一种用于智慧农业无人化生长记录系统及方法与流程

本发明涉及农业管理系统，具体涉及一种用于智慧农业无人化生长记录系统及方法。

背景技术：

1、传统的农业种植方式依赖于土壤作为植物生长的基础，然而随着科技的不断发展，高科技农业逐渐走入人们视野，譬如水培技术，这种技术已经被广泛应用于蔬菜、水果和草药的种植中，并且在产量和品质方面都有很大的优势。

2、水培技术是一种将植物栽培于水中而非传统的土壤中的种植方法，这种方法使用水加入适量的养分，提供植物所需的养分，无需使用土壤，水培技术通常在特殊容器中进行，其中植物根部可以悬浮在水中，或者通过基质(如岩棉或泥炭)来支撑。

3、水培植物育苗期是非常关键的一个时期，这个时期营养生长非常旺盛，对营养元素的需求也是非常大的，植物长的高、强壮、抗倒伏能力等都是在这个时期打基础的，也影响着植物后期应对恶劣环境的能力和最终产量，但现有农业生长记录系统存在以下不足：

4、1.人工需要随时对水培所用水中进行营养剂的添加，提供植物成长所需营养成分，同时需要定期对营养水进行更换，智能化程度有限。

5、2.只能记录一片植物的整体高度，无法精确到单株植物，精度有待提升，同时无法精确测量植物的单独根茎的大小，实用性较弱。

6、3.在遇到倾斜的植物根茎时，更加无法测量其高度。

7、因此，亟需设计一种用于智慧农业无人化生长记录系统及方法以解决上述缺陷，显得尤为重要。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明设计了一种用于智慧农业无人化生长记录系统及方法，该用于智慧农业无人化生长记录系统及方法旨在解决现有技术下农业生长记录系统智能化程度有限，同时只能记录一片植物的整体高度，无法精确到单株植物，精度有待提升，无法精确测量植物的单独根茎的大小，实用性较弱，以及在遇到倾斜的植物根茎时，更加无法测量其高度的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种用于智慧农业无人化生长记录系统，包括种植架，所述种植架的内侧安装有多组种植箱，所述种植架内侧的底端安装有自动灌溉组件,所述种植架的内侧且位于多组种植箱的上方均安装有光照组件，所述种植架的背面安装有调节组件，所述调节组件上安装有监测组件；

4、所述自动灌溉组件包括水箱、过滤箱、第一泵机、抽水管、转接管、第一连接管、输水管、第二泵机、第二连接管、回水管、营养箱和观察盒，所述水箱安装于种植架内侧的底端，所述过滤箱安装于水箱的顶部,所述第一泵机安装于水箱的顶部且位于过滤箱的左侧，所述第一泵机的输入端通过抽水管与水箱的内部进行连接，所述转接管安装于第一泵机的输出端与过滤箱之间，所述转接管的一端通过第一连接管与过滤箱相连接，所述转接管的另一端通过输水管与多组种植箱的左侧进行连接，所述第二泵机安装于过滤箱的右侧，所述第二泵机的输出端通过第二连接管与过滤箱进行连接，所述第二泵机的输入端通过回水管与多组种植箱的右侧进行连接，所述营养箱安装于水箱的右侧,多组所述观察盒安装于营养箱的底部。

5、作为本发明优选的方案，多组所述种植箱均等间距安装于种植架的内侧，多组所述种植箱的内部均安装有多组培养网筒，多组所述种植箱的正面均安装有透明观察窗。

6、作为本发明优选的方案，所述水箱与观察盒的正面均安装有可视液窗，所述转接管与输水管的连接处安装有电磁阀，所述水箱顶部的左端开设有加水口，所述加水口的外侧螺纹连接有加水盖。

7、作为本发明优选的方案，所述过滤箱的顶部安装有箱盖，所述箱盖的左右两端均通过螺丝与过滤箱固定连接，所述过滤箱的内侧架设有过滤网筒。

8、作为本发明优选的方案，所述营养箱的内侧安装有多组储液盒，多组所述储液盒与多组观察盒一一对应，所述营养箱的外侧安装有多组第三泵机，所述第三泵机的输入端通过抽液管与观察盒的右侧进行连接，所述第三泵机的输出端通过输液管与水箱的右侧进行连接。

9、作为本发明优选的方案，所述光照组件包括灯箱、灯珠和散热风扇，所述灯箱安装于种植架的内侧且位于种植箱的上方，所述灯珠安装于灯箱的底部，所述散热风扇安装于灯箱的左侧。

10、作为本发明优选的方案，所述调节组件包括第一螺纹杆、第一滑杆、移动板、调节箱、第二螺纹杆、第二滑杆和调节座，所述第一螺纹杆转动连接于种植架背面的右端，所述第一滑杆固定安装于种植架背面的左端，所述移动板安装于第一螺纹杆与第一滑杆的内侧，所述调节箱安装于移动板的顶部，所述第二螺纹杆安装于调节箱的内侧，所述第二滑杆固定安装于调节箱的内部，所述调节座安装于调节箱的内部且位于第二螺纹杆和第二滑杆的外侧。

11、作为本发明优选的方案，所述种植架顶部的右端安装有第一电机，所述第一电机的驱动端与第一螺纹杆的顶端固定连接，所述移动板与第一螺纹杆螺纹连接，所述移动板与第一滑杆滑动连接，所述移动板的顶部且位于调节箱的右侧安装有第二电机，所述第二电机的驱动端上以及第二螺纹杆的左端均安装有第一传动轮，两组所述第一传动轮的外侧套设有第一皮带，所述调节座与第二螺纹杆螺纹连接，所述调节座与第二滑杆滑动连接。

