一种基于物联网的多功能农业灌溉装置

1.本发明涉及农业灌溉领域，具体涉及一种基于物联网的多功能农业灌溉装置。


背景技术：

2.物联网是基于互联网、传统电信网等信息承载体，让所有能行使独立功能的普通物体实现互联互通的网络，物联网用途广泛，遍及智能交通、环境保护、政府工作、公共安全、平安家居、智能消防、工业监测、环境监测、路灯照明管控、景观照明管控、楼宇照明管控、广场照明管控、老人护理、个人健康、花卉栽培、水系监测、食品溯源等多个领域，随着时代的发展，物联网技术也逐渐应用到了农业生产中。
3.由于各个地方气候的不同以及天气的变化无常，为了构件一个适合蔬菜水果生长的环境，许多地方用到大棚种植，通常大棚的覆盖面积较大，大棚内部的土壤中所种植的蔬菜、水果也不一定相同，不同的植物都有不同的特性，有的植物喜阳、有的喜阴、有的喜欢干燥、有的喜欢湿润，因此，在大棚中种植不同的植物时，需要的灌溉方式和灌溉的次数不同。
4.现有的农业灌溉装置大多直接将管道铺设在土壤上，这种方式占用了土地的面积，在进行农业种植时不太方便，而且在调节灌溉位置时也比较麻烦，而另外，现有的灌溉装置一般不能进行灌溉方式的转变。
5.因此，如何实现灌溉位置的调整和灌溉方式的转变是目前本领域技术人员需要解决的问题。


技术实现要素：

6.为解决现有技术存在的不方便调整灌溉位置和灌溉方式等不足，本发明提供了一种基于物联网的多功能农业灌溉装置。
7.本发明的技术方案为：一种基于物联网的多功能农业灌溉装置，包括大棚和水池，水池内设有电动水泵，大棚的内部沿长度方向设有数根水管，水管均与电动水泵连接，水管上开设有多个沿轴向分布的出水口，水管的内部对应出水口处均设有第一堵头，水管上与出水口相对的一侧均开设有螺纹通孔，螺纹通孔内均密封螺纹连接有顶块，顶块与第一堵头之间均设有弹簧，水管的下侧沿轴向方向均设有数个调节分流组件，调节分流组件均通过滑动组件滑动安装在水管上，当与其中一个出水口对齐时，滑动组件能够自动顶开对应的第一堵头，调节分流组件能够实现喷灌、滴灌和同时喷灌与滴灌的转换。
8.进一步，所述的滑动组件包括第一圆弧板，第一圆弧板的两侧上端面分别铰接连接有两个内圆弧面朝内的第二圆弧板，第二圆弧板与第一圆弧板的铰接连接处均设有扭簧，使第一圆弧板和第二圆弧板包裹在对应的水管的外侧，第一圆弧板的内圆弧面上对应水管上的出水口处设有圆锥形的凸台，凸台的圆锥面能够与出水口贴合，并将第一堵头顶开，凸台的顶面上开设有多个第一通孔。
9.进一步，所述的第二圆弧板的内圆弧面上沿弧线方向开设有多个圆弧凹槽，圆弧凹槽内均滑动安装有滚珠，滚珠的外侧均顶在对应水管的外侧面上。
10.进一步，所述的调节分流组件包括竖直的圆筒，圆筒的顶面与对应的第一圆弧板的外侧面下端固定连接，并且该第一圆弧板上的第一通孔均与圆筒内部相通，圆筒的下端面转动连接有圆柱形的喷洒头，喷洒头的内部靠近下端处开设有环形的喷洒空间，喷洒空间的底面上开设有多个均匀分布的朝外倾斜的喷洒孔，喷洒头的内部对应喷洒空间的上方开设有环形通槽，喷洒空间通过环形通槽与圆筒的内部相通，喷洒头的轴线处开设有第二通孔，圆筒与喷洒头之间设置有换向阀组件，换向阀组件能够将第二通孔关闭或将环形通槽关闭。
11.进一步，所述的换向阀组件包括第二堵头，所述的圆筒的内部对应环形通槽处设置有圆筒状的第二堵头，圆筒的内壁上开设数个周向均匀分布的竖向的第一导向槽，第二堵头的外侧面上对应第一导向槽处均固定安装有水平的第一限位杆，第一限位杆均与对应的第一导向槽滑动连接，第二堵头的内部对应第二通孔的上方设有第三堵头，第二堵头的内壁上开设有数个周向均匀分布的竖向的第二导向槽，第三堵头的侧面上对应第二导向槽处均固定安装有水平的第二限位杆，第二限位杆均与对应的第二导向槽滑动连接，换向阀组件与喷洒头之间设有调节组件，调节组件能够带动第二堵头和第三堵头交替移动。
