一种农业物联网环境监测装置

1.本发明涉及农业监测技术领域，尤其涉及一种农业物联网环境监测装置。


背景技术：

2.智慧农业是农业中的智慧经济，也可以被看作是智慧经济形态在农业中的具体表现，对于发展中国家而言，智慧农业是智慧经济主要的组成部分，是发展中国家消除贫困、实现后发优势、经济发展后来居上、实现赶超战略的主要途径，而在智慧农业领域，基于物联网的环境监测则是必不可少的手段之一，其可以通过具现化的植物环境监测装置对农作物生长环境的各项数据进行实时检测，进而达到科学化种植的目的。
3.现有技术中的农业物联网环境监测装置常常采用二氧化碳传感器，可以用于测量空气中的二氧化碳浓度，二氧化碳是光合作用的主要反应物，其浓度大小直接关系到农作物的光合效率，决定着农作物的生长发育，成熟期，抗逆性，质量、产量等。可以通过调节二氧化碳气体的补充，来确保室内植物在光合作用下所需二氧化碳浓度的正常。
4.目前，多数应用于农业种植大棚内的环境监测装置都只能在某段时间内监测大棚内某一个空间的气体状态，由于相对封闭的大棚内气流流动较慢，使用现有监测装置无法实时监测整个大棚内的空气状态，同时，由于二氧化碳检测仪与支架固定，难以，因此实时监测各个角度的大棚内空气状态，因此，需要对其进行针对性的改进。


