一种基于物联网的智慧农业控制装置及系统

1.本发明涉及农业技术领域，尤其涉及一种基于物联网的智慧农业控制装置及系统。


背景技术：

2.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，是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业。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。农业为通过培育动植物生产食品及工业原料的产业。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.我们把利用动物植物等生物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的各部门，统称为农业.农业是支撑国民经济建设与发展的基础产品。农业是人们利用动植物体的生活机能，把自然界的物质和能转化为人类需要的产品的生产部门。现阶段的农业分为植物栽培和动物饲养两大类。土地是农业中不可替代的在基本生产资料，劳动对象主要是有生命的动植物，生产时间与劳动时间不一致，受自然条件影响大，有明显的区域性和季节性。农业是人类衣食之源、生存之本，是一切生产的首要条件。它为国民经济其他部门提供粮食、副食品、工业原料、资金和出口物资。农村又是工业品的最大市场和劳动力的来源。
3.目前，现有的农业控制装置，在进行施肥时，需要先翻土才能进行施肥操作，无法进行边翻土边施肥，给人员带来极大的麻烦，并且现有的农业控制装置，无法根据泥土情况及空气的温度和湿度进行快速有效的控制，影响农作物的生长，为此我们提出一种基于物联网的智慧农业控制装置及系统来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在在进行施肥时，需要先翻土才能进行施肥操作，无法进行边翻土边施肥，给人员带来极大的麻烦，并且现有的农业控制装置，无法根据泥土情况及空气的温度和湿度进行快速有效的控制，影响农作物的生长的问题，而提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置及系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种基于物联网的智慧农业控制装置，包括：
7.壳体，所述壳体的顶部安装有棚顶，所述壳体的内侧壁安装有离子色谱仪，所述棚顶的内侧壁安装有温度传感器，所述棚顶的内侧壁安装有湿度传感器，所述壳体的内侧壁固定连接有喷淋管，所述壳体的内侧壁设置有驱动装置，所述驱动装置用于驱动该装置进行工作；
8.往复机构，所述往复机构由所述驱动装置进行驱动，所述往复机构用于保证不间断施肥；
9.中转机构，所述中转机构用于对液体废料进行中转；
10.传动机构，所述传动机构由所述驱动装置进行驱动，所述传动机构用于传输所述
驱动装置产生的动力并对液体废料进行一定程度的粉碎混合；
11.翻土出料机构，所述翻土出料机构由所述传动机构进行驱动，所述翻土出料机构用于进行不同深度的施肥操作。
12.优选地，所述驱动装置包括电动滑块、电动滑槽、齿轮和转轴；所述电动滑块的外侧壁与所述电动滑槽的内侧壁滑动连接，所述齿轮的外侧壁与所述电动滑槽的内侧壁底部相啮合，所述齿轮的内侧壁与所述转轴的外侧壁固定连接，所述电动滑块的底部固定连接有固定板。
13.优选地，所述往复机构包括转盘、连接杆、往复杆和活塞；所述转盘的相对侧与所述连接杆的端部通过轴承相连接，所述往复杆的内侧壁与所述连接杆的外侧壁滑动连接，所述往复杆的顶端与所述活塞的底部固定连接。
14.优选地，所述中转机构包括中转箱、单向进液孔和单向出液管；所述中转箱的顶部固定连接有存液箱，所述单向进液孔开设在所述中转箱的顶部，所述单向出液管的一端与所述中转箱的外侧壁固定连接。
15.优选地，所述传动机构包括主动轮、皮带、从动轮、转动管和锥形块；所述主动轮的外侧壁与所述皮带的内侧壁相贴合，所述皮带的内侧壁与所述从动轮的外侧壁相贴合，所述从动轮的内侧壁与所述转动管的外侧壁固定连接，所述锥形块安装在所述转动管的内部。
