植物工厂用环境监测装置及包含该装置的监测系统的制作方法

本发明涉及农业智能化装备技术领域，特别是涉及一种植物工厂用环境监测装置及包含该装置的监测系统。

背景技术：

目前的农业普遍是依靠拼资源消耗、拼农资投入、拼生态环境的粗放经营，严重影响农业的可持续发展，制约了现代农业的健康发展。为了解决上述问题，人们提出了各种方案，提出了植物工厂的概念。植物工厂是通过设施内高精度环境控制实现农作物周年连续生产的高效农业系统，是利用智能计算机和电子传感系统对植物生长的温度、湿度、光照、co2浓度以及营养液等环境条件进行自动控制，使设施内植物的生长发育不受或很少受自然条件制约的省力型生产方式。植物工厂中需要使用到多种传感器来监测各种环境参数，并将采集到的环境参数传输到后端。数据传输的方式通常有无线传输和有线传输两种，无线传输具有无需布线、组网方便的特点，但是无线传输受环境因素影响大、通信不稳定，不利于实时、可靠进行环境调节；有线传输具有传输稳定、可靠的特点，但是需要进行布线，现有的植物工厂中，通常是将每个传感器单独通过数据线连接至后端，这种方式布线繁琐、线路混乱。

此外，现有的部分传感器由于结构原因，难以直接安装在植物工厂的墙体上，导致部分传感器安装困难。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种植物工厂用环境监测装置及包含该装置的监测系统，环境监测装置上可设置多个传感器，通过环境监测装置与后端子系统连线进行数据传输，减少布线数量。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：植物工厂用环境监测装置，包括主壳体，所述主壳体的腔体内设置有电路板，所述主壳体的第一侧设置有第一固定结构以及与主壳体的腔体连通的接线口，所述第一固定结构上安装有环境检测传感器，所述环境检测传感器与接线口电性连接，所述接线口与电路板电性连接，所述主壳体的第二侧设置有装配口以及用于打开或关闭所述装配口的密封板，所述主壳体的第三侧设置有用于固定环境监测装置的第二固定结构。

优选的，所述主壳体的内壁上设置有与电路板匹配的安装槽，所述电路板滑动安装在所述安装槽内，所述密封板面向主壳体的一侧设有与所述电路板配合的限位槽。

优选的，所述主壳体的第二侧设置有包围装配口的环形槽，所述环形槽内设置有柔性密封层，所述密封板上设置有与所述环形槽匹配的环形凸块，所述密封板通过环形凸块和环形槽的配合安装在主壳体上；或者，

所述主壳体的第二侧设置有包围装配口的环形凸块，所述密封板上设置有与所述环形凸块匹配的环形槽，所述环形槽内设置有柔性密封层，所述密封板通过环形凸块和环形槽的配合安装在主壳体上。

优选的，所述第二固定结构包括铰接设置在主壳体的第三侧边缘的固定台以及用于收纳所述固定台的收纳槽。

优选的，所述收纳槽和固定台之间设置有相互配合的插接结构。

优选的，所述固定台上设置有固定孔。

优选的，所述固定台面向收纳槽一侧设置有吸盘。

优选的，所述环境检测传感器包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照强度传感器中的至少一种。

植物工厂用环境监测系统，包括前端子系统和后端子系统，所述前端子系统包括至少一个如上所述的环境监测装置，所述环境监测装置与后端子系统电性连接。

优选的，所述后端子系统包括主服务器、存储设备、输入设备、显示设备和报警设备，所述主服务器分别与存储设备、输入设备、显示设备和报警设备电性连接，所述主服务器与环境监测装置通信连接。

本发明的有益效果是：

（1）本发明中的环境监测装置上可以设置多个传感器，环境监测装置和后端之间通过一根数据线连通即可，减少了布线数量，减轻了布线工作量；

（2）电路板滑动设置在安装槽中，便于电路板的安装和拆卸，密封板上设置有限位槽，则提高了电路板安装后的稳定性；

（3）密封板通过环形凸块和环形槽的配合安装在主壳体上，提高了密封板安装后的密封性能，可有效防止外界的水汽、灰尘等进入主壳体内，影响电路板上元器件的正常工作和使用寿命；

（4）主壳体的第三侧设置有安装台和收纳槽，平时可将安装台翻转至收纳槽中，减少占用空间，需要进行固定时，可将安装台翻转出收纳槽，以通过安装台固定环境监测装置；

（5）安装台上设置有固定孔和围绕固定孔的吸盘，可以实现多种方式的固定，能够适应多种安装环境；

（6）后端子系统中设有报警设备等，可在检测到的环境参数异常时进行报警，提应用户。

附图说明

图1为环境监测装置的一种结构示意图；

图2为主壳体的一种结构示意图；

图3为密封板的一种结构示意图；

图4为环境监测装置的又一种结构示意图；

图5为环境监测系统的一种组成框图；

图中，1-主壳体，2-第一固定结构，3-接线口，4-密封板，5-固定台，6-环形凸块，7-环形槽，8-装配口，9-收纳槽，10-固定孔，11-吸盘。

具体实施方式

下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参阅图1-5，本发明提供一种植物工厂用环境监测装置及包含该装置的监测系统：

实施例一

如图1所示，植物工厂用环境监测装置，包括主壳体1，所述主壳体1的腔体内设置有电路板，所述主壳体1由铝合金等导热性好、重量轻的材料构成，便于将电路板产生的热量快速散出，并能减轻整个装置的重量，便于固定。所述主壳体1的第一侧设置有第一固定结构2以及与主壳体1的腔体连通的接线口3，第一固定结构2和接线口3的数量均为多个，所述第一固定结构2上安装有环境检测传感器，所述环境检测传感器与接线口3电性连接，所述接线口3与电路板电性连接。如图2所示，所述主壳体1的第二侧设置有装配口8以及用于打开或关闭所述装配口8的密封板4，所述主壳体1的第三侧设置有用于固定环境监测装置的第二固定结构，所述第二固定结构的数量为一个或多个。本实施例中，通过将环境检测传感器安装在第一固定结构2上，从而可以在一个环境监测装置上集成多个传感器，然后通过一根连线接至后端子系统，减少了布线数量，减轻了布线工作量和成本。

