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维戈塞尔塔vs比利亚雷亚尔: 智能大棚監測控制系統及其方法.pdf

摘要
申請專利號:

维戈塞尔塔vs皇家社会 www.vmyqew.com.cn CN201810737759.6

申請日:

20180702

公開號:

CN109197270A

公開日:

20190115

當前法律狀態:

有效性:

審查中

法律詳情:
IPC分類號: A01G9/24,A01B49/06,G05D27/02 主分類號: A01G9/24,A01B49/06,G05D27/02
申請人: 杭州職業技術學院
發明人: 呂偉德
地址: 310018 浙江省杭州市下沙高教園區學源街68號
優先權: CN201810737759A
專利代理機構: 北京中濟緯天專利代理有限公司 代理人: 楊樂
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201810737759.6

授權公告號:

法律狀態公告日:

法律狀態類型:

摘要

本發明公開了一種智能大棚監測控制系統及其方法,包括主控制器、后臺監控中心;本發明采用傳感器技術,通過后臺監控中心對大棚內的土壤和空氣環境進行自動控制,又通過主控制器自動控制滴灌系統和松土注液裝置以及風機對土壤進行松土作用和注入營養液或清水以及對大棚內進行通風作用,大大提高了對種植在大棚內的藏紅花或西紅花的培育過程中的精確性;又通過第一驅動機構、第二驅動機構、第三驅動機構、升降機構、松土注液桿組合結構設置形成的松土注液裝置,既大大提高了松土注液裝置工作過程中的精確性和定位功能,又大大提高了系統整體的工作平穩性和牢靠性;該系統設計合理,具有較高的控制精確性,具有較高使用價值,適合推廣應用。