12.进一步，调节组件包括第一调节槽，所述的环形通槽的内侧面上开设有波浪形的呈环状的第一调节槽，环形通槽内设有两个对称分布的l形调节杆，l形调节杆的竖杆均与第二堵头的底面固定连接，l形调节杆的横杆均伸入第一调节槽内并与之滑动连接，第二通孔的内侧面上开设有波浪形的呈环状的第二调节槽，第二通孔内设有水平的调节杆，调节杆的两端均伸入第二调节槽内并与之滑动连接，调节杆的中心处与第三堵头之间通过竖杆固定连接，同一方向的第二调节槽上的波浪与第一调节槽上的波浪的朝向相反。
13.进一步，所述的喷洒头的下端面上对应第二通孔处均连接有第一软管，第一软管的下端均连接有分流器，分流器的下端均连接数根第二软管，第二软管的另一端均连接有针管，每一根针管均插入一株植物根部附近的土壤中，第一软管上均安装有调节阀。
14.进一步，所述的多根水管的上方对应螺纹通孔处均设置有同一根与之垂直的控制杆，控制杆的两端均转动连接在大棚的骨架上，控制杆上靠近水管处均固定套装有主动斜齿轮，喷洒头的侧面上均固定套装有从动斜齿轮，从动斜齿轮可以与靠近的主动斜齿轮啮合，控制杆的一端上均固定套装有珠链轮，珠链轮上啮合有珠链，珠链轮的外侧设置有下端开口的壳体。
15.进一步，所述的水管的上方均通过数根均匀分布的连杆与大棚顶面的骨架连接，大棚内部的土壤中均匀设置有多个湿度感应器，电动水泵电性连接有控制器，大棚内设有摄像头，控制器、湿度感应器和摄像头都连接网络。
16.本发明提供了一种基于物联网的多功能农业灌溉装置，所达到的有益效果为：本装置通过在水管上设置多个出水口，并配合滑动组件，使用户可以根据植物的种植情况，随意移动和调整灌溉的位置，使需要灌溉的植物能够及时的得到灌溉，在不需要经常灌溉的植物或未种植的土地上方可以不设置灌溉装置，用户也可以根据不同植物的不同特性，通过调节分流组件更换合适的灌溉方式，即滴灌、喷灌、同时滴灌和喷灌，可以根据实际情况进行灵活运用，使大棚内的植物都能够在合适的环境中生长，同时也能够提高灌溉的效率和便捷性，再配合湿度感应器、控制器和摄像头等物联网装置的使用，使用户在进行灌溉时更加的方便和轻松，并能够随时掌控大棚内植物的生长情况。
附图说明
17.图1是本发明的其中一种实施例的结构示意图；图2是图1中ⅰ处的局部结构放大示意图；图3是图1中a处的向视结构放大示意图；图4是本实施例中调节分流组件的机构放大示意图；图5是本实施例中出水口关闭时的结构状态示意图；图6是图1中ⅱ处的局部结构放大示意图；图7是第一环形调节滑槽的展开结构示意图；图8是第二环形调节滑槽的展开结构示意图。
具体实施方式
18.为便于本领域的技术人员理解本发明，下面结合附图说明本发明的具体实施方式。
19.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。
20.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
21.需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“固定于”另一个组件，它可以是直接固定在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。
22.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
