一种适用于稻麦生产田间的智能系统

1.本发明涉及稻麦生产田间无人化技术领域，特别是一种适用于稻麦生产田间的智能系统。


背景技术：

2.随着现代农业的发展，农业全程机械化水平逐步提高，稻麦规模生产效益得到稳步提升。但在全程机械化的进程中，肥水喷施环节还存在大量用工且耗时的现象，甚至存在因用工荒导致错过最佳施药时期的现象，这给稻麦高产稳产带来了影响，并阻碍了规模生产效益的进一步提升。某些肥水肥料对水温有要求，如易挥发的氮肥，含有机质的有机肥等，长期以来，传统农业生产中肥水在田间运输灌溉时，由于温度的升高导致肥水在高温状态下失效流失。如何实现减少肥水肥料流失，提高产量，科学种田，最理想的解决方法是研发出一种智能系统，合理灌溉并采集生产信息，保持肥水肥料的药效，杜绝人为操作的随意性，提高了生产效率，降低了人力成本，避免肥料在挥发的损失。


技术实现要素：

3.本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本技术的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。
4.鉴于上述或现有技术中存在的问题，提出了本发明。
5.因此，本发明的目的是提供一种适用于稻麦生产田间的智能系统，其能够免除人力成本，减少投入并提高生产效率。
6.为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种适用于稻麦生产田间的智能系统，其包括智能系统，包括自控温模块、与自控温模块连接的注水模块、与自控温模块连接的灌溉模块，以及与自控温模块连接的运输模块。
7.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：智能系统还包括与运输模块连接的采集模块，以及与采集模块连接的处理模块。
8.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：采集模块实时采集沿途作物影像、温度以及湿度数据，并将数据发送至处理模块。
9.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：智能系统还包括与处理模块连接的无线收发模块，以及与无线收发模块进行无线连接的服务器；无线收发模块通过服务器与智能终端进行无线连接；处理模块能够将其获取的数据信息通过无线收发模块实时发送至服务器进行储存，并能够通过智能终端进行访问或者下载；智能终端还能够向服务器发送指令信号，并通过服务器将指令信号下发至处理模块，处理模块能够根据指令信号控制多组模块工作。
10.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：注水模块包括注水罐，灌溉模块包括喷淋水枪，运输模块包括农用运输车，采集模块包括摄像机、温度
传感器以及湿度传感器，处理模块包括单片机，智能终端包括笔记本电脑。
11.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：自控温模块包括水冷触发组件、与水冷触发组件连接的肥水储存组件、设置于水冷触发组件和肥水储存组件之间的支撑供能组件、与水冷触发组件固定连接的第一触发通断组件、与肥水储存组件活动连接的第二触发通断组件，以及分别与水冷触发组件和肥水储存组件连接的感应变化组件；第一触发通断组件和第二触发通断组件结构相同；感应变化组件包括与水冷触发组件连接的外套管、与外套管底部连接的调节管件、固定设置于外套管中部的感应块，以及与调节管件底部连接的水冷交换管；感应块采用负热膨胀材料。
12.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：调节管件包括设置于其内部的凸起积存台、设置于凸起积存台四周的环形腔、阵列设置于环形腔底部的多组出水口、设置于凸起积存台上方的导流锥台，以及分别与调节管件和导流锥台连接的固定支架；凸起积存台包括设贯通设置于其中部并底部与水冷交换管连接的溢出口。
13.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：水冷触发组件包括小型限位支撑座、设置于小型限位支撑座内部底端的第一散热口、设置于第一散热口上方的小型制冷片、设置于小型制冷片上方并与第一触发通断组件固定连接的水箱，以及设置于水箱一侧并与调节管件套接的出水管；小型制冷片与水箱之间设置有空隙。
14.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：肥水储存组件包括大型限位支撑座、设置于大型限位支撑座底部的第二散热口、设置于第二散热口上方的大型制冷片，以及设置于大型制冷片上方并与其接触的储药箱；水冷交换管中间部分设置于储药箱内并两端向外伸出。