技术实现要素：

5.本发明的目的是为了解决现有技术中只能在某段时间内监测大棚内某一个空间的气体状态，由于相对封闭的大棚内气流流动较慢，使用现有监测装置无法实时监测整个大棚内的空气状态，同时，由于二氧化碳检测仪与支架固定，难以，因此实时监测各个角度的大棚内空气状态的问题，而提出的一种农业物联网环境监测装置。
6.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
7.一种农业物联网环境监测装置，包括第一支撑架，还包括：固定连接在所述第一支撑架内壁的第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有第一转杆，所述第一转杆外壁固定连接有第一支撑板，所述第一支撑板的侧壁固定连接有凹形板；转动连接在所述第一支撑板底部的第二转杆，所述第二转杆的外壁固定连接有第二齿轮，固定连接在所述第一支撑架表面的第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相互啮合；转动连接在所述凹形板内壁的第一螺纹杆，所述第一螺纹杆与第二转杆之间传动连接有链条，所述第一螺纹杆的外壁螺纹连接有移动块；固定连接在移动块上的二氧化碳检测仪。
8.为了方便提高外界空气的采样效率，进一步地，所述凹形板的表面固定连接有壳体，所述壳体上固定连接有进气管，所述第一螺纹杆的外壁固定连接有叶轮，所述叶轮位于壳体内，所述壳体与二氧化碳检测仪之间固定连接有软管。
9.为了方便检测土壤的湿度，优选地，还包括：固定连接在所述第一转杆底部的第二螺纹杆，所述第二螺纹杆的外壁螺纹连接有第二支撑架；固定连接在所述第二支撑架内壁
的第三转杆，所述第三转杆的外壁对称固定连接有衔接块，所述衔接块的底部固定连接有衔接杆，所述衔接杆的底部固定连接有取土斗；固定连接在所述第一支撑架内壁的第一气缸，所述第一气缸的输出端固定连接有土壤电导率传感器。
10.为了方便提高取土斗的钻土效率，进一步地，所述取土斗呈锥形。
11.为了方便在检测结束后清理取土斗内的土壤，进一步地，所述第二支撑架的表面固定连接有第二电机，所述第二电机的输出端与第三转杆固定连接，所述第三转杆与第二支撑架转动连接。
12.为了方便限制第二支撑架的位置，更进一步地，所述第二螺纹杆的底部固定连接有限位盘，所述限位盘的外径大于第二螺纹杆的外径。
13.为了方便调节取土斗的位置，更进一步地，所述第一支撑架的内壁固定连接有第二气缸，所述第二气缸的输出端固定连接有第二支撑板，所述第一电机与第二支撑板固定连接，所述第一支撑架和第一齿轮的表面均开有凹槽，所述第一转杆位于凹槽内。
14.为了方便调节土壤电导率传感器的位置，更进一步地，所述第一支撑架的内壁固定连接有第三气缸，所述第三气缸的输出端固定连接有l形板，所述第一气缸固定连接在所述l形板的表面。
15.为了方便清理土壤电导率传感器的探针，更进一步地，还包括：固定连接在所述l形板侧壁的第三支撑板，所述第三支撑板的表面开有通孔，所述通孔的孔径大于土壤电导率传感器的探针外径；转动连接在所述第三支撑板底部的清洁环，所述清洁环的内壁固定连接有刷毛；固定连接在所述清洁环外壁的第三齿轮，所述第三支撑板的底部转动连接有第四齿轮，所述第四齿轮与第三齿轮相互啮合；固定连接在所述第一支撑架内壁的第四支撑板，所述第四支撑板的表面固定连接有齿条，所述齿条与第四齿轮相互啮合。
16.优选地，还包括对称固定连接在所述凹形板内壁的导杆，所述移动块与导杆滑动连接。
17.与现有技术相比，本发明提供了一种农业物联网环境监测装置，具备以下有益效果：
18.1、该农业物联网环境监测装置，通过启动第一电机驱动凹形板进行旋转，一方面，凹形板的转动加速了周围气流的流通，能够使检测结果更加准确，另一方面，凹形板带动二氧化碳检测仪进行旋转，从而方便调节二氧化碳检测仪的角度，实现对多个角度的测点进行检测，方便后续取各个检测结果的平均值，从而降低检测误差，方便工作人员根据检测结果采取相应的措施，从而提高农作物的质量。
19.2、该农业物联网环境监测装置，通过使第二转杆发生公转的过程中产生自转，第二转杆的公转方便调节二氧化碳检测仪的角度，而第二转杆的自转方便调节二氧化碳检测仪的高度，从而方便对不同高度、角度的空气进行采集，综合分析二氧化碳的含量，进一步提高了检测结果的准确性，同时，提高了外界空气的采样效率。
20.3、该农业物联网环境监测装置，能够对农作物周围的空气进行检测的同时，能够检测土壤的湿度，从而提高农作物的质量，当泥土检测结束后，启动第二电机驱动取土斗进行翻转，从而方便将取土斗内的泥土倒出，方面下次使用，同时，刷毛将土壤电导率传感器的探针表面的泥土扫除，在离心力作用下，使刷毛上的泥土掉落，减少了对下次检测结果的影响。
附图说明
21.图1为本发明提出的一种农业物联网环境监测装置的结构示意图；
22.图2为本发明提出的一种农业物联网环境监测装置图1中的a处结构放大示意图；
23.图3为本发明提出的一种农业物联网环境监测装置图1中的b处结构放大示意图；
24.图4为本发明提出的一种农业物联网环境监测装置中的部分结构示意图一；
25.图5为本发明提出的一种农业物联网环境监测装置中的部分结构示意图二；
26.图6为本发明提出的一种农业物联网环境监测装置中的部分结构示意图三。