16.优选地，所述翻土出料机构包括出料管、翻土板、密封塞、缓冲弹簧和拨板；所述出料管的外侧壁与所述拨板的外侧壁固定连接，所述拨板的外侧壁与所述缓冲弹簧的一端固定连接，所述缓冲弹簧的另一端与所述翻土板的外侧壁固定连接，所述密封塞的一端与所述翻土板的外侧壁固定连接，所述密封塞的另一端与所述出料管的侧壁相贴合。
17.优选地，所述转轴的端部与所述转盘的侧壁固定连接，所述活塞的外侧壁与所述中转箱的内侧壁滑动连接。
18.优选地，所述转轴的外侧壁与所述主动轮的内侧壁固定连接，所述转动管的端部与所述单向出液管的另一端通过轴承相连接。
19.优选地，所述出料管的端部与所述转动管的外侧壁固定连接，所述拨板的端部与所述转动管的外侧壁固定连接。
20.一种基于物联网的智慧农业控制系统，包括：
21.离子浓度检测模块：用于检测土壤中离子浓度；
22.温度检测模块：用于检测空气温度：
23.湿度检测模块：用于检测空气湿度和土壤湿度；
24.电源模块：用于为整个系统和装置进行供电；
25.中控模块：用于对整个系统进行控制和对离子浓度、湿度和温度阈值进行设定；
26.数据存储模块：用于存储系统数据；
27.电动滑块控制模块：用于控制电动滑块进行工作；
28.喷淋控制模块：用于进行喷淋操作；
29.温度控制模块：用于控制该装置整体温度。
30.相比现有技术，本发明的有益效果为：
31.1、本发明通过控制系统的使用，能够对土壤内离子浓度和湿度进行检测的同时，
还能对空气的温度和湿度进行检测，并且能够根据检测结果，控制控制装置进行工作，进行施肥操作，还能够控制喷淋管进行喷洒操作，保证了土壤中肥料的含量的同时，保证温度和湿度能够适宜农作物生长，保证了农作物的生长环境，从而保证了农作物的生长速度。
32.2、本发明通过离子色谱仪、驱动装置、往复机构、中转机构和传动机构的配合使用，当驱动装置进行工作，通过驱动装置的工作使得往复机构处于工作状态，并且由于往复机构的设置，使得中转机构处于持续进液和出液的状态，并且由于驱动装置的工作使得传动机构进行工作，传动机构的转动，使得在往复机构加压后经过中转机构传输的液体在传动机构内进行充分搅拌，防止液体肥料存在溶解不完全的情况，影响施肥的效果，保证了液体肥料的充分溶解，从而使得土壤能够充分吸收。
33.3、本发明通过驱动装置、传动机构和翻土出料机构的配合使用，驱动装置工作时，将会通过传动机构带动翻土出料机构进行工作，在对土壤进行初步翻土时，将会使得翻土出料机构中的翻土板压缩密封塞进行表层土壤的施肥，当出料管垂直进入土壤内时，将会使得密封塞完全打开，对表层和深层土壤进行施肥，从而保证了施肥的效率的同时，节约了液体肥料的用量，方便人员使用。
附图说明
34.图1为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置的三维立体局部剖视结构示意图；
35.图2为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置的三维立体第一视角剖视结构示意图；
36.图3为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置的三维立体第二视角剖视结构示意图；
37.图4为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置的主要结构三维立体结构示意图；
38.图5为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置的往复机构三维立体结构示意图；
39.图6为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置的翻土出料机构三维立体结构示意图；
40.图7为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置的图2中a处放大结构示意图；
41.图8为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制装置的图3中b处放大结构示意图；