15.作为本发明适用于稻麦生产田间的智能系统的一种优选方案，其中：支撑供能组件包括两端分别与水冷触发组件和肥水储存组件连接的支撑板，以及固定设置于支撑板一侧的供能电源组；第一触发通断组件包括与小型限位支撑座连接的触发板、设置于触发板上并与小型制冷片线路连接的导电块组、设置于导电块组、设置于触发板上的伸缩杆、与伸缩杆顶部连接的集水箱、设置于集水箱底部的连通块组，以及设置于伸缩杆外侧的弹簧。
16.本发明的有益效果：本发明通过远程控制对生产田间的稻麦进行灌溉施肥并采集田间环境信息，降低人力成本，便于后续调整。
附图说明
17.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：
18.图1为适用于稻麦生产田间的智能系统的第一种实施结构图
19.图2为适用于稻麦生产田间的智能系统的第二种实施结构图
20.图3为适用于稻麦生产田间的智能系统的第三种实施结构图
21.图4为自控温模块的左视图。
22.图5为自控温模块的正视图。
23.图6为自控温模块的俯视图。
24.图7为图5的剖视图。
25.图8为自控温模块的调节管件结构图。
26.图9为自控温模块的调节管件部分结构省略图。
具体实施方式
27.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
28.在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
29.其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本发明至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
30.实施例1
31.参照图1～9，为本发明第一个实施例，该实施例提供了一种适用于稻麦生产田间的智能系统，其能够免除人力成本，通过温度自适应调节控温，防止肥水失效。
32.具体的，智能系统m，包括自控温模块100、与所述自控温模块100连接的注水模块200、与所述自控温模块100连接的灌溉模块300，以及与所述自控温模块100连接的运输模块400。
33.进一步的，所述智能系统m还包括与所述运输模块400连接的采集模块500，以及与所述采集模块500连接的处理模块600。
34.进一步的，所述智能系统m还包括与所述运输模块400连接的采集模块500，以及与所述采集模块500连接的处理模块600。
35.进一步的，所述智能系统m还包括与所述处理模块600连接的无线收发模块700，以及与所述无线收发模块700进行无线连接的服务器800；所述无线收发模块700通过服务器800与智能终端900进行无线连接；所述处理模块600能够将其获取的数据信息通过所述无线收发模块700实时发送至所述服务器800进行储存，并能够通过所述智能终端900进行访问或者下载；所述智能终端900还能够向所述服务器800发送指令信号，并通过所述服务器800将所述指令信号下发至所述处理模块600，所述处理模块600能够根据所述指令信号控制多组模块工作。
36.进一步的，所述注水模块200包括注水罐201，所述灌溉模块300包括喷淋水枪301，所述运输模块400包括农用运输车401，所述采集模块500包括摄像机501、温度传感器502以及湿度传感器503，所述处理模块600包括单片机601，所述智能终端900包括笔记本电脑901。无线收发模块700可采用现有的无线传输模块模块，如485通信等等。
37.本系统的工作原理为：单片机601与喷淋水枪301和注水罐201连接，控制两者的启停，采集模块500通过摄像机501录制影像，通过温度传感器502和湿度传感器503采集温度和湿度信息并传输至单片机601，最终通过无线收发模块700传输至服务器800储存，工作人员可通过笔记本电脑901向单片机601发送指令，控制喷淋水枪301和注水罐201启停。喷淋水枪301和注水罐201均连接有动力泵，用于提供动力。注水罐201、喷淋水枪301、农用运输
车401、摄像机501、温度传感器502、湿度传感器503、笔记本电脑901以及服务器800均可采用现有技术。
38.自控温模块100，包括水冷触发组件101、与所述水冷触发组件101连接的肥水储存组件102、设置于所述水冷触发组件101和所述肥水储存组件102之间的支撑供能组件103、与所述水冷触发组件101固定连接的第一触发通断组件104、与所述肥水储存组件102活动连接的第二触发通断组件105，以及分别与所述水冷触发组件101和所述肥水储存组件102连接的感应变化组件106；所述第一触发通断组件104和所述第二触发通断组件105结构相同。
