一种基于生态农业的智慧管理方法与流程

本发明涉及生态农业管理，具体为一种基于生态农业的智慧管理方法。

背景技术：

1、生态农业管理是利用现代科学技术成果和现代管理手段对传统农业的种植进行智能管理，在解放劳动力的同时，可以有效提高农作物的种植效率和生长效益。

2、生态农业的智慧管理包括病虫害的监测、土壤成分的监测、农作物生长状态的监测等，现有的生态农业智慧管理，是通过在生态农田中安装可视化监控设备，并通过远程控制，对生态农田中的农作物进行智慧监控管理，以获得农作物的生长状态数据和病虫害监测数据，这种农作物的生长状态数据和病虫害监测数据只能通过对比或人为识别判断，农作物实际生长状态数据和病虫害的监测数据准确性不高，可能会影响对农作物生长状态的判断以及对病虫害处理的判断结果，同时需要工作人员采集生态农田中多个监测点的土壤，然后对土壤成分进行分析，土壤采集和分析操作繁琐，生态农业智慧管理数据监测不准确，管理操作过程繁多。

技术实现思路

1、为解决以上现有的生态农业智慧管理，是通过在生态农田中安装可视化监控设备，并通过远程控制，对生态农田中的农作物进行智慧监控管理，以获得农作物的生长状态数据和病虫害监测数据，这种农作物的生长状态数据和病虫害监测数据只能通过对比或人为识别判断，农作物实际生长状态数据和病虫害的监测数据准确性不高，可能会影响对农作物生长状态的判断以及对病虫害处理的判断结果，同时需要工作人员采集生态农田中多个监测点的土壤，然后对土壤成分进行分析，土壤采集和分析操作繁琐，生态农业智慧管理数据监测不准确，管理操作过程繁多的问题。

2、本发明通过以下技术方案予以实现：首先将需要管理的生态农田划分成若干区域，每个区域均有延伸至区域中心位置的巡航线路，然后通过以下技术方案对上述生态农田进行管理,一种基于生态农业的智慧管理设备，包括移动检测台和定位巡航模块，移动检测台为车体形状，下底盘设有驱动轮或履带，移动检测台内部设有用于驱动其移动的驱动箱，定位巡航模块用于对移动检测台的位置进行定位，并根据需要管理的生态农田的分布，依据设定的管理巡航路线，对生态农田中划分的对应区域进行巡检，所述移动检测台行进方向的两侧设置有可伸展的采集板，所述采集板为弧形结构，两个所述采集板为一组，同组中两个所述采集板呈对称分布，所述采集板的内部设置有若干组套杆，套杆的内部为液压缸，所述套杆的内部上下滑动安装有插杆，利用套杆内部的液压缸与液压系统配合，控制插杆上下移动；

3、所述采集板内部的竖直中部转动安装有采集盒，采集盒转动安装在采集板内部的中间支柱上，中间支柱的表面设有驱动采集盒转动的电机设备，所述采集盒内部的顶面固定安装有内支杆，所述内支杆的下端上下滑动安装有缸体，缸体为液压缸，利用缸体与液压系统配合，可以控制缸体上下移动，所述缸体的下端上下滑动安装有采集片，所述采集盒的内部设有土壤分析检测模块，土壤分析检测模块用于检测土壤的湿度、酸碱性、土壤中营养物质的含量以及土壤中农作物根系的密度，所述采集片为透明玻璃片，中间为空腔结构，下端为开口设计，采集片的表面开设有检测孔，所述土壤分析检测模块位于所述采集盒内部的采集片的侧面，采集片采集土壤之后，土壤分析检测模块直接通过采集片对土壤进行分析检测；

4、所述采集盒的下表面开设有用于所述采集片下移的开口，所述采集片上端的内侧壁水平滑动安装有挡块一，所述挡块一与所述缸体的下端面相对应，挡块一位于缸体的移动方向时，缸体会推动采集片一起移动，所述采集片下端的外侧壁水平滑动安装有挡块二，所述挡块二与所述开口的沿边相对应，挡块二伸出采集片的外侧表面，同时挡块一被收纳到采集片的内壁时，此时缸体向采集片的方向移动时，采集片不移动，缸体可将采集片内部的土壤样本推出采集片，其中挡块一和挡块二由电磁组控制移动，在挡块一和挡块二的表面各安装一个磁块，在采集片内部挡块一和挡块二移动的通道中安装电磁块，通过控制电磁块通电电流的方向，即可控制挡块一和挡块二的移动；

