一种基于物联网技术的智慧农业种植系统

1.本发明涉及智慧农业种植系统，具体为一种基于物联网技术的智慧农业种植系统。


背景技术：

2.智慧农业是指现代科学技术与农业种植相结合，从而实现无人化、自动化、智能化管理，智慧农业是将物联网技术运用到传统农业中去，运用传感器和软件通过移动平台或者电脑平台对农业生产进行控制。
3.在申请号为cn213523166u的实用新型专利“一种物联网花卉养殖系统”中，在花盆土壤中插入土壤氮磷钾传感器，将土壤氮磷钾传感器与手机无线连接，手机用于土壤氮磷钾传感器读数，在花盆上方设置施肥机构，通过物联网技术控制施肥的量，达到节水节肥的目的。


技术实现要素：

4.本发明的目的就是提供一种基于物联网技术的智慧农业种植系统。
5.本发明的目的是通过这样的技术方案实现的，所述种植系统包括有若干自动化种植设备、云平台和终端app；
6.所述自动化种植设备包括有用于挖土开沟、播种、施肥、覆土、盖膜的机械单元、单片机、土壤检测传感器、无线收发模块、电源模块；
7.所述单片机控制无线收发模块与所述云平台或相邻自动化种植设备的无线收发模块数据交互，所述云平台与终端app数据交互，所述单片机控制机械单元工作。
8.进一步，所述机械单元包括移动车架，所述移动车架的前侧底部设置有用于挖土开沟的开沟组件，所述移动车架上设置有用于分离土壤的分离箱，所述开沟单元的两侧均设置有用于将开沟过程中扬起的土壤输送到所述分离箱内的第一传送带，所述第一传送带的进料端位于所述开沟单元的一侧，所述第一传送带的出料端位于所述分离箱上方；
9.所述分离箱与开沟单元之间的移动车架上还设置有用于播撒种子的播种组件，所述分离箱的上方还设置有用于施肥的施肥组件，所述分离箱远离播种组件一侧的移动车架上还设置有用于铺设薄膜的盖膜组件；
10.所述分离箱底部的两端均开设有第一漏料槽，所述分离箱底部的中部开设有第二漏料槽，所述第一漏料槽与第二漏料槽之间均设置有用于分离土壤的土壤分离组件；
11.所述第二漏料槽位于所述施肥组件出料端的下方，所述第二漏料槽位于所述开沟组件所开的沟槽的上方，所述移动车架的底端还安装有第二传送带，所述第二传送带的进料端位于所述第一漏料槽的下方，所述第二传送带的出料端位于导料筒的进料端，所述导料筒的出料端位于已铺设薄膜的上方。
12.进一步，所述土壤分离组件包括所述分离箱两侧侧壁上开设的弧形滑槽，第一滚筒的两端分别滑动设置在两侧的弧形滑槽内；
13.用于分离土壤的柔性分料带绕过所述第一滚筒后两端分别固定在所述第一漏料槽及第二漏料槽的侧壁上，所述分离箱的两侧的侧壁上还安装有用于驱动两端的第一滚筒沿所述弧形滑槽滑动的第一驱动模块。
14.进一步，所述第一驱动模块包括安装在所述分离箱侧壁上的双向螺杆、导杆，双向螺杆与导杆平行设置，所述双向螺杆的一端与第一电机的动力输出轴连接；
15.所述双向螺杆两端的螺纹段上均螺纹连接有第一滑块，所述第一滑块与所述导杆滑动连接，所述第一滑块上沿竖直方向设置有腰型槽，所述第一滚筒的两端分别位于两侧的腰型槽内。
16.进一步，所述施肥组件包括安装在所述分离箱上的肥料存储箱，所述肥料存储箱的底端等间距的开设有若干第一漏料孔，所述肥料存储箱底部设置有第一滑槽，用于控制所述第一漏料孔开闭的第一滑板沿所述第一滑槽，所述第一滑板上等间距的设置有若干第二漏料孔，所述第二漏料孔之间的间距与所述第一漏料孔之间的间距相同；
17.所述分离箱的侧壁上安装有用于驱动所述第一滑板滑动的第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的伸缩杆固接在第一滑板的侧壁上，所述分离箱的侧壁上开设有避让所述第一滑槽及第一滑板的避让槽。
18.进一步，所述开沟组件包括安装在所述移动车架底端的第二电机，所述第二电机的动力输出轴上转动有安装箱的一端，所述安装箱的另一端转动安装有转轴，所述转轴的两端均安装有刀盘，所述刀盘上安装有若干用于挖土开沟的开沟刀，所述第二电机通过设置在所述安装箱内的传动件传动所述转轴；
19.所述安装箱的顶端面的中部还与第二电动伸缩杆的伸缩端铰接，所述第二电动伸缩杆铰接安装在所述移动车架上；
20.所述开沟刀的上方设置有用于将开沟挖出的土壤导向到所述第一传送带内的弧形导料板，所述弧形导料板安装在所述安装箱上。
