一种基于物联网的智慧化农业种植大棚系统的制作方法

1.本发明涉及农业种植大棚技术领域，具体涉及一种基于物联网的智慧化农业种植大棚系统。


背景技术：

2.随着高分子聚合物－聚氯乙烯、聚乙烯的产生，塑料薄膜广泛应用于农业，进而在农业中使得大棚种植得到广泛运用。
3.目前农业种植大棚，在棚内温度持续过高时，通常都是通过人工手动收卷棚顶上的薄膜，对棚顶进行打开，对棚内进行透气降温，在不需要透气降温时，同样通过人工手动展开棚顶上的薄膜，进行棚顶的封闭，这样不能及时有效的对棚顶进行打开和封闭，影响棚中农作物的生长，且比较费时费力，影响工作效率。为此，我们提出一种基于物联网的智慧化农业种植大棚系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述问题，提供一种基于物联网的智慧化农业种植大棚系统，便于及时有效的对棚顶进行打开和封闭，节约种植户的时间和体力，提高工作效率，且有利于棚中农作物的生长。
5.为实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现：
6.一种基于物联网的智慧化农业种植大棚系统，包括面薄膜和单片机，所述面薄膜的内部设置有棚骨架，所述棚骨架和面薄膜之间的左右两端均设置有端薄膜，且端薄膜的顶部与面薄膜相固接，所述端薄膜和面薄膜之间的前后两侧均设置有侧薄膜，所述棚骨架的左右两端均固接有密封挡体，所述密封挡体上设置有卷膜机构；
7.所述棚骨架的内腔上端设置有移动浇灌机构；
8.所述单片机分别连接有存储器、数据对比服务器和无线收发器，且单片机通过无线收发器与移动终端信号连接，所述单片机分别与卷膜机构和移动浇灌机构相连接。
9.优选地，所述卷膜机构包括两组支撑门架和两组卷膜件，所述支撑门架固接在对应的密封挡体的外部，两组所述卷膜件在支撑门架顶端位置一前一后分布，两组所述支撑门架之间的前后两侧均滑动连接有配重杆，所述面薄膜的前端头绕过前侧配重杆的底部与前侧卷膜件相连接，所述面薄膜的后端绕过后侧配重杆的底部与后侧卷膜件相连接。
10.基于上述技术特征，使得面薄膜呈双层状，覆盖在棚骨架的外部，提高保温效果。
11.优选地，所述卷膜件包括卷膜杆和卷膜正反转电机，所述卷膜正反转电机与单片机电性输入连接，所述卷膜杆转动连接在两组支撑门架之间，所述卷膜正反转电机安装在一组密封挡体远离棚骨架的一侧壁，所述卷膜正反转电机的动力输出端与卷膜杆相连接。
12.基于上述技术特征，便于带动卷膜杆在支撑门架上转动。
13.优选地，两组所述支撑门架相互贴近的一侧壁均开设有滑槽，所述配重杆的左右两端均固接有与滑槽相配合的滑头，所述滑头是由圆柱头和半球头一体式组合成，且半球
头位于圆柱头远离配重杆的一侧。
14.基于上述技术特征，使得滑头在滑槽中滑动时，减小摩擦。
15.优选地，所述移动浇灌机构包括位移组件和浇灌组件，所述位移组件包括支撑板，所述支撑板的下方自前向后等间距设置有支撑杆，所述支撑杆与棚骨架相固接，所述支撑板的底部左右两侧均滑动连接有承载条板，且承载条板固接在支撑杆的顶部，所述支撑板的底部中间安装有摄像头，所述摄像头与单片机输入连接。
16.基于上述技术特征，通过支撑板与承载条板之间的滑动作用，便于对支撑板在承载条板上进行移动。
17.优选地，右侧所述承载条板的顶部左侧固接有位移齿条，所述位移齿条的右侧啮合有直齿轮，所述支撑板的顶部右侧设置有位移正反转电机，所述位移正反转电机与单片机电性输入连接，所述位移正反转电机的底部动力输出轴贯穿支撑板的底部与直齿轮相固接。
18.基于上述技术特征，通过位移正反转电机提供驱动力便于带动直齿轮转动。
