一种基于物联网的湿地监测装置的制作方法

本发明涉及监测设备技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于物联网的湿地监测装置。

背景技术：

湿地环境监测装置就是测量空气温度或空气中水汽含量的仪器。

专利申请公布号cn206975028u的实用新型专利公开了一种湿地环境监测装置，包括监测装置本体、电动推杆、滑块、摄像头、蓄电池、滑轨、减震器、土壤湿度传感器、连杆、钻头、土壤水分传感器、底座、plc控制器、湿度传感器、照明灯、电控箱、扶梯、报警器、显示屏、控制板和监控装置本体，所述监测装置本体的顶部通过螺栓连接有照明灯，所述监测装置本体的一侧嵌入有太阳能电池板，所述太阳能电池板的一侧通过螺栓连接有电控箱，所述电控箱的内部安装有plc控制器，所述电控箱的一侧安装有湿度传感器，所述监测装置本体的一侧通过焊接固定有扶梯，所述监测装置本体的另一侧通过焊接固定有滑轨，该监测装置，不仅可以显示出数值，而且能直观的显示出现场图像。

但是在实际使用时，如该实用在检测时无法对高空的环境进行有效的检测，检测高度受限较重。

发明新型内容

为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于物联网的湿地监测装置，通过设置高空作业机构，无人机通过连接杆和固定环板带动氢气球进行上升，之后单片机控制步进电机的齿轮旋转，非接触式角度传感器对氢气球的倾斜角度进行检测，之后温湿度传感器对温湿度进行检测，紫外线传感器对紫外线强度进行检测，粉尘传感器检测粉尘浓度，氧气浓度传感器检测出氧气浓度，风速风向传感对风速风向进行检测，无线摄像头对指定高度以下的空间进行全面的远程图像监控，可以有效的对高空的环境进行全面的检测，提升了检测范围，提升视频监控的面积，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的湿地监测装置，包括机箱，所述机箱内部顶部设有高空作业机构；

所述高空作业机构包括固定杆，所述固定杆顶部固定设有顶板，所述固定杆与机箱固定连接，所述固定杆一侧设有固定架，所述固定架内部固定设有步进电机，所述机箱和顶板均与固定架固定连接，所述步进电机一侧设有第一转轴，所述步进电机输出轴与第一转轴固定连接，所述第一转轴外侧设有连接绳，所述顶板表面设有滑筒，所述连接绳与滑筒滑动连接，所述连接绳顶端固定设有升降板，所述升降板顶部固定设有氢气球，所述氢气球外侧固定设有固定环板，所述固定环板底固定设有连接杆，所述连接杆底部固定设有无人机，所述氢气球顶部固定设有非接触式角度传感器，所述非接触式角度传感器一侧设有温湿度传感器，所述温湿度传感器一侧设有紫外线传感器，所述紫外线传感器一侧设有粉尘传感器，所述粉尘传感器一侧设有氧气浓度传感器，所述氧气浓度传感器一侧设有风速风向传感器，所述升降板底部固定设有无线摄像头；

所述机箱内部设有蓄电池，所述蓄电池顶部设有单片机，所述单片机一侧设有无线通信模块，所述无线通信模块一侧设有gps定位器，所述机箱一侧设有警报器，所述警报器底部设有警示灯，所述警示灯底部设有显示器。

在一个优选地实施方式中，所述机箱另一侧设有土壤检测机构，所述土壤检测机构包括电动滑轨，所述电动滑轨与机箱固定连接，所述电动滑轨一侧设有移动板。

在一个优选地实施方式中，所述移动板一侧固定设有升降箱，所述升降箱内部固定设有伺服电机，所述升降箱底部设有红外测距仪。

在一个优选地实施方式中，所述伺服电机顶部设有第二转轴，所述伺服电机输出轴与第二转轴固定连接。

在一个优选地实施方式中，所述第二转轴外侧设有传动带，所述传动带内部设有转杆，所述转杆与第二转轴通过传动带传动连。

在一个优选地实施方式中，所述转杆外侧固定设有轴承，所述轴承贯穿升降箱且延伸至外部。

在一个优选地实施方式中，所述转杆底部固定设有伸入螺杆，所述伸入螺杆两侧表面均设有凹槽，所述凹槽横截面形状设置为三角形。

在一个优选地实施方式中，一个所述凹槽内部固定设有土壤水分传感器，另一个所述凹槽内部固定设有土壤湿度传感器，所述机箱底部固定设有支撑杆，所述支撑杆底部固定设有底座。