5、所述移动检测台上表面行进的两侧方向滑动安装有两组滑板，所述滑板的上表面设置有弧板，所述弧板的下表面为球形面，所述弧板沿所述移动检测台的行进方向滑动安装在所述滑板的上表面，所述弧板的上表面固定安装有伸缩支杆，所述伸缩支杆的上端固定安装有支撑板，所述支撑板的上表面转动安装有两个呈对称分布的检测板，所述检测板为半环形结构，所述检测板的内环表面设有农作物生长状态分析检测模块，农作物生长状态分析检测模块用于对农作物的生长高度、叶片数量、叶片表面的图像和叶片完整性、农作物主杆直径和主杆韧性进行检测。

6、通过滑板在移动检测台表面的移动以及检测板的转动，将两个检测板呈环形分布在一株农作物的周围，利用伸缩支杆和支撑板带动检测板上下移动，检测板上下移动的过程中，农作物生长状态分析检测模块会对农作物的生长高度、叶片数量和叶片完整性和农作物主杆直径进行检测，根据农作物的生长高度，选择农作物主杆韧性的检测位置，利用伸缩支杆将检测板调整到相应为止，当弧板相对滑板滑动时，伸缩支杆会发生转动，从而利用检测板使农作物主杆弯曲，利用伸缩支杆的转动角度，检测农作物的韧性。

7、进一步的，所述采集板的可伸展结构包括：

8、侧箱，沿所述移动检测台行进的两侧方向滑动安装在所述移动检测台内部的两侧，移动检测台的内部设有伸缩缸，伸缩缸为液压缸，伸缩缸的伸缩端同时与同侧的滑板和侧箱连接，利用伸缩缸与液压系统的配合，驱动控制滑板和侧箱移动；

9、移动盒，两个所述移动盒为一组，同组中两个所述移动盒对称滑动安装在同一所述移动盒的内部，所述移动盒的滑动安装方向与所述移动检测台的行进方向相同或相反；

10、所述移动盒的内部水平设有转杆，移动盒的内部设有驱动转杆转动的电机设备，所述转杆延伸至所述移动盒外部的一端固定安装有连接杆，转杆与连接杆配合，用于带动采集板上下转动，所述连接杆远离所述转杆的一端固定安装有转接杆，所述转接杆转动安装在所述采集板的内部，所述转接杆的轴线与所述采集盒的转动轴线平行，转接杆的表面设有齿轮结构，采集板的内部设有电机模块，电机模块的输出端设有与齿轮结构啮合的传动齿轮，利用电机模块可以控制采集板在转接杆的表面转动，转杆和连接杆与转接杆配合，可对采集板进行伸展和收纳，便于将采集板收纳到侧箱中；

11、所述移动盒的内部设有调节杆，调节杆为液压伸缩杆，所述调节杆的伸缩端与所述转杆表面的转环连接，用于通过转杆带动采集板上下移动；

12、所述转杆的表面固定安装有矩形限位块一，所述移动盒的内壁开设有限位滑槽，所述限位滑槽的上端为环形，下端为直线滑槽，所述限位块一位于所述限位滑槽内部，限位块一位于限位滑槽的环形内部时，转杆可转动，限位块一位于限位滑槽的直线滑槽中时，转杆不能转动；

13、螺纹杆，转动安装在所述侧箱的内部，所述螺纹杆两端的螺纹面相反，所述螺纹杆的两端分别与所述侧箱内部两侧的移动盒螺纹连接，侧箱中设有控制螺纹杆转动的电机设备，螺纹杆的转动用于调节移动盒的位置，进而可以调节两个检测板与农作物之间的距离。

14、进一步的，所述套杆为液压缸，所述套杆的内侧壁开设有限位槽一；

15、所述插杆的下端为锥形，便于插杆插入到土壤中，所述插杆的上端面为活塞板，所述活塞板的侧表面设有与所述限位槽一滑动密封配合的滑块，所述活塞板的表面开设有槽孔，所述插杆的内部为空腔，所述插杆的内部设有限位块二，所述插杆的内侧壁沿插杆的圆杆半径方向滑动设有若干阻块，阻块与插杆的内壁之间设有复位弹簧；