39.进一步的，所述感应变化组件106包括与所述水冷触发组件101连接的外套管106a、与所述外套管106a底部连接的调节管件106b、固定设置于所述外套管106a中部的感应块106c，以及与所述调节管件106b底部连接的水冷交换管106d；所述感应块106c采用负热膨胀材料。
40.应说明的是，负热膨胀是指在一定的温度范围内的平均线膨胀系数或体膨胀系数为负值的一类化合物，是材料科学中近年来新兴的学科分支。负热膨胀(nte)材料是指在一定温度范围内的平均线膨胀系数或体膨胀系数为负值的一类材料，与通常的热胀冷缩的材料具有相反的热学性质。由于科学好奇心的驱动，更重要的是能够应用于制备可控热膨胀及零膨胀材料，减少因温度较大或较快变化时产生的热应力，nte材料越来越受到科学工作者和工程技术人员的广泛关注。诸如航空航天方面(航天器的天线和天线支架材料等)、光学器件方面(望远镜、激光通信、光纤通信系统等)、力学器件方面(分析天平、精密时钟)等高新技术领域，利用低热膨胀系数材料或零膨胀系数材料，可以大大的提高器件的抗热冲击性能。利用nte材料制备可控膨胀及零膨胀材料，既可以采用单一材料调节组分，又可采用复合材料的方式。本实施例中的负热膨胀材料可采用现有技术。
41.进一步的，所述调节管件106b包括设置于其内部的凸起积存台106b-1、设置于所述凸起积存台106b-1四周的环形腔106b-2、阵列设置于所述环形腔106b-2底部的多组出水口106b-3、设置于所述凸起积存台106b-1上方的导流锥台106b-4，以及分别与所述调节管件106b和所述导流锥台106b-4连接的固定支架106b-5；所述凸起积存台106b-1包括设贯通设置于其中部并底部与所述水冷交换管106d连接的溢出口106b-11。
42.应说明的是，凸起积存台106b-1可设置为与环形腔106b-2适配的球形凸起，与环形腔106b-2最低处形成一定的高度积存差，凸起积存台106b-1中部设置有溢出口106b-11，制冷后的水将通过出水口106b-3排出至肥水箱表面，通过蒸发和接触带走表面热量，实现一定程度上的降温。当出水口106b-3的排水流量小于进水流量时高温情况使感应块106c缩小程度最大时多余的水量将进行积存并最终通过溢出口106b-11进入水冷交换管106d与肥水箱内的肥水换热降温。参照图7，通过水冷交换管106d的水在换热后将进入第二触发通断组件105的集水箱内，水冷交换管106d与第二触发通断组件105的集水箱连接部分设置有伸缩管，因此集水箱在集水到一定重量后会挤压弹簧并下降，并在此过程中保持密封，在第二触发通断组件105的作用下使大型制冷片102c通电进行制冷。第二触发通断组件105和第一触发通断组件105的触发过程相似。
43.进一步的，所述水冷触发组件101包括小型限位支撑座101a、设置于所述小型限位支撑座101a内部底端的第一散热口101b、设置于所述第一散热口101b上方的小型制冷片
101c、设置于所述小型制冷片101c上方并与所述第一触发通断组件104固定连接的水箱101d，以及设置于所述水箱101d一侧并与所述调节管件106b套接的出水管101e；所述小型制冷片101c与所述水箱101d之间设置有空隙。
44.较佳的，半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵。它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合。利用半导体材料的peltier效应，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的。它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高。本实施例中的小型制冷片和大型制冷片均采用现有技术。
45.进一步的，所述肥水储存组件102包括大型限位支撑座102a、设置于所述大型限位支撑座102a底部的第二散热口102b、设置于所述第二散热口102b上方的大型制冷片102c，以及设置于所述大型制冷片102c上方并与其接触的储药箱102d；所述水冷交换管106d中间部分设置于所述储药箱102d内并两端向外伸出。
46.进一步的，所述支撑供能组件103包括两端分别与所述水冷触发组件101和所述肥水储存组件102连接的支撑板103a，以及固定设置于所述支撑板103a一侧的供能电源组103b。
47.进一步的，所述第一触发通断组件104包括与所述小型限位支撑座101a连接的触发板104a、设置于所述触发板104a上并与所述小型制冷片101c线路连接的导电块组104b、设置于所述导电块组104b一侧的通电块组104c、设置于所述触发板104a上的伸缩杆104d、与所述伸缩杆104d顶部连接的集水箱104e、设置于所述集水箱104e底部的连通块组104f，以及设置于所述伸缩杆104d外侧的弹簧104g。