19.优选地，所述浇灌组件包括水箱和水泵，所述水泵和水箱安装在支撑板的顶部左侧，且水泵位于水箱的左侧，所述水泵与单片机电性输入连接，所述水箱的外侧设置有u形水管，所述水箱的左侧设置有出水管，且出水管的输入端伸入水箱的内腔底端，所述水泵的输入端通过导管与出水管相连通，所述水泵的输出端通过导管与u形水管相连通，所述水箱的前侧壁设置有温度传感器和湿度传感器，所述温度传感器和湿度传感器分别与单片机电性输出连接。
20.基于上述技术特征，通过水泵工作，便于将水箱中的水源从出水管抽出。
21.优选地，所述u形水管的底部前后两侧分别均匀连通有喷水管，所述喷水管与支撑板相固接，所述喷水管贯穿支撑板底部的一端连通有洒水喷头。
22.基于上述技术特征，便于向大棚中种植的农作物上进行水源喷洒。
23.优选地，两组所述密封挡体相互远离的一侧均设置有可打开和关闭的密封门。
24.基于上述技术特征，便于人员进出大棚。
25.优选地，所述承载条板的前后两端均固接有挡块，两组所述挡块相互贴近的一侧均安装有压力传感器，所述压力传感器与单片机电性输出连接。
26.基于上述技术特征，通过挡块便于对支撑板在承载条板上滑动到端部位置时进行阻挡限位。
27.综上所述，本发明包括以下至少一种有益效果：
28.第一、通过温度传感器、湿度传感器和卷膜机构的配合，便于及时有效的对棚顶面薄膜进行收卷和展开，从而便于对棚顶进行打开和封闭，节约种植户的时间和体力，提高工作效率，且有利于棚中农作物的生长。
29.第二、通过位移组件、浇灌组件、摄像头、无线收发器、数据对比服务器、存储器和单片机的配合，使得水源喷洒有节制，满足不同类型的农作物对水源的需求，使得各类农作物在棚内得到有效生长。
附图说明
30.图1为本发明的使用状态结构示意图一；
31.图2为本发明的使用状态结构示意图二；
32.图3为本发明的卷膜机构的结构示意图；
33.图4为本发明的图1的左视剖视图；
34.图5为本发明的移动浇灌机构的结构示意图；
35.图6为本发明的图1的前视剖视图；
36.图7为本发明的配重杆的结构示意图；
37.图8为本发明的系统控制原理框图；
38.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
39.1-棚骨架，2-端薄膜，3-侧薄膜，4-密封挡体，5-卷膜机构，501-支撑门架，502-卷膜杆，503-卷膜正反转电机，504-配重杆，5041-圆柱头，5042-半球头，6-密封门，7-面薄膜，8-移动浇灌机构，801-挡块，802-压力传感器，803-承载条板，804-支撑板，805-支撑杆，806-位移正反转电机，807-位移齿条，808-喷水管，809-直齿轮，810-摄像头，811-温度传感器，812-湿度传感器，813-洒水喷头，814-出水管，815-水泵，816-u形水管，817-水箱，9-单片机，10-无线收发器，11-存储器，12-数据对比服务器。
具体实施方式
40.以下结合附图1-8对本发明作进一步详细说明。
41.本发明提供的一种实施例：如图1和图2所示，一种基于物联网的智慧化农业种植大棚系统，包括面薄膜7和单片机9，面薄膜7的内部设置有棚骨架1，棚骨架1和面薄膜7之间的左右两端均设置有端薄膜2，端薄膜2和面薄膜7之间的前后两侧均设置有侧薄膜3，棚骨架1的左右两端均固接有密封挡体4，两组密封挡体4相互远离的一侧均设置有可打开和关闭的密封门6，便于人员进出大棚，侧薄膜3和端薄膜2远离棚骨架1中心的一端均伸入到对应的密封挡体4中并与其相固接，实现对侧薄膜3和端薄膜2在棚骨架1上的固定，密封挡体4上设置有卷膜机构5。