23.本发明提供了一种基于物联网的多功能农业灌溉装置，如图1～图8所示为本发明的一种实施方式，包括种植蔬菜、水果等植物的大棚1，大棚1可以是普通的大棚，也可以是温室大棚，优选为能承受一定压力的轻钢骨架的大棚，靠近大棚1的地面上挖出一个储水用的水池2，水池2内设有电动水泵3，电动水泵3电性连接有控制器，大棚的内部沿长度方向设置有数根水平的硬质的圆形的水管4，水管4的上方均通过数根均匀分布的连杆10与大棚1顶面的骨架连接，使水管4能够吊装在大棚内部靠近顶部的位置，水管4的一端均通过主管道11与电动水泵3连接，水管4的另一端均封口，当电动水泵启动时，会将水池中的水通过主管道分布送入每一个水管中，大棚内部的土壤中均匀设置有多个湿度感应器12，用于监控土壤中的水分含量，大棚内还设有摄像头，用于监控植物的生长情况以及灌溉情况，控制
器、湿度感应器和摄像头都连接网络，用户可以远程监控植物的生长情况和土壤中的水分含量，并可以通过控制器远程种植电动水泵的启停。
24.如图2和图5所示，水管4的内部位于下方的侧面上均匀开设有多个沿轴向分布的圆锥形的出水口401，出水口401的内部和外部均有圆锥形的斜面，水管4的内部对应出水口401处均设有圆锥形的第一堵头402，用于堵住出水口，第一堵头402有一定的弹性，可以由有一定弹性的橡胶材料制作，水管4的内部对应出水口401的上方均开设有螺纹通孔403，螺纹通孔403的直径均大于第一堵头402的直径，使第一堵头能够通过从螺纹通孔进入水管内部，螺纹通孔403内均密封螺纹连接有顶块404，顶块可以通过内六角扳手进行拆装和调节，顶块404与第一堵头402之间均设有弹簧405，弹簧405的下端均与对应的第一堵头402固定连接，弹簧405的上端均与对应的顶块104转动连接，并且弹簧能够使对应的第一堵头顶在对应的出水口上，从而起到密封出水口的作用，通过内六角扳手转动顶块也可以调节弹簧的松紧度。
25.如图2和图3所示，水管4的下侧沿轴向方向均设有数个调节分流组件，调节分流组件的数量小于或等于出水口的数量，出于节约成本和实际情况考虑，用户可以根据不同情况增加或减少调节分流组件的数量，调节分流组件的上方均设置滑动组件，并通过滑动组件滑动安装在对应的水管上，滑动组件包括第一圆弧板501，第一圆弧板501的两侧上端面分别铰接连接有两个内圆弧面朝内的第二圆弧板502，第二圆弧板502与第一圆弧板501的铰接连接处均设有扭簧，使第一圆弧板和第二圆弧板包裹在对应的水管4的外侧，第二圆弧板502的内圆弧面上沿弧线方向开设有多个圆弧凹槽503，圆弧凹槽503内均滑动安装有滚珠504，滚珠504的外侧均顶在对应水管的外侧面上，使第一圆弧板和第二圆弧板在水管上滑动时更加的顺畅，第一圆弧板501的内圆弧面上对应水管4上的出水口401处设有圆锥形的凸台505，凸台505的顶面上开设有多个第一通孔506，当滑动组件在水管上滑动至任意一个出水口处时，在第一圆弧板和第二圆弧板的铰接处的扭簧的作用下，凸台会顶入出水口内并与出水口密封连接，同时会将第一堵头向水管内顶开，使水管内的水能够从该出水口和第一通孔流出，当用户向下拉动滑动组件时，凸台会与对应的出水口分开，同时第一堵头会再次将该出水口堵住。
26.如图2和图4所示，调节分流组件包括竖直的圆筒701，圆筒701的顶面与对应的第一圆弧板501的外侧面下端固定连接，并且该第一圆弧板501上的第一通孔506均与圆筒701内部相通，圆筒701的下端面转动连接有圆柱形的喷洒头601，喷洒头601的内部靠近下端处开设有环形的喷洒空间602，喷洒空间602的底面上开设有多个均匀分布的朝外倾斜的喷洒孔603，喷洒头601的内部对应喷洒空间602的上方开设有环形通槽604，喷洒空间602通过环形通槽604与圆筒701的内部相通，环形通槽604的上端开口处设有环形的斜面，喷洒头601的轴线处开设有第二通孔605，第二通孔605的上端开口处设有圆锥面，当水管内的水通过第一通孔进入圆筒的内部时，水会通过环形通槽进入喷洒空间，并通过喷洒孔喷洒在下方的植物上和地面上，同时水也可以通过第二通孔流出。