權利要求書

1.智能大棚監測控制系統,其特征在于:包括大棚(18)、設在大棚(18)地面上并用于培育藏紅花或西紅花的土壤(11)、用于對系統進行自動控制的主控制器(33)、用于采集土壤溫度數據并將土壤溫度數據傳輸給主控制器(33)的土壤溫度傳感器(17)、用于采集土壤濕度數據并將土壤濕度數據傳輸給主控制器(33)的土壤濕度傳感器(17)、用于采集土壤PH值數據并將土壤PH值數據傳輸給主控制器(33)的土壤PH值檢測傳感器(12)、用于采集土壤養分數據并將土壤養分數據傳輸給主控制器(33)的土壤養分檢測傳感器(14)、用于采集大棚(18)內的空氣溫度數據并將空氣溫度數據傳輸給主控制器(33)的空氣溫度傳感器(8)、用于采集大棚(18)內的空氣濕度數據并將空氣濕度數據傳輸給主控制器(33)的空氣濕度傳感器(7)、用于采集大棚(18)內空氣中的二氧化碳含量數據并將二氧化碳含量數據傳輸給主控制器(33)的二氧化碳檢測傳感器(6)、用于采集大棚(18)內的空氣壓力數據并將空氣壓力數據傳輸給主控制器(33)的空氣壓力傳感器(5)、用于對大棚(18)內的空氣產生風力的風機(19)、用于對藏紅花或西紅花培育過程中的生長狀態進行攝像并將攝像采集得到的生長狀態圖像數據傳輸給主控制器(33)的攝像頭(9)、用于對土壤(11)進行松土和/或注入營養液或清水的松土注液裝置(13)、用于將營養液或清水輸送給松土注液裝置(13)的滴灌系統、與主控制器(33)連接的后臺監控中心(21),土壤溫度傳感器(17)、土壤濕度傳感器(17)、土壤PH值檢測傳感器(12)、土壤養分檢測傳感器(14)均設在土壤(11)中,空氣溫度傳感器(8)、空氣濕度傳感器(7)、二氧化碳檢測傳感器(6)、空氣壓力傳感器(5)、風機(19)、攝像頭(9)均設在大棚(18)中,土壤溫度傳感器(17)、土壤濕度傳感器(17)、土壤PH值檢測傳感器(12)、土壤養分檢測傳感器(14)、空氣溫度傳感器(8)、空氣濕度傳感器(7)、二氧化碳檢測傳感器(6)、空氣壓力傳感器(5)、風機(19)、攝像頭(9)、松土注液裝置(13)、滴灌系統均與主控制器(33)連接,滴灌系統與松土注液裝置(13)之間通過管路連通,松土注液裝置(13)可升降運動或可水平移動的固定連接在大棚(18)上;主控制器(33)對接收的數據進行數據處理,后臺監控中心(21)通過主控制器(33)控制滴灌系統、松土注液裝置(13)和風機(19),滴灌系統通過管路向松土注液裝置(13)輸送營養液或清水,松土注液裝置(13)對土壤(11)進行松土作用和/或向土壤(11)注入營養液或清水,通過風機(19)產生的風力對大棚(18)內的空氣進行通風作用。2.根據權利要求1所述的智能大棚監測控制系統,其特征在于:松土注液裝置(13)包括可升降運動或可水平移動的固定連接在大棚(18)上的第一驅動機構、可上下運動的固定設在第一驅動機構中并由第一驅動機構驅動的松土注液桿(36),第一驅動機構與主控制器(33)連接,滴灌系統與松土注液桿(36)的內部中空之間通過管路連通,松土注液桿(36)下部設有倒錐形頭部(360),倒錐形頭部(360)四周均勻分布設有與松土注液桿(36)的內部中空連通的注液通孔(3600);第一驅動機構驅動松土注液桿(36)向下運動并通過倒錐形頭部(360)插入土壤(11)中,從而松土注液桿(36)對土壤(11)進行松土作用;滴灌系統通過管路向松土注液桿(36)的內部中空輸送營養液或清水,從而營養液或清水通過注液通孔(3600)從松土注液桿(36)的內部中空注入土壤(11)中。3.根據權利要求2所述的智能大棚監測控制系統,其特征在于:松土注液裝置(13)還包括與松土注液桿(36)頂部固定連接的第一電機(31),第一電機(31)與主控制器(33)連接,第一電機(31)對松土注液桿(36)進行振動作用,從而插入土壤(11)中的倒錐形頭部(360)對土壤(11)進行松土作用。4.根據權利要求2或3所述的智能大棚監測控制系統,其特征在于:第一驅動機構包括可升降運動或可水平移動的固定連接在大棚(18)上的氣缸(32)、可上下運動的套設在氣缸(32)中的活塞桿(35)、固定設在氣缸(32)上的第一導向筒(34),氣缸(32)與主控制器(33)連接,活塞桿(35)穿過第一導向筒(34)并沿第一導向筒(34)上下運動,松土注液桿(36)可上下運動的固定連接在兩個活塞桿(35)之間。5.