42.如图5所示，棚骨架1的内腔上端设置有移动浇灌机构8；如图8所示，单片机9分别连接有存储器11、数据对比服务器12和无线收发器10，且单片机9通过无线收发器10与移动终端信号连接，单片机9分别与卷膜机构5和移动浇灌机构8相连接，存储器11中存储多种类型的农作物样本数据，包括农作物的种植习性、生长周期等，如水稻为多用水类农作物，玉米、番薯为少用水类农作物等。
43.如图3所示，卷膜机构5包括两组支撑门架501和两组卷膜件，支撑门架501固接在对应的密封挡体4的外部，两组卷膜件在支撑门架501顶端位置一前一后分布，卷膜件包括卷膜杆502和卷膜正反转电机503，卷膜正反转电机503与单片机9电性输入连接，卷膜杆502转动连接在两组支撑门架501之间，卷膜正反转电机503安装在一组密封挡体4远离棚骨架1的一侧壁，卷膜正反转电机503的动力输出端与卷膜杆502相连接，通过卷膜正反转电机503提供驱动力便于带动卷膜杆502在两组支撑门架501之间转动。
44.如图3所示，两组支撑门架501之间的前后两侧均滑动连接有配重杆504，两组支撑门架501相互贴近的一侧壁均开设有滑槽，如图7所示，配重杆504的左右两端均固接有与滑槽相配合的滑头，滑头是由圆柱头5041和半球头5042组成，圆柱头5041和半球头5042为一体式成型结构，且半球头5042位于圆柱头5041远离配重杆504的一侧，使得滑头在滑槽中滑
动时，减小摩擦，进一步便于对配重杆504在两组支撑门架501之间沿着滑槽滑动。
45.如图4所示，端薄膜2的顶部与面薄膜7贴近棚骨架1的一侧壁相固接，面薄膜7的前端头绕过前侧配重杆504的底部与前侧卷膜件中的卷膜杆502相固接，面薄膜7的后端绕过后侧配重杆504的底部与后侧卷膜件中的卷膜杆502相固接，使得面薄膜7呈双层状，并覆盖在棚骨架1的外部，从而提高保温效果，同时通过卷膜杆502转动便于对面薄膜7进行收卷和打开，在面薄膜7收卷对棚骨架1顶部打开时，通过侧薄膜3在棚骨架1的旁侧位置进行遮挡防护，在面薄膜7打开对棚骨架1顶部盖合时，通过侧薄膜3在棚骨架1的旁侧位置与面薄膜7形成重叠，便于对连接处进行密封。
46.如图5所示，移动浇灌机构8包括位移组件和浇灌组件，位移组件包括支撑板804，支撑板804的下方自前向后等间距设置有支撑杆805，支撑杆805与棚骨架1相固接，支撑杆805提供稳定支撑，支撑板804的底部左右两侧均滑动连接有承载条板803，采用滑块在导轨上滑动的滑动连接方式，对滑块固定在承载条板803的底部四角处，在承载条板803顶部上沿其长度方向固定导轨，从而便于支撑板804在承载条板803上进行滑动移动，承载条板803固接在自前向后等间距设置的支撑杆805的顶部，支撑板804的底部中间安装有摄像头810，摄像头810与单片机9输入连接。
47.如图5所示，右侧承载条板803的顶部左侧固接有位移齿条807，位移齿条807的右侧啮合有直齿轮809，支撑板804的顶部右侧设置有位移正反转电机806，位移正反转电机806与单片机9电性输入连接，位移正反转电机806的底部动力输出轴贯穿支撑板804的底部与直齿轮809相固接，通过位移正反转电机806提供驱动力便于带动直齿轮809转动，通过直齿轮809与位移齿条807的啮合作用以及支撑板804在承载条板803上的滑动作用，便于驱动支撑板804在承载条板803上移动。
48.如图6所示，承载条板803的前后两端均固接有挡块801，两组挡块801相互贴近的一侧均安装有压力传感器802，压力传感器802与单片机9电性输出连接，通过挡块801便于对支撑板804在承载条板803上滑动到两端位置时进行阻挡限位，同时在移动到端部位置时对压力传感器802产生挤压，压力传感器802将信号传递到单片机9中，通过单片机9控制位移正反转电机806停止转动并再做反向转动，从而便于便于驱动支撑板804在承载条板803上沿大棚长度方向来回移动。
