式连接有第二大风机39，第二大风机39与控制器29连接，第一滑块16下端通过挂钩的方式连接有第二拉绳36，第二拉绳36末端通过挂钩的方式与摆动杆37连接，摆动杆37与菜棚18内左壁上部之间设有第三弹簧38，第三弹簧38的一端通过挂钩的方式与摆动杆37连接，第三弹簧38的另一端通过挂钩的方式与菜棚18内左壁上部连接，所以当温度传感器30感应到菜棚18内的蔬菜温度需要调节时，则温度传感器30就会反馈信号给控制器29，则控制器29也会控制第二大风机39工作，与此同时第一滑块16上下运动，从而就会收回或放出第二拉绳36，从而就会带动摆动杆37来回摆动，从而带动第二大风机39来回摆动，从而就会扩大第二大风机39吹风范围，从而能够使菜棚18内的温度调整的更快，从而提高了工作效率。

因为还包括有第二照射灯40，菜棚18内右壁下部通过螺栓连接的方式连接有第二照射灯40，第二照射灯40与控制器29连接，第二照射灯40的额定电压为220V，第二照射灯40的额定功率为200W，第二照射灯40的灯罩颜色为白色，所以能够使菜棚18内的蔬菜光照更均匀。

因为还包括有工具箱41，菜棚18顶部通过螺栓连接的方式连接有工具箱41，工具箱41位于水箱9的左方，工具箱41的立体形状为长方体形，工具箱41的横截面的形状为长方形，工具箱41的材质为不锈钢，所以能够方便人们放置工具。

控制器29选择厦门海为科技有限公司生产的海为S24S0T型PLC控制器29，主机外部24VDC供电，16路输入，8路输出。输入输出端口的定义为：X0为启动，X1为停止，X2为温度传感器30，X3为湿度传感器31，X4为光照传感器45；Y0为水泵10，Y1为电机15，Y2为第一大风机21，Y3为第二大风机39，Y4为第一照射灯22，Y5为第二照射灯40。根据图6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，通过编程即可实现控制器29控制各部件按上述工作原理进行动作，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。