一种基于物联网的农田环境监测装置及其系统

1.本发明涉及农田环境监测技术领域，具体为一种基于物联网的农田环境监测装置及其系统。


背景技术：

2.农田生态系统是人类在以作物为中心的农田中，利用生物和非生物环境之间以及生物种群之间的相互关系，通过合理的生态结构和高效生态机能，进行能量转化和物质循环，并按人类社会需要进行物质生产的综合体。它是农业生态系统中的一个主要亚系统。农田生态系统不仅受自然规律的制约，还受人类活动的影响；不仅受自然生态规律的支配，还受社会经济规律的支配。随着经济的发展，对于农田的科学种植越来越受重视，有时会在农田中安装环境监测装置，利于环境监测了解农田环境状况，但是，传统的农田环境监测装置存在一定不足，农田环境监测装置一般是直接插在土层中，在土层湿润度高或遇到台风天气，容易导致环境监测装置晃动，另外，由于环境监测装置利用太阳能电池板发电，在冬天下雪天气，太阳能电池板上覆盖雪，不利于冬天进行发电，此外，环境监测装置虽然能够对农田环境监测，但无法实现对土壤、农作物长势情况监测，有待于改进一种基于物联网的农田环境监测装置及其系统。


技术实现要素：

3.(一)解决的技术问题
4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于物联网的农田环境监测装置及其系统，解决了上述背景技术中提出的问题。
5.(二)技术方案
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于物联网的农田环境监测装置及其系统，包括方形立筒一号和方形立筒二号，所述方形立筒一号的顶端焊接固定有支撑板，所述支撑板的上表面左侧固定连接有风向变速器，所述支撑板的上表面右侧固定连接有风速变速器，所述支撑板的上表面中部固定连接有温湿度传感器，所述方形立筒一号的外侧壁通过螺栓可拆卸连接有支板，所述支板的上表面右侧固定连接有雨量计，所述方形立筒一号的前表面安装有配电箱，所述方形立筒一号的底端焊接固定有底座，所述底座的上表面前方开设弧形槽，所述底座的下表面通过螺栓可拆卸连接有底板，所述底板和所述底座的内部均开设方槽，所述底板的底端固定连接有所述方形立筒二号，所述方形立筒二号的内部上方通过转轴转动连接有转轮，所述方形立筒二号的内部左右两侧壁上开设长槽一号，所述方形立筒二号的外侧壁左右两侧开设长槽二号，且所述长槽二号与所述长槽一号相连通，所述方形立筒二号的内部左右两侧壁开设长槽三号，且所述长槽三号与所述长槽二号的下方相连通，所述方形立筒二号的内部设有方板，所述方板的上表面左右两侧开设通槽，所述通槽的内部通过转轴转动连接有连接条，所述连接条的一端固定连接有u形板，所述u形板的内部转动连接有调节板，两个所述调节板的相对侧固定连接有长条板，所
述方板的底端中部固定连接有连接杆，所述连接杆的底端固定连接有方形板，所述方板的上表面四个拐角处固定连接有支杆，多个所述支杆的上方通过连接件固定连接有钢丝绳，所述方形立筒一号的内部下方转动连接有轴杆，所述轴杆的外侧壁固定连接有收卷轮，所述钢丝绳与所述转轮外壁接触且收卷在所述收卷轮的外部，所述轴杆的前端贯穿至所述方形立筒一号的前方，所述轴杆的前端固定连接有圆盘，所述圆盘的前表面下方固定连接有两个侧板，两个所述侧板之间转动连接有手柄，所述方形立筒一号的周围放置有显示装置。
7.优选的，所述方形立筒一号的左侧上方固定连接有横板，所述横板的上表面左侧固定连接有两个站立杆一号，所述横板的上表面右侧固定连接有两个站立杆二号，处在后方的所述站立杆二号后表面固定连接有马达，两个所述站立杆二号之间通过转轴转动连接有第一传动杆，且所述第一传动杆与所述马达的输出端固定连接，所述第一传动杆的内部上方转动连接有第二传动杆，所述第二传动杆的左侧设有太阳能电池板，所述太阳能电池板的右侧固定连接有两个u形安装板，其中一个所述u形安装板与所述第二传动杆转动连接，另一个所述u形安装板与两个所述站立杆一号转动连接。
8.优选的，所述显示装置包括显示屏和支架，所述支架插在土层中，所述支架的顶端固定连接有所述显示屏。
9.优选的，所述配电箱的内部安装有主控装置、gprs、精讯云平台，所述方形立筒一号的右侧上方安装有摄像头，所述土层内部嵌设有ph检测传感器，所述ph检测传感器、所述摄像头、所述风向变速器、所述温湿度传感器均与所述主控装置相连接，所述主控装置与所述gprs、所述显示屏、所述马达相连接，所述gprs与所述精讯云平台相连接，所述精讯云平台与用户手机端相连接。
10.优选的，所述方形板的下表面外围固定连接有回形框。