27.如图4所示，圆筒701的内部对应环形通槽604处设置有圆筒状的第二堵头702，第二堵头702的下端面开设有环形的斜面，圆筒701的内壁上开设数个周向均匀分布的竖向的第一导向槽703，第二堵头702的外侧面上对应第一导向槽703处均固定安装有水平的第一限位杆704，第一限位杆704均与对应的第一导向槽703滑动连接，第二堵头702的内部对应
第二通孔605的上方设有下端为圆锥形的第三堵头705，第二堵头702的内壁上开设有数个周向均匀分布的竖向的第二导向槽706，第三堵头705的侧面上对应第二导向槽706处均固定安装有水平的第二限位杆707，第二限位杆707均与对应的第二导向槽706滑动连接，第二堵头702和第三堵头705均有一定的弹性，可以由有一定弹性的橡胶材质制作，使其堵住时密封性更好，当第二堵头向下移动时，第一限位杆会在对应的第一导向槽内向下滑动，第二堵头上的斜面与环形通槽上的斜面接触时，第二堵头会将环形通槽堵住，使水不能通过环形通槽进入喷洒空间，当第三堵头向下移动时，第二限位杆会在对应的第二导向槽内向下滑动，第三堵头上的圆锥面与第二通孔上的斜面接触时，第三堵头会将第二通孔堵住，使水不能通过第二通孔流出。
28.如图4和图8所示，环形通槽604的内侧面上开设有波浪形的呈环状的第一调节槽606，环形通槽604内设有两个对称分布的l形调节杆708，l形调节杆708的竖杆均与第二堵头702的底面固定连接，l形调节杆708的横杆均伸入第一调节槽606内并与之滑动连接，当喷洒头转动时，第一调节槽转动，此时l形调节杆的横杆会在第一调节槽内滑动，当l形调节杆的横杆移动至第一调节槽的波浪的最下端时，第二堵头上的斜面与环形通槽上的斜面接触时，第二堵头会将环形通槽堵住，当l形调节杆的横杆沿着第一调节槽向上移动时，第二堵头与环形通槽之间的间隙逐渐增大，即水流逐渐增大，当l形调节杆的横杆移动至第一调节槽的波浪的最上端时，第二堵头与环形通槽之间的间隙增加至最大，即水流量最大。
29.如图4和图7所示，第二通孔605的内侧面上开设有波浪形的呈环状的第二调节槽607，第二通孔605内设有水平的调节杆608，调节杆608的两端均伸入第二调节槽607内并与之滑动连接，调节杆608的中心处与第三堵头705之间通过竖杆709固定连接，当喷洒头转动时，第二调节槽转动，此时调节杆的两端会在第一调节槽内滑动，当调节杆的两端移动至第二调节槽的波浪的最下端时，第三堵头上的锥面与第二通孔上的锥面接触时，第三堵头会将第二通孔堵住，当调节杆的两端沿着第二调节槽向上移动时，第三堵头与第二通孔之间的间隙逐渐增大，即水流逐渐增大，当调节杆的两端移动至第二调节槽的波浪的最上端时，第三堵头与第二通孔之间的间隙增加至最大，即水流量最大。
30.如图7和图8所示，同一方向的第二调节槽607上的波浪与第一调节槽606上的波浪的朝向相反，即第一调节槽的波浪朝上的一侧，第二调节槽的波浪朝下，使l形调节杆处于最上方时，调节杆处于最下方，即喷洒头转动时，l形调节杆在第一调节槽内滑动，调节杆在第二调节槽内滑动，当l形调节杆的横杆移动至第一调节槽的波浪的最下端时，调节杆的两端移动至第二调节槽的波浪的最上端，当l形调节杆的横杆沿着第一调节槽逐渐向上移动时，调节杆的两端沿着第二调节槽逐渐向下移动，从而使用户可以通过转动喷洒头，使第二通孔关闭时，环形通槽打开，环形通槽关闭时，第二通孔打开，也可以使环形通槽和第二通孔都打开，并能够随着喷洒头的转动，而调节通过第二通孔或环形通槽的水流量的大小。