本发明的技术效果和优点：

1、通过设置高空作业机构，无人机通过连接杆和固定环板带动氢气球进行上升，之后单片机控制步进电机的齿轮旋转，非接触式角度传感器对氢气球的倾斜角度进行检测，之后温湿度传感器对温湿度进行检测，紫外线传感器对紫外线强度进行检测，粉尘传感器检测粉尘浓度，氧气浓度传感器检测出氧气浓度，风速风向传感对风速风向进行检测，无线摄像头对指定高度以下的空间进行全面的远程图像监控，之后将检测的数据发送至单片机处，单片机通过无线通信模块将检测的数据进行远程的传输，gps定位器对检测设的地点进行定位，与现有技术相比，可以有效的对高空的环境进行全面的检测，提升了检测范围，提升视频监控的面积；

2、通过设置土壤检测机构，伺服电机带动第二转轴通过传动带驱动转杆进行旋转，转杆带动伸入螺杆进行旋转，电动滑轨通过移动板带动升降箱进行升降，之后伸入螺杆伸入到土壤内部，红外测距仪对升降箱的下降高度进行检测，从而控制土壤水分传感器和土壤湿度传感器的测量深度，横截面形状设置为三角形的凹槽使得伸入螺杆减少突然对土壤水分传感器和土壤湿度传感器阻力，与现有技术相比，可以有效的伸入到土壤内部，对不能深度的伸入进行有效的检测。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图。

图2为本发明的图1中a部局部结构示意图。

图3为本发明的图1中b部局部结构示意图。

图4为本发明的图1中c部局部结构示意图。

图5为本发明的顶板和滑筒立体示意图。

图6为本发明的拓扑图。

图7为本发明的系统示意图。

图8为本发明的电路示意图。

附图标记为：1机箱、2高空作业机构、3固定杆、4顶板、5固定架、6步进电机、7第一转轴、8连接绳、9滑筒、10升降板、11氢气球、12固定环板、13连接杆、14无人机、15非接触式角度传感器、16温湿度传感、17紫外线传感器、18粉尘传感器、19氧气浓度传感器、20风速风向传感器、21无线摄像头、22无线通信模块、23gps定位器、24警报器、25警示灯、26显示器、27土壤检测机构、28电动滑轨、29移动板、30升降箱、31伺服电机、32红外测距仪、33第二转轴、34传动带、35转杆、36轴承、37伸入螺杆、38凹槽、39土壤水分传感器、40土壤湿度传感器、41单片机。

具体实施方式

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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。

如附图1-8所示的一种基于物联网的湿地监测装置，包括机箱1，所述机箱1内部顶部设有高空作业机构2；

所述高空作业机构2包括固定杆3，所述固定杆3顶部固定设有顶板4，所述固定杆3与机箱1固定连接，所述固定杆3一侧设有固定架5，所述固定架5内部固定设有步进电机6，所述机箱1和顶板4均与固定架5固定连接，所述步进电机6一侧设有第一转轴7，所述步进电机6输出轴与第一转轴7固定连接，所述第一转轴7外侧设有连接绳8，所述顶板4表面设有滑筒9，所述连接绳8与滑筒9滑动连接，所述连接绳8顶端固定设有升降板10，所述升降板10顶部固定设有氢气球11，所述氢气球11外侧固定设有固定环板12，所述固定环板12底固定设有连接杆13，所述连接杆13底部固定设有无人机14，所述氢气球11顶部固定设有非接触式角度传感器15，所述非接触式角度传感器15一侧设有温湿度传感器16，所述温湿度传感器16一侧设有紫外线传感器17，所述紫外线传感器17一侧设有粉尘传感器18，所述粉尘传感器18一侧设有氧气浓度传感器19，所述氧气浓度传感器19一侧设有风速风向传感器20，所述升降板10底部固定设有无线摄像头21，所述无人机14是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机，或者由车载计算机完全地或间歇地自主地操作；