根據權利要求4所述的智能大棚監測控制系統,其特征在于:第一驅動機構還包括固定連接在兩個活塞桿(35)之間并隨兩個活塞桿(35)上下運動的橫梁(41)、固定連接在橫梁(41)中間并隨橫梁(41)上下運動的調節塊(38)、固定設在調節塊(38)下面并托住調節塊(38)的第二導向筒(37)、固定設在調節塊(38)上面并壓住調節塊(38)的固定塊(39),松土注液桿(36)上部通過第二導向筒(37)和固定塊(39)可上下移動的固定套設在調節塊(38)中;調節塊(38)設有滑動槽(380),第二導向筒(37)頂部設有與滑動槽(380)相配合并沿滑動槽(380)的槽壁水平滑動的凸起部(370)。6.根據權利要求5所述的智能大棚監測控制系統,其特征在于:松土注液裝置(13)還包括可升降運動或可水平移動的固定連接在大棚(18)上并帶動兩個氣缸(32)水平移動的第二驅動機構,第二驅動機構包括可升降運動或可水平運動的固定連接在大棚(18)上的支撐架(46)、可水平移動的固定連接在支撐架(46)上的滑板(44)、可水平移動的固定設在滑板(44)前面并水平橫向設置的橫桿(41)、固定設在滑板(44)后面的滑塊(45)、可水平移動的套設在滑塊(45)中的橫向絲杠(42)、固定設在支撐架(46)上并驅動橫向絲杠(42)水平移動的第二電機(30),第二電機(30)與主控制器(33)連接,支撐架(46)固定設有與橫向絲杠(42)平行設置的兩根平衡桿(43),橫向絲杠(42)位于兩根平衡桿(43)的中間位置,兩個氣缸(32)固定設在橫桿(41)上。7.根據權利要求6所述的智能大棚監測控制系統,其特征在于:松土注液裝置(13)還包括可水平滑動的固定設在大棚(18)上的兩對滑輪(51)、固定設在兩對滑輪(51)之間并由兩對滑輪(51)帶動水平移動的支撐座(52)、固定連接在支撐座(52)上并通過轉軸(56)驅動兩對滑輪(51)沿設置于大棚(18)上的軌道(180)水平滑動的第三驅動機構、固定設在支撐座(52)兩側并正對的各一個支座(50)、可升降運動的固定設在支座(50)底部的升降機構,第三驅動機構、升降機構均與主控制器(33)連接,支撐架(46)可升降運動的固定連接在升降機構上。8.根據權利要求7所述的智能大棚監測控制系統,其特征在于:升降機構包括可轉動的固定連接在兩個支座(50)之間的連接桿(47)、固定設在連接桿(47)上并驅動連接桿(47)轉動的第三電機(29)、固定設在支座(50)上的外殼(53)、固定設在外殼(53)內并可旋轉的固定套設在連接桿(47)中的蝸輪(49)、可升降運動的固定套設在蝸輪(49)中的蝸桿(48),支撐架(46)固定設在蝸桿(48)底部;第三驅動機構包括固定套設在轉軸(56)上并帶動轉軸(56)轉動的從動輪(55)、與從動輪(55)配合并帶動從動輪(55)轉動的主動輪(54)、與主動輪(54)固定連接并驅動主動輪(54)轉動的第四電機(28),兩對滑輪(51)可沿軌道(180)水平滑動的固定套設在轉軸(56)中,第四電機(28)固定設在支撐座(52)上,第四電機(28)與主控制器(33)連接。9.根據權利要求2或3或5或6或7或8所述的智能大棚監測控制系統,其特征在于:滴灌系統包括儲存有營養液的第一儲液罐(57)、第一電磁閥(26)、第一電磁流量計(25)、儲存有清水的第二儲液罐(58)、第二電磁閥(24)、第二電磁流量計(23)、電磁泵(27),第一電磁閥(26)、第一電磁流量計(25)、第二電磁閥(24)、第二電磁流量計(23)、電磁泵(27)均與主控制器(33)連接,第一儲液罐(57)、第一電磁閥(26)、第一電磁流量計(25)、電磁泵(27)通過管路依次連接,第二儲液罐(58)、第二電磁閥(24)、第二電磁流量計(23)、電磁泵(27)通過管路依次連接,電磁泵(27)通過管路與松土注液桿(36)連接并向松土注液桿(36)的內部中空輸送營養液或清水,營養液或清水從倒錐形頭部(360)的注液通孔(3600)注入土壤(11)中。10.