42.图9为本发明提出的一种基于物联网的智慧农业控制系统的整体结构示意图。
43.图中：1、壳体；2、棚顶；3、离子色谱仪；4、温度传感器；5、湿度传感器；6、驱动装置；61、电动滑块；62、电动滑槽；63、齿轮；64、转轴；7、往复机构；71、转盘；72、连接杆；73、往复杆；74、活塞；8、中转机构；81、中转箱；82、单向进液孔；83、单向出液管；9、存液箱；10、喷淋管；11、传动机构；111、主动轮；112、皮带；113、从动轮；114、转动管；115、锥形块；12、翻土出料机构；121、出料管；122、翻土板；123、密封塞；124、缓冲弹簧；125、拨板；13、固定板。
具体实施方式
44.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。
45.参照图1-8，一种基于物联网的智慧农业控制装置，包括：
46.壳体1，壳体1的顶部安装有棚顶2，壳体1的内侧壁安装有离子色谱仪3，棚顶2的内侧壁安装有温度传感器4，棚顶2的内侧壁安装有湿度传感器5，壳体1的内侧壁固定连接有喷淋管10，壳体1的内侧壁设置有驱动装置6，驱动装置6用于驱动该装置进行工作；
47.往复机构7，往复机构7由驱动装置6进行驱动，往复机构7用于保证不间断施肥；
48.中转机构8，中转机构8用于对液体废料进行中转；
49.传动机构11，传动机构11由驱动装置6进行驱动，传动机构11用于传输驱动装置6产生的动力并对液体废料进行一定程度的粉碎混合；
50.翻土出料机构12，翻土出料机构12由传动机构11进行驱动，翻土出料机构12用于进行不同深度的施肥操作；
51.通过上述结构的设置，防止液体肥料存在溶解不完全的情况，影响施肥的效果，保证了液体肥料的充分溶解，从而使得土壤能够充分吸收，对表层和深层土壤进行施肥，从而保证了施肥的效率的同时，节约了液体肥料的用量，方便人员使用。
52.其中，驱动装置6包括电动滑块61、电动滑槽62、齿轮63和转轴64；电动滑块61的外侧壁与电动滑槽62的内侧壁滑动连接，齿轮63的外侧壁与电动滑槽62的内侧壁底部相啮合，齿轮63的内侧壁与转轴64的外侧壁固定连接，电动滑块61的底部固定连接有固定板13；
53.通过上述结构的设置，当离子色谱仪3检测到土壤离子浓度较低时，将会控制驱动装置6进行工作，为整个装置的工作提供稳定的动力，保证了整个装置的稳定工作。
54.其中，往复机构7包括转盘71、连接杆72、往复杆73和活塞74；转盘71的相对侧与连接杆72的端部通过轴承相连接，往复杆73的内侧壁与连接杆72的外侧壁滑动连接，往复杆73的顶端与活塞74的底部固定连接，往复机构7设置为六组，且一组中的往复机构7为两种工作状态；
55.通过上述结构的设置，保证了中转机构8能够始终处于抽液喷液状态，且抽液喷液不会中断，保证了液体输送的稳定。
56.其中，中转机构8包括中转箱81、单向进液孔82和单向出液管83；中转箱81的顶部固定连接有存液箱9，单向进液孔82开设在中转箱81的顶部，单向出液管83的一端与中转箱81的外侧壁固定连接；
57.通过上述结构的设置，实现了对液体肥料的持续输送，并且能够对加速的液体肥料进行传输，保证了液体肥料的后续处理。
58.其中，传动机构11包括主动轮111、皮带112、从动轮113、转动管114和锥形块115；主动轮111的外侧壁与皮带112的内侧壁相贴合，皮带112的内侧壁与从动轮113的外侧壁相贴合，从动轮113的内侧壁与转动管114的外侧壁固定连接，锥形块115安装在转动管114的内部；
59.通过上述结构的设置，保证了翻土出料机构12稳定工作的同时，能够对中转机构8传输的液体肥料进行充分的粉碎混合，防止液体肥料混合溶解不充分，出现堵塞的情况，影响施肥效率。
60.其中，翻土出料机构12包括出料管121、翻土板122、密封塞123、缓冲弹簧124和拨板125；出料管121的外侧壁与拨板125的外侧壁固定连接，拨板125的外侧壁与缓冲弹簧124的一端固定连接，缓冲弹簧124的另一端与翻土板122的外侧壁固定连接，密封塞123的一端与翻土板122的外侧壁固定连接，密封塞123的另一端与出料管121的侧壁相贴合；