所述机箱1内部设有蓄电池，所述蓄电池顶部设有单片机41，所述单片机41一侧设有无线通信模块22，所述无线通信模块22一侧设有gps定位器23，所述机箱1一侧设有警报器24，所述警报器24底部设有警示灯25，所述警示灯25底部设有显示器26。

实施方式具体为：红外测距仪20、步进电机6、无线通信模块22、gps定位器23、警报器24、警示灯25、显示器26、电动滑轨28、伺服电机31、土壤水分传感器39和土壤湿度传感器40均与单片机41电性连接，无人机14、非接触式角度传感器15、温湿度传感器16、紫外线传感器17、粉尘传感器18、氧气浓度传感器19、风速风向传感器20和无线摄像头21均与单片机41信号连接，打开步进电机6，步进电机6通过第一转轴7将连接绳8放出，之后打开无人机14，无人机14通过连接杆13和固定环板12带动氢气球11进行上升，之后单片机41控制步进电机6的齿轮旋转，从而了解到连接绳8的放出长度，之后非接触式角度传感器15对氢气球11的倾斜角度进行检测，从而计算出氢气球11的高度，之后温湿度传感器16对指定高度的温湿度进行检测，紫外线传感器17对指定高度的紫外线强度进行检测，粉尘传感器18检测指定高度的粉尘浓度，氧气浓度传感器19检测出指定高度的氧气浓度，风速风向传感对指定高度的风速风向进行检测，无线摄像头21对指定高度以下的空间进行全面的远程图像监控，之后将检测的数据发送至单片机41处，单片机41通过无线通信模块22将检测的数据进行远程的传输，gps定位器23对检测设的地点进行定位，当检测的数据异常时，警报器24和警示灯25发出警报，显示器26对检测数据进行显示，可以有效的对高空的环境进行全面的检测，提升了检测范围，提升视频监控的面积，有效的提高了湿地监测的监控力度，实施方式具体解决了现有技术中存在的在检测时无法对高空的环境进行有效的检测，检测高度受限较重的问题。

如附图2-3所示的一种基于物联网的湿地监测装置，还包括土壤检测机构27，所述土壤检测机构27设置在机箱1另一侧，所述土壤检测机构27包括电动滑轨28，所述电动滑轨28与机箱1固定连接，所述电动滑轨28一侧设有移动板29；

所述移动板29一侧固定设有升降箱30，所述升降箱30内部固定设有伺服电机31，所述升降箱30底部设有红外测距仪32，所述红外测距仪32作为一种精密的测量工具，已经广泛的应用到各个领域，可以分为超声波测距仪，红外线测距仪，激光测距仪；