16、所述插杆的内部滑动安装有内杆，所述内杆靠近所述活塞板一端的t形端面位于所述限位块二与所述活塞板之间，t形端面与活塞板之间设有复位弹簧，所述t形端面与所述插杆的内壁密封滑动连接，所述t形端面的表面设有与所述活塞板表面的槽孔相适配的堵块，活塞板与套杆之间的摩擦作用力和插杆插入土壤中受到的阻力之和小于t形端面向远离活塞板方向移动的阻力；

17、所述阻块靠近所述内杆一侧的表面为球形面，所述内杆的表面设有楔块，所述楔块的斜面与所述阻块的球形面相对应。

18、套杆内部液压缸中压力增加时，插杆先相对套杆移动，并插入到土壤中，当活塞板移动至限位槽一的另一端时，此时活塞板不再移动，套杆内部液压缸中的压力将t形端表面的堵块与活塞板表面的槽孔分离，并推动内杆移动，内杆带动楔块移动，楔块将阻块向插杆的外侧推动，从而将阻块的一端插入到土壤中，以增加插杆在土壤中的固定效果。

19、进一步的，所述伸缩支杆由若干套筒由外向内依次套接组成，最内侧的所述套筒内部上下滑动安装有支撑杆体，所述支撑板固定安装在所述支撑杆体的上端；

20、若干所述套筒的内腔均为u形腔，套筒的内部均为液压缸，所述套筒的底面开设有通孔，所述套筒的内部开设有限位槽二，相邻所述套筒之间以及所述支撑杆体与相邻套筒之间均通过密封块与对应的所述限位槽二密封滑动连接；

21、所述套筒的下端设有配重环，相邻所述套筒之间以及所述支撑杆体与相邻套筒之间的摩擦力，由内向外依次增加，当伸缩支杆与液压系统连接，伸缩支杆内部的压力增加时，支撑杆体最先向上伸出，然后若干套筒由内向外依次向上伸出，这样可使伸缩支杆的重心在每个伸长阶段均处于最低状态，以提高伸缩支杆的稳定性。

22、进一步的，所述支撑板的表面转动安装有锥齿轮二，支撑板中安装有用于驱动锥齿轮二转动的电机设备，所述锥齿轮二的上下两侧均齿轮啮合有锥齿轮一，两个所述锥齿轮一均转动安装在所述支撑板的表面，所述支撑板上表面的两个所述采集板分别与两个所述锥齿轮一所在的轴杆固定连接。

23、进一步的，所述滑板与所述弧板的接触面设有t形槽，所述弧板的下表面设有与所述t形槽相适配的t形滑轨；

24、所述弧板的下表面设有弧形齿槽，所述滑板的表面转动安装有与所述齿槽啮合的传动齿轮，滑板表面的传动齿轮与齿槽配合，可以带动弧板滑动，弧板的滑动会带动伸缩支杆转动，移动检测台上表面设有两组伸缩支杆，两组伸缩支杆在转动时，为同步反向转动，这种操作可以平衡移动检测台在行进方向受到的作用力，以保证移动检测台的平衡。

25、进一步的，所述伸缩支杆中最外侧的套筒的侧表面固定安装有安装侧板，所述安装侧板的表面安装水平安装有伸缩杆体，伸缩杆体为液压缸，所述伸缩杆体向所述滑板的滑动方向伸缩，所述伸缩杆体的伸缩端固定安装有连接板，所述连接板的表面通过弹簧缓冲连接有安装块，所述安装块的内部转动安装有两个呈对称分布的夹持板，所述连接板与所述夹持板之间设有连杆；

26、所述夹持板的表面设有间隔分布的夹杆，两个所述夹持板表面的夹杆相互错开分布，利用伸缩杆体将夹持板向农作物的主杆方向移动，当安装块与农作物的主杆接触之后，连接板通过连杆推动夹持板转动，利用两个夹持板对农作物主杆进行辅助夹持，以提高伸缩支杆的稳定性，同时可利用夹持板对农作物的主杆进行韧性检测。