21.进一步，所述播种组件包括安装在所述移动车架上的播种筒，所述播种筒转动的安装有搅拌轴，所述搅拌轴的底端伸出所述播种筒与安装在移动车架底端面的第三电机的动力输出轴连接；
22.所述播种筒内的搅拌轴上还固接有若干搅拌叶片以及圆形转动板，所述圆形转动板位于所述播种筒的底部，所述圆形转动板的外径与所述播种筒的内径相同，所述圆形转动板可沿所述播种筒的内壁转动；
23.所述播种筒的底端及所述转动板上均开设有第三漏料孔，所述转动板转动过程中两个第三漏料孔对齐实现放料播种。
24.进一步，所述盖膜组件包括安装所述分离箱播种组件一侧的移动车架上的两个支撑架，薄膜卷中心转轴的两端放置在两个支撑架顶部的弧形放置槽内；
25.用于输送薄膜的第二滚筒的两端分别转动安装在两侧的第一安装块的一端，所述第一安装块的另一端固接在所述移动车架的底端，用于输送薄膜的第三滚筒的两端分别转动安装在两侧的第二安装块的一端，所述第二安装块的另一端滑动设置在所述移动车架底端的滑轨上，所述第二滚筒与第三滚筒平行设置，所述第二滚筒与第三滚筒的一端均安装有齿轮，且所述第二滚筒的一端还与安装在所述第一安装块上的第四电机的动力输出轴连接，所述第二安装块与所述第一安装块之间通过第一弹簧连接；
26.所述第二安装块远离所述第一安装块一侧的侧壁上还安装有第二插刀，所述移动车架上还设置有用于驱动所述第三滚筒、第二安装块沿所述滑轨滑动的第二驱动模块。
27.进一步，所述第二驱动模块包括滑动设置在所述支撑架内的第二滑块，所述第二滑块顶部的弧形面与所述弧形放置槽弧度相同，所述第二滑块的底部与第二导杆的一端固接，所述移动车架开设有与所述第二导杆滑动配合的滑孔，所述第二导杆的另一端穿过所述滑孔与第一插刀的顶端连接，所述移动车架上端面与所述第二滑块底端之间的第二导杆上还套设有第二弹簧；
28.所述第一插刀底端靠近所述第二插刀一侧以及第二插刀顶端靠近所述第一插刀的一侧均设置有导向斜面；
29.所述第一插刀与第二插刀直面段接触时，所述第二滚筒与所述第三滚筒的外表面贴合，所述薄膜位于第二滚筒及第三滚筒之间，两个齿轮啮合传动，所述第一弹簧压缩；
30.所述弧形放置槽的顶端还设置有用于对所述薄膜卷中心转轴竖直方向进行限位的限位模块。
31.由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
32.1、本技术基于物联网技术通过机械单元、单片机、土壤检测传感器、无线收发模块、电源模块实现无人化、自动化的种植，自动化程度、降低了人工的劳动强度。
33.2、本技术通过土壤检测传感器对土壤中肥力进行检查，通过检测数据及植物生长所需的肥料量控制施肥组件的施肥量，即保证了植物生长所需的肥料又避免了肥料的浪费，节约了成本，提高了植物的种植质量。
34.3、本技术通过第一传送带将开沟过程中的土壤输送到分离箱中，土壤沿土壤分料带滑向第二出料槽时与施肥组件出料孔下落的肥料混合，混合后的肥料落入播种后的沟槽中完成覆土，解决了传统农业中集中施肥植物吸收差的问题，提高了植物的种植质量。
35.4、本技术通过第一驱动模块驱动第一滚筒沿弧形滑槽左右滑动，当需要铺设薄膜时，驱动第一滚筒远离分离箱的侧壁，使第一传送带传送的部分土壤从第一出料槽滑出，通过第二传送带及导料筒传送已铺设薄膜的上方对薄膜进行压紧；当不需要铺设薄膜时，驱动第一滚筒贴紧分离箱的侧壁，通过柔性分料带挡住第一出料槽，土壤仅仅从第二出料槽滑出；可选择的实现了薄膜的铺设和压紧，实用性强。
36.5、本技术通过在支撑架内上下滑动的设置第二驱动模块，当薄膜卷放置到弧形放置槽内，在薄膜卷的重力作用下第二驱动模块向下运动驱动第三滚筒与第二滚筒接触实现对薄膜的夹紧便于送料，当单个薄膜卷使用完后取下薄膜卷的中心转轴，在第一弹簧及第二弹簧的作用下第三滚筒远离第二滚筒，便于上料人员进行上料，薄膜的上料效率高。
37.本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书和权利要求书来实现和获得。
附图说明
38.本发明的附图说明如下。
39.图1为本发明智慧农业种植系统的结构示意图。
40.图2为本发明机械单元的轴侧视图。