所述伺服电机31顶部设有第二转轴33，所述伺服电机31输出轴与第二转轴33固定连接；

所述第二转轴33外侧设有传动带34，所述传动带34内部设有转杆35，所述转杆35与第二转轴33通过传动带34传动连接；

所述转杆35外侧固定设有轴承36，所述轴承36贯穿升降箱30且延伸至外部；

所述转杆35底部固定设有伸入螺杆37，所述伸入螺杆37两侧表面均设有凹槽38，所述凹槽38横截面形状设置为三角形；

一个所述凹槽38内部固定设有土壤水分传感器39，另一个所述凹槽38内部固定设有土壤湿度传感器40，所述机箱1底部固定设有支撑杆，所述支撑杆底部固定设有底座；

所述土壤水分传感器39型号设置为xty5131699，所述土壤水分传感器39又称土壤湿度传感器，由不锈钢探针和防水探头构成，可长期埋设于土壤和堤坝内使用，对表层和深层土壤进行墒情的定点监测和在线测量，所述土壤湿度传感器40型号设置为jz-hb18，所述土壤湿度传感器40又名：土壤水分传感器、土壤墒情传感器、土壤含水量传感器，主要用来测量土壤相对含水量，做土壤墒情监测及农业灌溉和林业防护，所述非接触式角度传感器15型号设置为contelec，方位角又称地平经度，是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一，所述温湿度传感器16型号设置为jcj175，所述温湿度传感器16只是传感器其中的一种而已，只是把空气中的温湿度通过一定检测装置，测量到温湿度后，按一定的规律变换成电信号或其他所需形式的信息输出，用以满足用户需求，所述紫外线传感器17型号设置为bisz-hw-006，所述紫外线传感器17是传感器的一种，可以利用光敏元件通过光伏模式和光导模式将紫外线信号转换为可测量的电信号，所述粉尘传感器18型号设置为lbt-gcg1000，所述19型号氧气浓度传感器设置为m363976，所述风速风向传感器20型号设置为xs-sd1，所述单片机41型号设置为smc62，所述单片机41它不是完成某一个逻辑功能的芯片,而是把一个计算机系统集成到一个芯片上，相当于一个微型的计算机。

实施方式具体为：打开伺服电机31，伺服电机31带动第二转轴33通过传动带34驱动转杆35进行旋转，转杆35带动伸入螺杆37进行旋转，之后电动滑轨28通过移动板29带动升降箱30进行升降，之后伸入螺杆37伸入到土壤内部，红外测距仪20对升降箱30的下降高度进行检测，从而控制土壤水分传感器39和土壤湿度传感器40的测量深度，横截面形状设置为三角形的凹槽38使得伸入螺杆37减少突然对土壤水分传感器39和土壤湿度传感器40阻力，可以有效的伸入到土壤内部，对不能深度的伸入进行有效的检测，该实施方式具体解决了现有技术中存在的由于土质问题导致难以伸入到土壤内部进行土壤检测的问题。

本发明工作原理：

参照说明书附图1-8，无人机14通过连接杆13和固定环板12带动氢气球11进行上升，之后单片机41控制步进电机6的齿轮旋转，非接触式角度传感器15对氢气球11的倾斜角度进行检测，之后温湿度传感器16对温湿度进行检测，紫外线传感器17对紫外线强度进行检测，粉尘传感器18检测粉尘浓度，氧气浓度传感器19检测出氧气浓度，风速风向传感对风速风向进行检测，无线摄像头21对指定高度以下的空间进行全面的远程图像监控，之后将检测的数据发送至单片机41处，单片机41通过无线通信模块22将检测的数据进行远程的传输，gps定位器23对检测设的地点进行定位，可以有效的对高空的环境进行全面的检测，提升了检测范围，提升视频监控的面积；

参照说明书附图2-3，伺服电机31带动第二转轴33通过传动带34驱动转杆35进行旋转，转杆35带动伸入螺杆37进行旋转，电动滑轨28通过移动板29带动升降箱30进行升降，之后伸入螺杆37伸入到土壤内部，红外测距仪20对升降箱30的下降高度进行检测，从而控制土壤水分传感器39和土壤湿度传感器40的测量深度，横截面形状设置为三角形的凹槽38使得伸入螺杆37减少突然对土壤水分传感器39和土壤湿度传感器40阻力，可以有效的伸入到土壤内部，对不能深度的伸入进行有效的检测。

最后应说明的几点是：首先，在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变，则相对位置关系可能发生改变；

其次：本发明公开实施例附图中，只涉及到与本公开实施例涉及到的结构，其他结构可参考通常设计，在不冲突情况下，本发明同一实施例及不同实施例可以相互组合；

最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。