11.优选的，所述连接件包括回形扣一号和回形扣二号，所述钢丝绳的下方与所述回形扣一号固定连接，所述回形扣一号的内部活动连接有所述回形扣二号，且所述回形扣二号的底端与多个所述支杆的上表面相固定。
12.优选的，所述调节板的外部上方处在所述长槽二号的内部，所述调节板的外部下方处在所述长槽三号的内部，所述调节板的内部转动连接有转轴，所述转轴固定于所述方形立筒二号内。
13.优选的，所述长条板贯穿所述长槽一号的内部，且所述长条板与所述长槽一号活动连接。
14.优选的，所述弧形槽与所述手柄相适配。
15.(三)有益效果
16.本发明提供了一种基于物联网的农田环境监测装置及其系统，具备以下有益效果：
17.(1)、本发明，在环境监测装置插入土层中，每当用户握住手柄转动，能够带动钢丝绳收卷在收卷轮上，可以牵引着方板、方形板向上移动，进而连接条转动，连接条带动调节板转动，能够使两个调节板呈倒八字形，于此同时，长条板也倾斜着，能够将松散泥土向下压，利于保持周围土层紧实稳固，进而避免在台风时避免晃动，手柄能够以轴杆圆心绕绕转动，另外用户可以将手柄向前下方掰动，手柄端部插在弧形槽中，可以使手柄左右移动受限制，进而可以避免方形立筒二号中结构元件重力导致的轴杆转动。
18.(2)、本发明，利用温湿度传感器、摄像头、主控装置、gprs、精讯云平台结构元件之间的联系，能够在冬天季节，通过农田上方温度状况，湿度状况判断是否下雪，在主控装置了解到下雪时，会控制马达运行，马达输出轴转动，带动第一传动杆、第二传动杆转动，太阳能电池板的右侧下方以站立杆一号的上方为圆心转动，能够使太阳能电池板表面朝上翻转到表面朝下，这样，雪会盖在太阳能电池板的背面，在摄像头捕捉到没有下雪时，马达再次运行，将太阳能电池板恢复原位，这样既不会影响使用，还能够避免传统化雪后光才能够照在太阳能电池板的现象。
19.(3)、本发明，ph检测传感器在土层中，可以检测土壤酸碱度，通过主控装置、gprs、精讯云平台一步步传输到用户的手机端，用户可以实时看到农田情况，另外安装的摄像头不仅可以记录画面，其对着农田作物，可以通过利用色彩判断农田作物叶片是否发黄，利于科学种植。
附图说明
20.图1为本发明的结构示意图；
21.图2为本发明局部剖视结构示意图；
22.图3为本发明图2中的局部放大结构示意图；
23.图4为本发明的流程图；
24.图5为本发明底座与弧形槽结构示意图。
25.图中：1、风向变速器；2、温湿度传感器；3、风速变速器；4、支撑板；5、摄像头；6、第一传动杆；7、第二传动杆；8、u形安装板；9、太阳能电池板；10、站立杆一号；11、横板；12、站立杆二号；13、方形立筒一号；14、雨量计；15、支板；16、配电箱；17、圆盘；18、侧板；19、手柄；20、弧形槽；21、底座；22、底板；23、ph检测传感器；24、显示屏；25、支架；26、收卷轮；27、轴杆；28、钢丝绳；29、转轮；30、长条板；31、调节板；32、u形板；33、回形框；34、方形板；35、连接杆；36、方形立筒二号；37、长槽一号；38、长槽二号；39、长槽三号；40、方板；41、连接条；42、通槽；43、支杆；44、回形扣一号；45、回形扣二号；46、方槽；47、马达；100、显示装置；200、连接件。
具体实施方式
26.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。
27.如图1-5所示，本发明提供一种技术方案：一种基于物联网的农田环境监测装置及其系统，包括方形立筒一号13和方形立筒二号36，方形立筒一号13的顶端焊接固定有支撑板4，支撑板4的上表面左侧固定连接有风向变速器1，支撑板4的上表面右侧固定连接有风速变速器3，支撑板4的上表面中部固定连接有温湿度传感器2，方形立筒一号13的外侧壁通过螺栓可拆卸连接有支板15，支板15的上表面右侧固定连接有雨量计14，方形立筒一号13的前表面安装有配电箱16，方形立筒一号13的底端焊接固定有底座21，底座21的上表面前方开设弧形槽20，底座21的下表面通过螺栓可拆卸连接有底板22，底板22和底座21的内部