41.图3为本发明机械单元的仰视轴侧图。
42.图4为本发明分离箱与肥料存储箱的轴侧图。
43.图5为本发明分离箱的内部结构图。
44.图6为本发明施肥组件的仰视图。
45.图7为本发明播种组件的剖视图。
46.图8为本发明盖膜组件的剖视图。
47.图中：1
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移动车架；2
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分离箱；3
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第一传送带；4
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第一漏料槽；5
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第二漏料槽；6
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第二传送带；7
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导料筒；8
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弧形滑槽；9
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第一滚筒；10
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柔性分料带；11
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双向螺杆；12
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第一导杆； 13
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第一滑块；14
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腰型槽；15
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肥料存储箱；16
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第一漏料孔；17
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第一滑槽；18
‑
第一滑板； 19
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第二漏料孔；20
‑
第一电动伸缩杆；21
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第二电机；22
‑
安装箱；23
‑
转轴；24
‑
刀盘；25
‑ꢀ
开沟刀；26
‑
传动件；27
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第二电动伸缩杆；28
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弧形导料板；29
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播种筒；30
‑
搅拌轴；31
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第三电机；32
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搅拌叶片；33
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圆形转动板；34
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第三漏料孔；35
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支撑架；36
‑
弧形放置槽；37
‑ꢀ
第二滑块；38
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第二导杆；39
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第一插刀；40
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第二滚筒；41
‑
第一安装块；42
‑
第三滚筒；43
‑ꢀ
第二安装块；44
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滑轨；45
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齿轮；46
‑
第四电机；47
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第一弹簧；48
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第二插刀；49
‑
限位模块； 50
‑
薄膜卷；51
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第二弹簧；52
‑
第一电机。
具体实施方式
48.下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
49.在本发明实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明实施例的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明实施例中的具体含义。
50.如图1
‑
图8所示的一种基于物联网技术的智慧农业种植系统，其特征在于，所述种植系统包括有若干自动化种植设备、云平台和终端app；
51.所述自动化种植设备包括有用于挖土开沟、播种、施肥、覆土、盖膜的机械单元、单片机、土壤检测传感器、无线收发模块、电源模块；
52.所述单片机控制无线收发模块与所述云平台或相邻自动化种植设备的无线收发模块数据交互，所述云平台与终端app数据交互，所述单片机控制机械单元工作。
53.在本发明实施例中，通过物联网技术控制若干自动化种植设备进行种植作业，实现无人化、自动化的种植，自动化程度、降低了人工的劳动强度，同时在种植前通过安装在自动化种植设备上的土壤检测传感器对待种植土壤的肥力进行检查，通过检测数据及植物生长所需的肥料量控制的施肥量，即保证了植物生长所需的肥料又避免了肥料的浪费，节
约了成本，提高了植物的种植质量。
54.作为本发明的一种实施例，所述机械单元包括移动车架1，所述移动车架1的前侧底部设置有用于挖土开沟的开沟组件，所述移动车架1上设置有用于分离土壤的分离箱2，所述开沟单元的两侧均设置有用于将开沟过程中扬起的土壤输送到所述分离箱2内的第一传送带 3，所述第一传送带3的进料端位于所述开沟单元的一侧，所述第一传送带3的出料端位于所述分离箱2上方；
55.所述分离箱2与开沟单元之间的移动车架1上还设置有用于播撒种子的播种组件，所述分离箱2的上方还设置有用于施肥的施肥组件，所述分离箱2远离播种组件一侧的移动车架 1上还设置有用于铺设薄膜的盖膜组件；
56.所述分离箱2底部的两端均开设有第一漏料槽4，所述分离箱2底部的中部开设有第二漏料槽5，所述第一漏料槽4与第二漏料槽5之间均设置有用于分离土壤的土壤分离组件；
57.所述第二漏料槽5位于所述施肥组件出料端的下方，所述第二漏料槽5位于所述开沟组件所开的沟槽的上方，所述移动车架1的底端还安装有第二传送带6，所述第二传送带6的进料端位于所述第一漏料槽4的下方，所述第二传送带6的出料端位于导料筒7的进料端，所述导料筒7的出料端位于已铺设薄膜的上方。