智能大棚監測控制方法,其特征在于:包括如下步驟:A:土壤溫度傳感器(17)采集得到土壤溫度數據,并將土壤溫度數據傳輸給主控制器(33);土壤濕度傳感器(17)采集得到土壤濕度數據,并將土壤濕度數據傳輸給主控制器(33);土壤PH值檢測傳感器(12)采集得到土壤PH值數據,并將土壤PH值數據傳輸給主控制器(33);土壤養分檢測傳感器(14)采集得到土壤養分數據,并將土壤養分數據傳輸給主控制器(33);空氣溫度傳感器(8)采集得到大棚(18)內的空氣溫度數據,并將空氣溫度數據傳輸給主控制器(33);空氣濕度傳感器(7)采集得到大棚(18)內的空氣濕度數據,并將空氣濕度數據傳輸給主控制器(33);二氧化碳檢測傳感器(6)采集得到大棚(18)內空氣中的二氧化碳含量數據,并將二氧化碳含量數據傳輸給主控制器(33);空氣壓力傳感器(5)采集得到大棚(18)內的空氣壓力數據,并將空氣壓力數據傳輸給主控制器(33);B:主控制器(33)對接收到的土壤溫度數據、土壤濕度數據、土壤PH值數據、土壤養分數據、空氣溫度數據、空氣濕度數據、二氧化碳含量數據、空氣壓力數據分別進行數據處理,再將數據處理之后得到的相對應的土壤溫度數據、土壤濕度數據、土壤PH值數據、土壤養分數據、空氣溫度數據、空氣濕度數據、二氧化碳含量數據、空氣壓力數據分別與后臺監控中心(21)預先設定的閾值進行對比并得到對比結果,然后主控制器(33)依據對比結果控制滴灌系統、松土注液裝置(13)和風機(19);C:通過松土注液裝置(13)對土壤進行松土作用:主控制器(33)啟動第四電機(28),第四電機(28)驅動主動輪(54)轉動,主動輪(54)帶動從動輪(55)同時轉動,從動輪(55)帶動轉軸(56)同時轉動,轉軸(56)帶動兩對滑輪(51)沿軌道(180)同時水平滑動,兩對滑輪(51)帶動支撐座(52)同時水平移動,支撐座(52)帶動支撐架(46)同時水平移動,支撐架(46)帶動兩個氣缸(32)、活塞桿(35)及松土注液桿(36)同時水平移動,從而通過水平移動的支撐架(46)將松土注液桿(36)調節并定位在土壤(11)中的一行行種植的藏紅花或西紅花的上方;主控制器(33)啟動第三電機(29),第三電機(29)驅動連接桿(47)轉動,連接桿(47)帶動蝸輪(49)同時旋轉,蝸輪(49)帶動螺桿同時向下運動或向上運動,螺桿帶動支撐架(46)同時向下運動或向上運動,支撐架(46)帶動松土注液桿(36)同時向下運動或向上運動,向下運動或向上運動的松土注液桿(36)靠近或遠離下方的土壤(11);主控制器(33)啟動第二電機(30),第二電機(30)驅動橫向絲杠(42)水平移動,橫向絲杠(42)帶動滑塊(45)同時水平移動,滑塊(45)帶動滑板(44)同時水平移動,滑板(44)帶動支撐架(46)同時水平移動,支撐架(46)帶動兩個氣缸(32)、活塞桿(35)及松土注液桿(36)同時水平移動,從而支撐架(46)再次通過水平移動的支撐架(46)對松土注液桿(36)進行水平位置微調并對準下面藏紅花或西紅花所在的土壤(11);主控制器(33)啟動氣缸(32),氣缸(32)驅動活塞桿(35)沿第一導向筒(34)向下運動或向上運動,活塞桿(35)帶動橫梁(41)和調節塊(38)同時向下運動或向上運動,調節塊(38)帶動松土注液桿(36)沿第二導向筒(37)向下運動或向上運動,直到松土注液桿(36)的倒錐形頭部(360)插入藏紅花或西紅花所在的土壤(11)中或從藏紅花或西紅花所在的土壤(11)中拔出;在倒錐形頭部(360)插入土壤(11)的同時,主控制器(33)啟動第一電機(31),第一電機(31)對松土注液桿(36)進行振動作用,倒錐形頭部(360)將振動作用同時傳導到土壤(11)中,從而松土注液桿(36)完成對土壤(11)的松土作用;在倒錐形頭部(360)拔出土壤(11)的同時,主控制器(33)關閉第一電機(31);通過滴灌系統和松土注液桿(36)向土壤(11)注入營養液或清水:主控制器(33)啟動電磁泵(27)的同時打開第一電磁閥(26)且關閉第二電磁閥(24),電磁泵(27)通過管路將第一儲液罐(57)中的營養液抽入松土注液桿(36)的內部中空,營養液通過倒錐形頭部(360)的注液通孔(3600)注入土壤(11)中;主控制器(33)啟動電磁泵(27)的同時打開第二電磁閥(24)且關閉第一電磁閥(26),電磁泵(27)通過管路將第二儲液罐(58)中的清水抽入松土注液桿(36)的內部中空,清水通過倒錐形頭部(360)的注液通孔(3600)注入土壤(11)中;D:通過風機(19)產生的風力對大棚(18)內的空氣進行通風作用:主控制器(33)啟動風機(19),風機(19)產生的風力對大棚(18)內的空氣進行通風作用,從而促進種植在土壤(11)中的藏紅花或西紅花的呼吸作用。

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智能 大棚 監測 控制系統 及其 方法
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