27、进一步的，所述移动检测台的内部设有液压控制系统和液压油箱，由液压油箱与移动检测台中的液压缸组合形成液压回路。

28、一种基于生态农业的智慧管理方法，包括以下具体步骤：

29、s1、将生态农田划分成多个管理区域，同时在生态农田中设计巡航路线，巡航路线可以使移动检测台移动到每个生态农田管理区域的中心位置；

30、s2、控制移动检测台移动至需要检测的一个生态农田管理区域的中心位置，根据移动检测台两侧农作物距离移动检测台的距离，调节侧箱和滑板的位置；

31、s21、调节同侧的两个采集板的位置，使两个采集板呈环形分布，并将一组农作物包围在两个采集板中间；

32、s22、调节同一支撑板表面的两个检测板的位置，使两个检测板呈环形分布，并将一组农作物包围在两个检测板中间；

33、s3、利用套杆与插杆配合，将插杆插入到土壤中，以此固定移动检测台；

34、s4、检测农作物的生长状态数据：

35、s41、利用伸缩支杆控制检测板向上移动，两个呈环形分布的检测板向上移动的过程中，检测板内环表面的农作物生长状态分析检测模块对农作物的生长高度、叶片数量、叶片表面的图像和叶片完整性、农作物主杆直径进行检测和记录；

36、s42、利用检测的农作物的生长高度和叶片数量，判断对应生态农田管理区域的农作物的生长阶段和生长态势，利用叶片表面的图像和叶片完整性，判断农作物是否出现病虫害现象以及出现的病虫害的种类，利用农作物主杆直径判断农作物在此生长阶段生长状态是否符合正常生长标准；

37、s43、利用滑板表面的传动齿轮与齿槽啮合，通过弧板带动伸缩支杆转动，伸缩支杆通过检测板使农作物的主杆弯曲，利用伸缩支杆的转动角度检测农作物的韧性，从而判断对应生态农田管理区域的农作物的抗倒伏强度；

38、s5、检测农作物所在区域的土壤成分数据：

39、s51、利用缸体推动采集片向土壤中移动，部分土壤进入到采集片中，当缸体复位时，采集片将采集的土壤带入采集盒中，采集盒中的土壤分析检测模块检测土壤的湿度、酸碱性、土壤中营养物质的含量以及土壤中农作物根系的密度，判断对应生态农田管理区域中土壤的湿度、酸碱性是否适宜，土壤中的营养物质含量是否达标，并根据土壤中农作物根系的密度判断农作物的生长是否正常；

40、s6、将检测的农作物的生长状态数据、农作物所在区域的土壤成分数据进行结合分析，判断农作物生长是否正常，当农作物生长状态正常时，继续间断监测，当农作物生长状态不正常时，根据检测数据中的不足项，对农作物做出相应的施救措施。

41、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

42、1、该基于生态农业的智慧管理方法，通过移动检测台与采集板和伸缩支杆上端检测板的组合设计，可对利用采集板中的采集盒对生态农田中不同区域的土壤进行采集并分析，以获得土壤成分的数据，土壤采集分析操作方便，检测板与伸缩支杆的组合设计，可对农作物的生长高度、叶片数量和叶片完整性和农作物主杆直径进行近距离采集，并根据叶片表面的图像和完整性，判断农作物是否出现病虫害以及出现病虫害的种类，农作物生长状态数据准确性高，同时可对农作物主杆的韧性进行检测，以判断农作物主杆的抗倒伏强度，从而准确判断农作物的整体生长态势，生态农业智慧管理准确性高，管理实施方便。

43、2、该基于生态农业的智慧管理方法，通过套杆与插杆、阻块、内杆和楔块的组合设计，可以提高插杆插入土壤中的牢固性，进而提高移动检测台的稳定性，伸缩支杆中若干套筒与支撑杆体的组合设计，以及相邻套筒之间和支撑杆体与套筒之间摩擦阻力的设计、套筒下端配重块的设计，可以使伸缩支杆在伸长的每一个阶段，均有较低的重心，有利于保证移动检测台的稳定性。

44、3、该基于生态农业的智慧管理方法，通过检测盒内部内支杆、缸体与采集片、挡块一和挡块二的组合设计，在对采集片采集的土壤进行检测之后，可将采集的土壤推出采集片，以便下一次土壤采集操作，以此可实现土壤的连续采集检测作业，检测盒在检测板内部的转动设计，可对距离农作物根茎不同位置的土壤进行采集检测，以提高土壤采集检测的范围。