48.进一步的，所述导电块组104b、所述通电块组104c，以及所述连通块组104f均采用导电材料。
49.进一步的，所述导电块组104b和所述通电块组104c之间留有间距，所述连通块组104f大小与所述间距相同，所述连通块组104f设置于所述导电块组104b和所述通电块组104c之间上方。
50.进一步的，所述通电块组104c与所述供能电源组103b线路连接。
51.在使用时，设定图7各个部件的位置为初始状态。本装置分为三种使用过程：准备过程，初步降温过程，最大降温过程。
52.其中，准备过程为：通过向水箱101d内注水，使水箱101d填充至满量即可，此时温度较低，感应块106c维持初始状态将外套管106a封闭阻断，阻断水箱101d中的水流流通。由于水箱101d与第一触发通断组件104中的集水箱104e固定连接，并且水箱101d与小型制冷片101c之间留有空隙，因此当水箱101d增重后将通过集水箱104e挤压弹簧104g并使伸缩杆104d收缩，缩短与水箱101d小型制冷片101c的距离，伸缩杆104d起到直线限位和稳定的作用。伸缩杆104d收缩至最低点时，集水箱104e底部的连通块组104f将填充通电块组104c和导电块组104b，最终使供能电源组103b与小型制冷片102c连通，使小型制冷片102c通电工作，对水箱101d进行制冷。
53.初步降温过程为本装置根据温度提高自适应调整，如从早晨接近中午时的温度变化时，进入简单降温模式：由于温度升高，感应块106c吸热收缩一部分，使与水箱101d一侧的出水管101e能够通过外套管106a以较小流量进入调节管件106b，并在导流锥台106b-4的
作用下分流进入环形腔106b-2并避免进入溢出口106b-11，防止全面降温模式的误启动。设置小型制冷片101c对水箱101d内的储存水进行制冷，当冷水流经感应块106c时带走一定热量，防止在温度一定的情况下，感应块106c持续吸热收缩，提高进水流量，产生误启动，并且冷水通过出水口106b-3排出至储药箱102d表面，通过冷水带走其表面热量进行降温，并且蒸发吸热，实现初步降温。
54.最大降温过程的自调节为午后2～3点时：感应块106c吸热收缩至最小程度，此时连接水箱101d的出水管101e的进水流量超过出水口106b-3的排水流量并达到最大，水量将在环形腔106b-2积存并在高于凸起积存台106b-1的高度后进入溢出口106b-11，接着冷水进入水冷交换管106d并与储药箱102d内部的肥水降温换热，换热后的水进入第二触发通断组件105的集水箱内，集水箱与肥水储存组件102为活动连接，因此在其水量不断积存后将下降，重复第一触发通断组件104的通电过程，使大型制冷片102c通电制冷。此时，通过表面冷水制冷、内部换热，以及底部制冷片控温制冷实现最大降温。当水箱101d中的储备水全部排出后，将在弹簧的作用下弹起断电，减少能源损耗。
55.综上，本发明通过远程控制对生产田间的稻麦进行灌溉施肥并采集田间环境信息，降低人力成本，便于后续调整。通过对在灌溉时的肥水箱进行自适应的控温保存，免除人力成本，避免肥水失效或挥发。
56.重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本技术的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。例如，示出为整体成形的元件可以由多个部分或元件构成，元件的位置可被倒置或以其它方式改变，并且分立元件的性质或数目或位置可被更改或改变。因此，所有这样的改型旨在被包含在本发明的范围内。可以根据替代的实施方案改变或重新排序任何过程或方法步骤的次序或顺序。在权利要求中，任何“装置加功能”的条款都旨在覆盖在本文中所描述的执行所述功能的结构，且不仅是结构等同而且还是等同结构。在不背离本发明的范围的前提下，可以在示例性实施方案的设计、运行状况和布置中做出其他替换、改型、改变和省略。因此，本发明不限制于特定的实施方案，而是扩展至仍落在所附的权利要求书的范围内的多种改型。
57.此外，为了提供示例性实施方案的简练描述，可以不描述实际实施方案的所有特征(即，与当前考虑的执行本发明的最佳模式不相关的那些特征，或与实现本发明不相关的那些特征)。
58.应理解的是，在任何实际实施方式的开发过程中，如在任何工程或设计项目中，可做出大量的具体实施方式决定。这样的开发努力可能是复杂的且耗时的，但对于那些得益于此公开内容的普通技术人员来说，不需要过多实验，所述开发努力将是一个设计、制造和生产的常规工作。
59.应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。