12、作为本发明优选的方案，所述监测组件包括安装座、防护壳、高清摄像头、激光测距传感器、连接转轴、第三电机、第二传动轮和第二皮带，所述安装座安装于调节组件上，所述防护壳安装于安装座的顶部，所述高清摄像头与激光测距传感器分别安装于防护壳的左右两侧，所述高清摄像头与激光测距传感器之间通过连接转轴与防护壳转动连接，所述第三电机安装于防护壳内部的底端，所述第二传动轮安装于第三电机的驱动端上以及连接转轴的外侧，两组第二皮带套设于所述第二传动轮的外侧。

13、为了解决上述技术问题，本发明还提供了一种用于智慧农业无人化生长记录系统的方法，具体操作步骤如下：

14、s1：植物育苗的自动灌溉：

15、通过多组种植箱内部的培养网筒进行植物育苗，通过可视液窗方便水箱缺水时通过加水口对内部进行加水；

16、启动第一泵机通过第一抽水管将水箱内部的水抽出，在转接管的转接下，将水导入进输水管中，随后导入各组种植箱的内部，为植物提供充足的水分，同时种植箱内的水再通过回水管流出，启动第二泵机将回水管中的水通过第二连接管泵入过滤箱中，利用过滤箱中的过滤网筒对水质进行过滤，过滤后的水再通过第一连接管导入进转接管中，从而达到水循环过滤的目的，不需要人工定期对水进行更换，同时营养箱内多组储液盒能够分别装入不同成分的营养液，在植物缺少营养时，启动第三泵机通过抽液管将进入到观察盒内部的营养液抽出，随后通过输液管导入水箱中，从而对水中添加营养剂，为植物提供充分的养分，从而满足智慧农业无人化管理，提高农业生长记录系统的智能化程度；

17、s2：植物育苗高度变化的自动记录：

18、在植物生产过程中，启动第一电机带动第一螺纹杆进行转动，在第一滑杆的连接下，使得移动板能够上下移动，从而通过监测组件对不同高度的植物进行生长记录和测量，同时通过第二电机带动第一传动轮进行转动，在第一皮带的传动下，带动第二螺纹杆进行转动，从而带动调节座上的监测组件进行左右移动，从而对不同位置的植物进行生长记录和测量，大大提高了农业生产记录系统的精度与实用性。

19、s3：植物育苗倾斜后的自动记录：

20、通过安装座将防护壳安装在调节座上，利用防护壳外侧的高清摄像头对植物的生长进行记录，而通过激光测距传感器能够对植物的高度进行测量，同时若植物倾斜时，通过第三电机带动第二传动轮进行转动，在第二皮带的传动下，带动连接转轴进行转动，从而将高清摄像头与激光测距传感器调整至与植物相同的倾斜角度，进而对倾斜的植物进行高度测量，进一步提高了农业生产记录系统的精度。

21、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

22、1、本发明中，通过种植架、种植箱、自动灌溉组件与光照组件的配合设计，通过多组种植箱内部的培养网筒进行植物育苗，通过可视液窗方便水箱缺水时通过加水口对内部进行加水，启动第一泵机通过第一抽水管将水箱内部的水抽出，在转接管的转接下，将水导入进输水管中，随后导入各组种植箱的内部，为植物提供充足的水分，同时种植箱内的水再通过回水管流出，启动第二泵机将回水管中的水通过第二连接管泵入过滤箱中，利用过滤箱中的过滤网筒对水质进行过滤，过滤后的水再通过第一连接管导入进转接管中，从而达到水循环过滤的目的，不需要人工定期对水进行更换，同时营养箱内多组储液盒能够分别装入不同成分的营养液，在植物缺少营养时，启动第三泵机通过抽液管将进入到观察盒内部的营养液抽出，随后通过输液管导入水箱中，从而对水中添加营养剂，为植物提供充分的养分，在种植育苗时，通过灯箱底部的灯珠，在光照不足时为植物提供充足的光照，同时利用散热风扇为灯箱进行散热，从而保障灯箱的正常使用，满足了智慧农业无人化管理，大大提高了农业生长记录系统的智能化程度。

23、2、本发明中，通过调节组件的设计，在植物生产过程中，启动第一电机带动第一螺纹杆进行转动，在第一滑杆的连接下，使得移动板能够上下移动，从而通过监测组件对不同高度的植物进行生长记录和测量，同时通过第二电机带动第一传动轮进行转动，在第一皮带的传动下，带动第二螺纹杆进行转动，从而带动调节座上的监测组件进行左右移动，从而对不同位置的植物进行生长记录和测量，大大提高了农业生产记录系统的精度与实用性。

24、3、本发明中，通过监测组件的设计，通过安装座将防护壳安装在调节座上，利用防护壳外侧的高清摄像头对植物的生长进行记录，而通过激光测距传感器能够对植物的高度进行测量，同时若植物倾斜时，通过第三电机带动第二传动轮进行转动，在第二皮带的传动下，带动连接转轴进行转动，从而将高清摄像头与激光测距传感器调整至与植物相同的倾斜角度，进而对倾斜的植物进行高度测量，进一步提高了农业生产记录系统的精度。