58.在本发明实施例中，移动车架1前端的开沟单元进行开沟，同时启动第一传送带 3将开沟过程中扬起的土壤传送到分离箱中，同时播种单元将种子播种到已开的沟槽中；当需要铺设薄膜时，第一传送带3传送的一部分土壤从第一出料槽4滑出，通过第二传送带6及导料筒7传送已铺设薄膜的上方对薄膜进行压紧，另一部分土壤与施肥组件释放的肥料混合后从第二漏料槽5滑出对已播种的沟槽进行回填，当不需要铺设薄膜时，所有土壤与施肥组件释放的肥料混合后从第二漏料槽5滑出对已播种的沟槽进行回填，可选择的实现了薄膜的铺设和压紧，实用性强。
59.作为本发明的一种实施例，所述土壤分离组件包括所述分离箱2两侧侧壁上开设的弧形滑槽8，第一滚筒9的两端分别滑动设置在两侧的弧形滑槽8内；
60.用于分离土壤的柔性分料带10绕过所述第一滚筒9后两端分别固定在所述第一漏料槽4 及第二漏料槽5的侧壁上，所述分离箱2的两侧的侧壁上还安装有用于驱动两端的第一滚筒 9沿所述弧形滑槽8滑动的第一驱动模块。
61.在本发明实施例中，本技术通过第一驱动模块驱动第一滚筒沿弧形滑槽左右滑动，当需要铺设薄膜时，第一驱动模块驱动第一滚筒9远离分离箱2的侧壁，使第一传送带3传送的一部分土壤从第一出料槽4滑出，通过第二传送带6及导料筒7传送已铺设薄膜的上方对薄膜进行压紧，一部分土壤与施肥组件释放的肥料混合后从第二漏料槽5滑出对已播种的沟槽进行回填，当不需要铺设薄膜时，第一驱动模块驱动第一滚筒9沿弧形滑槽8运动最终贴紧分离箱的侧壁，通过柔性分料带10挡住第一出料槽4，所有土壤与施肥组件释放的肥料混合后从第二漏料槽5滑出对已播种的沟槽进行回填。
62.作为本发明的一种实施例，所述第一驱动模块包括安装在所述分离箱2侧壁上的双向螺杆11、导杆12，双向螺杆11与导杆12平行设置，所述双向螺杆11的一端与第一电机52的动力输出轴连接；
63.所述双向螺杆11两端的螺纹段上均螺纹连接有第一滑块13，所述第一滑块13与所
述导杆12滑动连接，所述第一滑块13上沿竖直方向设置有腰型槽14，所述第一滚筒9的两端分别位于两侧的腰型槽14内。
64.在本发明实施例中，当需要调节第一滚筒9位置时，启动第一电机52驱动第一滑块 13沿导杆12运动，第一滑块13带动第一滚筒9沿弧形滑槽8运动。
65.作为本发明的一种实施例，所述施肥组件包括安装在所述分离箱2上的肥料存储箱15，所述肥料存储箱15的底端等间距的开设有若干第一漏料孔16，所述肥料存储箱15底部设置有第一滑槽17，用于控制所述第一漏料孔16开闭的第一滑板18沿所述第一滑槽17，所述第一滑板18上等间距的设置有若干第二漏料孔19，所述第二漏料孔19之间的间距与所述第一漏料孔16之间的间距相同；
66.所述分离箱2的侧壁上安装有用于驱动所述第一滑板18滑动的第一电动伸缩杆20，所述第一电动伸缩杆20的伸缩杆固接在第一滑板18的侧壁上，所述分离箱2的侧壁上开设有避让所述第一滑槽17及第一滑板18的避让槽。
67.在本发明实施例中，种植前通过安装在自动化种植设备上的土壤检测传感器对待种植土壤的肥力进行检查，通过检测数据及植物生长所需的肥料量，启动第一电动伸缩杆20推动第一滑板18沿所述第一滑槽17滑动，调节第二漏料孔19与第二漏料孔16的对齐量，从而实现对施肥量的控制，即保证了植物生长所需的肥料又避免了肥料的浪费，节约了成本，提高了植物的种植质量。
68.作为本发明的一种实施例，所述开沟组件包括安装在所述移动车架1底端的第二电机21，所述第二电机21的动力输出轴上转动有安装箱22的一端，所述安装箱22的另一端转动安装有转轴23，所述转轴的两端均安装有刀盘24，所述刀盘24上安装有若干用于挖土开沟的开沟刀25，所述第二电机21通过设置在所述安装箱22内的传动件26传动所述转轴23；
69.所述安装箱22的顶端面的中部还与第二电动伸缩杆27的伸缩端铰接，所述第二电动伸缩杆27铰接安装在所述移动车架1上；
70.所述开沟刀25的上方设置有用于将开沟挖出的土壤导向到所述第一传送带3内的弧形导料板28，所述弧形导料板28安装在所述安装箱22上。
71.在本发明实施例中，开沟前通过第二电动伸缩杆27调节开沟的深度，开沟时，启动第二电机21驱动刀盘24及开沟刀25转动，实现开沟，并通过开沟刀25上方的弧形导料板 28将开沟过程中的土壤导向到第一传送带3中。
72.作为本发明的一种实施例，所述播种组件包括安装在所述移动车架1上的播种筒29，所述播种筒29转动的安装有搅拌轴30，所述搅拌轴30的底端伸出所述播种筒29与安装在移动车架1底端面的第三电机31的动力输出轴连接；