均开设方槽46，底板22的底端固定连接有方形立筒二号36，方形立筒二号36的内部上方通过转轴转动连接有转轮29，方形立筒二号36的内部左右两侧壁上开设长槽一号37，方形立筒二号36的外侧壁左右两侧开设长槽二号38，且长槽二号38与长槽一号37相连通，方形立筒二号36的内部左右两侧壁开设长槽三号39，且长槽三号39与长槽二号38的下方相连通，方形立筒二号36的内部设有方板40，方板40的上表面左右两侧开设通槽42，通槽42的内部通过转轴转动连接有连接条41，连接条41的一端固定连接有u形板32，u形板32的内部转动连接有调节板31，两个调节板31的相对侧固定连接有长条板30，方板40的底端中部固定连接有连接杆35，连接杆35的底端固定连接有方形板34，方板40的上表面四个拐角处固定连接有支杆43，多个支杆43的上方通过连接件200固定连接有钢丝绳28，方形立筒一号13的内部下方转动连接有轴杆27，轴杆27的外侧壁固定连接有收卷轮26，钢丝绳28与转轮29外壁接触且收卷在收卷轮26的外部，轴杆27的前端贯穿至方形立筒一号13的前方，轴杆27的前端固定连接有圆盘17，圆盘17的前表面下方固定连接有两个侧板18，两个侧板18之间转动连接有手柄19，方形立筒一号13的周围放置有显示装置100。
28.进一步的，方形立筒一号13的左侧上方固定连接有横板11，横板11的上表面左侧固定连接有两个站立杆一号10，横板11的上表面右侧固定连接有两个站立杆二号12，处在后方的站立杆二号12后表面固定连接有马达47，两个站立杆二号12之间通过转轴转动连接有第一传动杆6，且第一传动杆6与马达47的输出端固定连接，第一传动杆6的内部上方转动连接有第二传动杆7，第二传动杆7的左侧设有太阳能电池板9，太阳能电池板9的右侧固定连接有两个u形安装板8，其中一个u形安装板8与第二传动杆7转动连接，另一个u形安装板8与两个站立杆一号10转动连接。
29.进一步的，显示装置100包括显示屏24和支架25，支架25插在土层中，支架25的顶端固定连接有显示屏24，在显示屏24上可以显示环境的温度、湿度、土壤ph值，风速以及风力大小。
30.进一步的，配电箱16的内部安装有主控装置、gprs、精讯云平台，方形立筒一号13的右侧上方安装有摄像头5，土层内部嵌设有ph检测传感器23，ph检测传感器23、摄像头5、风向变速器1、温湿度传感器2均与主控装置相连接，主控装置与gprs、显示屏24、马达47相连接，gprs与精讯云平台相连接，精讯云平台与用户手机端相连接，摄像头5能够记录画面，能够拍摄到农田中是否下雪或农田作物是否发黄，在主控装置中具有雪花判断系统以及作物颜色系统，马达47为正反电机，马达47转动最大角度为300
°
。
31.进一步的，方形板34的下表面外围固定连接有回形框33，回形框33的设计可以避免泥土从方形板34和方形立筒二号36接触部位进入上方。
32.进一步的，连接件200包括回形扣一号44和回形扣二号45，钢丝绳28的下方与回形扣一号44固定连接，回形扣一号44的内部活动连接有回形扣二号45，且回形扣二号45的底端与多个支杆43的上表面相固定。
33.进一步的，调节板31的外部上方处在长槽二号38的内部，调节板31的外部下方处在长槽三号39的内部，调节板31的内部转动连接有转轴，转轴固定于方形立筒二号36内，调节板31可以在长槽二号38、长槽三号39中活动。
34.进一步的，长条板30贯穿长槽一号37的内部，且长条板30与长槽一号37活动连接。
35.进一步的，弧形槽20与手柄19相适配，在用户握住手柄19向前方掰动时，手柄19便
转动，手柄19可以插在弧形槽20中，插在弧形槽20中的手柄19无法左右转动。
36.综上可得，本发明的工作流程：将装置插在土层中或者在挖一个空洞，将方形立筒二号36站在里面，再用土填平，之后，可以握住手柄19转动，转动到无法转动时，握住手柄19向前下方转动，手柄19插在弧形槽20中，这样能够将土层压实一些，避免晃动，通过了解农田上方温度状况，湿度状况判断是否下雪，在主控装置了解到下雪时，会控制马达47运行，马达47输出轴转动，带动第一传动杆6、第二传动杆7转动，太阳能电池板9的右侧下方以站立杆一号10的上方为圆心转动，能够使太阳能电池板9表面朝上翻转到表面朝下，这样，雪会盖在太阳能电池板9的背面，在摄像头5捕捉到没有下雪时，马达47再次运行，将太阳能电池板9恢复原位，这样既不会影响使用，还能够避免传统化雪后光才能够照在太阳能电池板的现象，ph检测传感器23在土层中，可以检测土壤酸碱度，通过主控装置、gprs、精讯云平台一步步传输到用户的手机端，用户可以实时看到农田情况，另外安装的摄像头5不仅可以记录画面，其对着农田作物，可以通过利用色彩判断农田作物叶片是否发黄，利于科学种植。
37.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
38.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。