所述主壳体1的腔体内还设置有电源，所述电源与电路板电性连接，所述电源和电路板与接线口3电性连接。所述电路板上设有控制器、信号处理电路和通信电路，所述控制器分别与信号处理电路和通信电路连接，所述信号处理电路经接线口3与环境检测传感器连接，所述通信电路经接线口3与连接至后端子系统的数据线连接。

优选的，所述第一固定结构2的种类有多种：例如，所述第一固定结构2为吸盘11，通过吸附的方式实现环境检测传感器的固定；又如，所述第一固定结构2包括凹槽，所述凹槽的边缘设置有多个弹性挡块，如橡胶挡块，在将环境检测传感器安装在凹槽的过程中，弹性挡块发生形变，然后将环境检测传感器安装在凹槽内，然后弹性挡块恢复原状，防止环境检测传感器从凹槽中掉出。

所述环境检测传感器通过螺栓连接、卡接等方式安装在第一固定结构2上，能够方便地根据检测需要拆装相应的环境检测传感器。所述环境检测传感器包括温度传感器、湿度传感器、二氧化碳浓度传感器和光照强度传感器中的至少一种。

优选的，所述主壳体1的内壁上设置有与电路板匹配的安装槽，所述电路板滑动安装在所述安装槽内，电路板与安装槽之间滑动连接，便于电路板的拆装；所述安装槽内设置有缓冲层，如海绵层、橡胶层等，可以减少环境监测装置晃动或摔落等情况下对电路板的冲击。所述密封板4面向主壳体1的一侧设有与所述电路板配合的限位槽，在密封板4安装在主壳体1上后，密封板4对电路板起到限位的作用，防止电路板发生晃动。

优选的，所述接线口3为防水接口，采用防水接口提高了环境监测装置的防水性能，，提高了环境监测装置的环境适应能力。

如图2和图3所示，所述主壳体1的第二侧设置有包围装配口8的环形槽7，所述环形槽7内设置有柔性密封层，所述密封板4上设置有与所述环形槽7匹配的环形凸块6，所述密封板4通过环形凸块6和环形槽7的配合安装在主壳体1上；或者，所述主壳体1的第二侧设置有包围装配口8的环形凸块6，所述密封板4上设置有与所述环形凸块6匹配的环形槽7，所述环形槽7内设置有柔性密封层，所述密封板4通过环形凸块6和环形槽7的配合安装在主壳体1上。通过环形凸块6和环形槽7的配合将密封板4安装在主壳体1上，便于装配口8的开闭。所述环形凸块6和环形槽7之间优选过盈配合，提高了固定的牢固度和密封性能，具有良好的防水性，提高了环境监测装置的环境适应能力。所述密封板4背向主壳体1的一侧设置有把手等握持部件，便于在开启装配口8时取下密封板4。所述柔性密封层优选采用橡胶层，可以提高环形凸块6和环形槽7配合时的密封性能，从而提高防水性能。

如图4所示，所述第二固定结构包括铰接设置在主壳体1的第三侧边缘的固定台5以及用于收纳所述固定台5的收纳槽9，在不使用时，将固定台5转动至收纳槽9中，减少占用空间；在需要进行固定时，将固定台5从收纳槽9中转出，然后进行固定。

优选的，所述收纳槽9和固定台5之间设置有相互配合的插接结构，通过插接结构可以实现固定台5和收纳槽9之间的固定，防止固定台5收纳在收纳槽9中时发生晃动等，具体的设置方式为：插头设置在收纳槽9中，插孔设置在固定台5上，或者，插头设置在固定台5上，插孔设置在收纳槽9中。或者，所述收纳槽9的边缘设置有多个弹性挡块，在将固定台5转动至收纳槽9的过程中，弹性挡块发生形变，然后将固定台5转动至收纳槽9中，然后弹性挡块恢复原状，防止固定台5从收纳槽9中掉出。

优选的，所述固定台5上设置有固定孔10，所述固定台5面向收纳槽9一侧设置有吸盘11，在进行固定时，可以通过固定孔10利用螺钉、螺栓等进行固定，也可以通过吸盘11进行吸附固定，或者两者的结合，从而提供了多种固定方式，能够适应多种环境。

实施例二

如图5所示，植物工厂用环境监测系统，包括前端子系统和后端子系统，所述前端子系统包括至少一个环境监测装置，所述环境监测装置与后端子系统电性连接，所述后端子系统包括主服务器、存储设备、输入设备、显示设备和报警设备，所述主服务器分别与存储设备、输入设备、显示设备和报警设备电性连接，所述主服务器与环境监测装置通信连接。

本实施例中，环境监测装置用于检测环境参数的当前值，并将检测结果传输给主服务器，所述输入设备用于用户设置环境参数的目标值，显示设备用于显示检测到的环境参数的当前值，报警设备用于在环境参数的当前值与目标值不符时进行报警，提醒用户。此外，还可以将主服务器与相应的调节设备进行连接，例如将主服务器与温湿度调节器、二氧化碳发生器等设备连接，在某项环境参数的当前值异常时，主服务器向相应的设备发送控制信号，控制该设备进行相应的操作，以使异常的环境参数恢复正常，实现植物工厂的自动化控制，提高了控制精度、实时性，并减轻了用户的工作量。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。