73.所述播种筒29内的搅拌轴30上还固接有若干搅拌叶片32以及圆形转动板33，所述圆形转动板33位于所述播种筒29的底部，所述圆形转动板33的外径与所述播种筒29的内径相同，所述圆形转动板33可沿所述播种筒29的内壁转动；
74.所述播种筒29的底端及所述转动板33上均开设有第三漏料孔34，所述转动板33转动过程中两个第三漏料孔34对齐实现放料播种。
75.在本发明实施例中，将待播种的种子放置到播种筒29中，启动第三电机31带动搅拌轴30、圆形转动板33、搅拌叶片32转动，当圆形转动板33上的第三漏料孔34与播种筒 29
底端的第三漏料孔34对其时，种子从第三漏料孔34中漏出实现播种，通过调节第三电机 31的转速，实现播种间距的调节。
76.作为本发明的一种实施例，所述盖膜组件包括安装所述分离箱2播种组件一侧的移动车架1上的两个支撑架35，薄膜卷50中心转轴的两端放置在两个支撑架35顶部的弧形放置槽 36内；
77.用于输送薄膜的第二滚筒40的两端分别转动安装在两侧的第一安装块41的一端，所述第一安装块41的另一端固接在所述移动车架1的底端，用于输送薄膜的第三滚筒42的两端分别转动安装在两侧的第二安装块43的一端，所述第二安装块43的另一端滑动设置在所述移动车架1底端的滑轨44上，所述第二滚筒40与第三滚筒42平行设置，所述第二滚筒40 与第三滚筒42的一端均安装有齿轮45，且所述第二滚筒40的一端还与安装在所述第一安装块41上的第四电机46的动力输出轴连接，所述第二安装块43与所述第一安装块41之间通过第一弹簧47连接；
78.所述第二安装块43远离所述第一安装块41一侧的侧壁上还安装有第二插刀48，所述移动车架1上还设置有用于驱动所述第三滚筒42、第二安装块43沿所述滑轨44滑动的第二驱动模块。
79.作为本发明的一种实施例，所述第二驱动模块包括滑动设置在所述支撑架35内的第二滑块37，所述第二滑块37顶部的弧形面与所述弧形放置槽36弧度相同，所述第二滑块37的底部与第二导杆38的一端固接，所述移动车架1开设有与所述第二导杆38滑动配合的滑孔，所述第二导杆38的另一端穿过所述滑孔与第一插刀39的顶端连接，所述移动车架1上端面与所述第二滑块37底端之间的第二导杆38上还套设有第二弹簧51；
80.所述第一插刀39底端靠近所述第二插刀48一侧以及第二插刀48顶端靠近所述第一插刀 39的一侧均设置有导向斜面；
81.所述第一插刀39与第二插刀48直面段接触时，所述第二滚筒40与所述第三滚筒42的外表面贴合，所述薄膜位于第二滚筒40及第三滚筒42之间，两个齿轮45啮合传动，所述第一弹簧47压缩；
82.所述弧形放置槽36的顶端还设置有用于对所述薄膜卷50中心转轴竖直方向进行限位的限位模块49。
83.在本发明实施例中，当单个薄膜卷50使用完，更换薄膜卷50时，取下薄膜卷50 的中间转轴，弧形放置槽36、第二导杆38、第二插刀48在第二弹簧51的作用下抬升，第二插刀48与第一插刀39脱离，在第一弹簧47的作用下，第三滚筒42、第二安装块43沿滑轨44滑动，使第三滚筒42与第二滚筒40脱离；从新放置新的薄膜卷50时，先将薄膜卷50 的自由端放置到第三滚筒42与第二滚筒40之间，再将薄膜卷50的中心转轴的两端放置到弧形放置槽36内，在薄膜卷50重力作用下，弧形放置槽36、第二导杆38、第二插刀48向下运动，第二插刀48与第一插刀39接触驱动第三滚筒42、第二安装块43沿滑轨44滑动，使第三滚筒42与第二滚筒40接触将薄膜夹紧，铺设薄膜时，启动第四电机46带动第三滚筒 42与第二滚筒40转动实现薄膜的输送铺设，同时在弧形放置槽36顶端设置限位模块49对薄膜卷50中心转轴上下位置进行限位(限位模块49只对薄膜卷的上下跳动限位，不限定薄膜卷中心转轴的转动)防止工作过程中薄膜卷50发生上下跳动，影响薄膜的铺设。
84.最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽
管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。