49.如图5所示，浇灌组件包括水箱817和水泵815，水泵815和水箱817安装在支撑板804的顶部左侧，且水泵815位于水箱817的左侧，水泵815与单片机9电性输入连接，水箱817的顶部设置有注水管，便于向水箱817中注水水源，水箱817的前侧壁设置有温度传感器811和湿度传感器812，温度传感器811和湿度传感器812分别与单片机9电性输出连接，水箱817的外侧设置有u形水管816，u形水管816呈“u”形状，叉在水箱817的外端。
50.如图5所示，水箱817的左侧设置有出水管814，且出水管814的输入端伸入水箱817的内腔底端，水泵815的输入端通过导管与出水管814相连通，水泵815的输出端通过导管与u形水管816相连通，呈“u”形状的u形水管816整体为密封状态，内部为空心结构，便于存储水源，并对其u形端的两个端头中的一个与水泵815的输出端通过导管进行连通，u形水管816的底部前后两侧分别均匀连通有喷水管808，喷水管808与支撑板804相固接，喷水管808贯穿支撑板804底部的一端连通有洒水喷头813。
51.本技术工作原理：
52.通过位移组件带动浇灌组件在棚内沿棚长度方向行走，通过温度传感器811和湿度传感器812实时感应棚内温度和湿度，在温度高于温度传感器811中设定的温度值时或在湿度低于湿度传感器812中设定的湿度值时，将信号传递给单片机9，并通过摄像头810对棚内农作物进行拍摄，然后将拍摄到的画面通过无线收发器10将采集的图像通过数据转换后无线发射到种植户的移动终端上，便于种植户观察到棚内种植的实时状态。
53.同时将拍摄到的画面通过数据转换后与存储器11中存储的农作物样本数据在数据对比服务器12中进行对比，若是耐高温抗旱类型、不用多浇水的农作物，则通过位移组件带动浇灌组件继续行走，若不是耐高温抗旱类型，要多浇水的农作物，则在位移组件带动浇灌组件继续行走的前提下，通过单片机9控制水泵815工作，水泵815将水箱817中的水源从出水管814抽出并输送到u形水管816中，水源再从u形水管816分流输送到各个喷水管808中，最后通过洒水喷头813边行走边向大棚中种植的农作物上进行水源喷洒，便于降低棚内温度以及提高棚内湿度，使得各类农作物在棚内得到有效生长。
54.通过位移组件带动浇灌组件在棚内沿棚长度方向来回行走进行水源有节制的喷洒后，在温度低于温度传感器811中设定的温度值或在湿度高于湿度传感器812中设定的湿度值时，将信号传递给单片机9，通过单片机9控制位移正反转电机806停止工作，进而停止位移组件带动浇灌组件行走。
55.在位移组件带动浇灌组件在棚中来回行走和通过温度传感器811实时感应棚内温度，在棚内温度一直高于温度传感器811中设定的温度值时，通过单片机9控制两组卷膜正反转电机503做相反方向上的转动，带动各自连接的卷膜杆502转动，在配重杆504对面薄膜7进行垂拉作用下以及其在两组支撑门架501之间滑动作用下，便于对面薄膜7的两端向其中间部位进行收卷，进一步对棚骨架1的顶部进行打开，在棚内温度降下来后，再过单片机9控制两组卷膜正反转电机503做与上述各自相反方向上的转动，便于对面薄膜7进行展开，对棚骨架1的顶部进行封闭，从而便于及时有效的对棚顶进行打开和封闭，节约种植户的时间和体力，提高工作效率，且有利于棚中农作物的生长。
56.以上均为本发明的较佳实施例，并非依此限制本发明的保护范围，故：凡依本发明的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本发明的保护范围之内。