31.如图1所示，喷洒头601的下端面上对应第二通孔605处均连接有细小的第一软管801，第一软管801的下端均连接有分流器802，用于将第一软管内的水分流，分流器802的下端均连接数根细小的第二软管803，第二软管803的另一端均连接有针管804，每一根针管804均插入一株植物根部附近的土壤中，使水能够通过第一软管、分流器、第二软管和针管滴灌至植物的根部，第一软管801上靠近下端处均安装有调节阀805，用于调节水的流速。
32.如图1和所示，多根水管4的上方对应螺纹通孔403处均设置有同一根与之垂直的
控制杆901，控制杆901的两端均转动连接在大棚1的骨架上，控制杆901上靠近水管4处均固定套装有主动斜齿轮902，喷洒头601的侧面上均固定套装有从动斜齿轮903，从动斜齿轮903可以与靠近的主动斜齿轮902啮合，即当滑动组件滑动至出水口处，并使凸台顶入该出水口时，对应的从动斜齿轮也会与对应的主动斜齿轮啮合，如图3所示，同时第二圆弧板也会卡在控制杆的两侧，起到限位的作用，当滑动组件滑动移走使，从动斜齿轮也会与对应的主动斜齿轮分开，当从动斜齿轮与对应的主动斜齿轮啮合时，转动控制杆能够通过齿轮配合带动对应的喷洒头转动。
33.如图1和图6所示，控制杆901的一端上均固定套装有珠链轮904，珠链轮904上啮合有珠链905，用户拉动珠链的下端可以通过珠链轮带动控制杆的正转和反转，珠链轮904的外侧设置有下端开口的壳体906，用于防止珠链从珠链轮上脱落。
34.综上所述，当本装置使用时，用户通过第一软管向下拉动调节分流组件和滑动组件，使凸台退出对应出水口，并使水管两侧的第二圆弧板在水管的作用下围绕其对应的铰接点张开，使第二圆弧板的上端不再卡在控制杆的两侧，同时，对应的第一堵头会在弹簧的作用下自动将该出水口堵住，此时用户可沿着水管的轴线方向拉动第一软管，使调节分流组件和滑动组件在水管上滑动，直至将其滑动至需要灌溉的植物上方，并拉动调节分流组件和滑动组件移动至最近出水口处，松开第一软管，在扭簧的作用下，第二圆弧板会向上合拢，并使第一圆弧板推动凸台顶入出水口，凸台会将对应的第一堵头顶开，使该出水口开启，第二圆弧板也会卡在对应的控制杆的两侧，同时该调节分流组件上的从动斜齿轮也会与对应的主动斜齿轮啮合，此时，用户可以根据该种植物的特性调节灌溉的方式，若该植物适合通过根部吸水，用户可以通过拉动珠链，使珠链轮带动控制杆转动，并通过齿轮组带动喷洒头转动，使第二通孔打开，并使环形通槽关闭，同时用户还需要将该第一软管对应的针管插在植物根部附近的土壤中，若该种植物适合喷灌，则用户可以将第二通孔关闭，并将环形通槽打开，若该植物对两种灌溉方式都适应，用户可以将第二通孔和环形通槽均打开，调节好后，用户可以在家里通过远程控制，使电动水泵开启，使水通过喷洒或滴灌的方式对大棚内的植物进行灌溉。
35.本装置通过在水管上设置多个出水口，并配合滑动组件，使用户可以根据植物的种植情况，随意移动和调整灌溉的位置，使需要灌溉的植物能够及时的得到灌溉，在不需要经常灌溉的植物或未种植的土地上方可以不设置灌溉装置，用户也可以根据不同植物的不同特性，通过调节分流组件更换合适的灌溉方式，即滴灌、喷灌、同时滴灌和喷灌，可以根据实际情况进行灵活运用，使大棚内的植物都能够在合适的环境中生长，同时也能够提高灌溉的效率和便捷性，再配合湿度感应器、控制器和摄像头等物联网装置的使用，使用户在进行灌溉时更加的方便和轻松，并能够随时掌控大棚内植物的生长情况。
36.以上所述的本发明实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的权利要求保护范围之内。