61.通过上述结构的设置，在实现翻土操作的同时，能够根据土壤的压力情况对不同深度的土壤进行施肥操作，保证了土壤中液体肥料的含量和施肥效果。
62.其中，转轴64的端部与转盘71的侧壁固定连接，活塞74的外侧壁与中转箱81的内侧壁滑动连接。
63.其中，转轴64的外侧壁与主动轮111的内侧壁固定连接，转动管114的端部与单向出液管83的另一端通过轴承相连接。
64.其中，出料管121的端部与转动管114的外侧壁固定连接，拨板125的端部与转动管114的外侧壁固定连接。
65.参照图9，一种基于物联网的智慧农业控制系统，包括：
66.离子浓度检测模块：用于检测土壤中离子浓度；
67.温度检测模块：用于检测空气温度：
68.湿度检测模块：用于检测空气湿度和土壤湿度；
69.电源模块：用于为整个系统和装置进行供电；
70.中控模块：用于对整个系统进行控制和对离子浓度、湿度和温度阈值进行设定；
71.数据存储模块：用于存储系统数据；
72.电动滑块控制模块：用于控制电动滑块进行工作；
73.喷淋控制模块：用于进行喷淋操作；
74.温度控制模块：用于控制该装置整体温度；
75.离子浓度检测模块、温度检测模块、湿度检测模块和电源模块的输出端均与中控模块的输入端电连接，数据存储模块、电动滑块控制模块、喷淋控制模块和温度控制模块的输入端均与中控模块的输出端电连接；
76.能够根据检测结果，控制控制装置进行工作，进行施肥操作，还能够控制喷淋管10进行喷洒操作，保证了土壤中肥料的含量的同时，保证温度和湿度能够适宜农作物生长，保证了农作物的生长环境，从而保证了农作物的生长速度。
77.本发明中，使用时，当离子色谱仪3检测到土壤中肥料的离子浓度较低时，离子浓度检测模块将会把数据传输至中控模块，中控模块检测到低于阈值时，向电动滑块控制模块发送信号，电动滑块控制模块控制电动滑块61在电动滑槽62内滑动，由于电动滑槽62的内侧壁设置有齿牙，电动滑块61的滑动将会使得齿轮63转动，进而带动转轴64转动；
78.转轴64的转动将会带动转盘71转动，使得连接杆72转动，并且由于连接杆72的转动将会使得往复杆73往复带动活塞74沿中转箱81的内侧壁上下滑动(需要说明的是，一组中的一个往复杆73带动活塞74向上滑动时，另一个将会带动活塞74向下滑动)，当往复机构7向下移动时，将会把存液箱9内的液体肥料经过单向进液孔82抽入中转箱81内，当往复机构7向上移动时，将会把中转箱81内的液体肥料加压经过单向出液管83输送至转动管114内；
79.转轴64的转动还会带动主动轮111转动，进而通过皮带112和从动轮113带动转动
管114转动，使得转动管114内的锥形块115对液体肥料中为混合完全的固体进行粉碎混合，并且转动管114的转动还会带动翻土出料机构12工作，当翻土出料机构12的翻土板122刚接触土壤时，会在土壤的压力作用下使其向出料管121所在位置移动，并且由于土壤的挤压使得密封塞123打开，将转动管114内液体肥料经过出料管121传输至土壤表层，当出料管121处于与土壤垂直时，此时两个密封塞123完全打开，对土壤表层和深层进行施肥操作；
80.当离子色谱仪3检测到土壤内肥料浓度到达标准时，离子浓度检测模块将会把数据传输至中控模块，中控模块向电动滑块控制模块发送信号，电动滑块61停止工作；
81.当温度传感器4和湿度传感器5检测到空气中的温度较低时和土壤湿度空气湿度较低时，温度检测模块和湿度检测模块将数据发送至中控模块，中控模块判断数据是否低于阈值，然后向温度控制模块和喷淋控制模块发送信号，改变环境温度，喷淋管10进行喷淋操作，达到标准后，便不进行环境温度改变和喷淋操作。
82.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备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的限制。
83.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
84.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。