27.图中：1、第一支撑架；101、第一电机；102、第一转杆；103、第一支撑板；104、凹形板；105、二氧化碳检测仪；2、第一齿轮；201、第二转杆；202、第二齿轮；203、链条；204、第一螺纹杆；205、导杆；206、移动块；3、壳体；301、进气管；302、软管；303、叶轮；4、第二螺纹杆；401、第二支撑架；402、第三转杆；403、衔接块；404、衔接杆；405、取土斗；406、第一气缸；407、土壤电导率传感器；408、第二电机；409、限位盘；5、第二气缸；501、第二支撑板；502、第三气缸；503、l形板；6、第三支撑板；601、通孔；602、清洁环；603、刷毛；604、第三齿轮；605、第四齿轮；606、齿条；607、第四支撑板；608、凹槽。
具体实施方式
28.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。
29.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“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。
30.实施例1：
31.参照图1-图2，一种农业物联网环境监测装置，包括底部设置有移动轮的第一支撑架1，方便根据需要移动第一支撑架1的位置，本农业物联网环境监测装置还包括：固定连接在第一支撑架1内壁的第一电机101，第一电机101的输出端固定连接有第一转杆102；固定连接在第一转杆102外壁的第一支撑板103，第一支撑板103的侧壁固定连接有凹形板104，在第一支撑板103转动时，凹形板104驱动周围气流流通。
32.本农业物联网环境监测装置还包括：转动连接在第一支撑板103底部的第二转杆201，第二转杆201的外壁固定连接有第二齿轮202；固定连接在第一支撑架1表面的第一齿轮2，第一转杆102与第一齿轮2同轴线，为了减少第一转杆102与第一齿轮2之间的磨损，第一转杆102贯穿第一齿轮2，第一齿轮2的内径大于第一转杆102的外径，第一齿轮2与第二齿轮202相互啮合；转动连接在凹形板104内壁的第一螺纹杆204，第一螺纹杆204的外壁螺纹连接有移动块206，移动块206与凹形板104侧壁相贴。
33.参照图2和图4，第一螺纹杆204与第二转杆201的外壁均固定连接有链轮，相邻链轮之间传动连接有链条203。
34.固定连接在移动块206上的二氧化碳检测仪105，二氧化碳检测仪105可以采用徐州法拉电子科技有限责任公司的s20a2，也可以采用市场上符合国家标准的同类检测仪。
35.在使用时，启动第一电机101驱动第一转杆102进行旋转，第一转杆102带动第一支
撑板103进行旋转，第一支撑板103带动凹形板104进行旋转，一方面，凹形板104的转动加速了周围气流的流通，能够使检测结果更加准确，另一方面，凹形板104带动二氧化碳检测仪105进行旋转，从而方便调节二氧化碳检测仪105的角度，实现对多个角度的测点进行检测，方便后续取各个检测结果的平均值，从而降低检测误差，方便工作人员根据检测结果采取相应的措施，从而提高农作物的质量。
36.第一支撑板103带动第二转杆201围绕第一转杆102进行公转，同时，由于第一齿轮2与第二齿轮202相互啮合，因此，第一齿轮2带动第二齿轮202发生旋转，第二齿轮202带动第二转杆201发生自转，第二转杆201带动第一螺纹杆204进行旋转，第一螺纹杆204带动移动块206在导杆205的外壁滑动，从而方便调节二氧化碳检测仪105，从而方便对不同高度的空气进行采集，综合分析二氧化碳的含量，进一步提高了检测结果的准确性。
37.第一电机101可以正反转，当移动块206从第一螺纹杆204的一端移动到另一端后，第一电机101反转。
38.当移动块206从第一螺纹杆204的一端移动到另一端时，第一电机101转动圈数，大于1圈。
39.二氧化碳检测仪105本身也有进气孔，气体可以进入，然后进行检测，如图4，当第一螺纹杆204带动叶轮303顺时针转动时，叶轮303吸气，提升进气量，提高检测的稳定性，当第一螺纹杆204逆时针转动时，可以通过二氧化碳检测仪105本身的进气孔进行检测。
40.对称固定连接在凹形板104内壁的导杆205，导杆205贯穿移动块206，移动块206与导杆205滑动连接。
41.参照图4-图5，凹形板104的表面固定连接有壳体3，壳体3上固定连接有进气管301，第一螺纹杆204的外壁固定连接有叶轮303，叶轮303位于壳体3内，壳体3与二氧化碳检测仪105之间固定连接有软管302，第一螺纹杆204带动叶轮303进行旋转，叶轮303带动外界气流吸入壳体3内，然后从软管302进入二氧化碳检测仪105内，提高了外界空气的采样效率。
42.实施例3：
43.参照图1-图2以及图5-图6，与实施例2基本相同，更进一步的是，增加了检测土壤的湿度的具体实施方案。
44.由于农作物的生长情况还受土壤湿度的影响，因此，参照图1-图2，本农业物联网环境监测装置还包括：固定连接在第一转杆102底部的第二螺纹杆4，第二螺纹杆4的外壁螺纹连接有第二支撑架401；固定连接在第二支撑架401内壁的第三转杆402，第三转杆402的外壁对称固定连接有衔接块403，衔接块403的底部固定连接有衔接杆404，衔接杆404的底部固定连接有取土斗405，取土斗405的外壁固定连接有凸条，方便取土；固定连接在第一支撑架1内壁的第一气缸406，第一气缸406的输出端固定连接有土壤电导率传感器407。
45.需要补充说明的是，土壤电导率传感器407可有采用米恩基浙江传感科技有限公司的me-ec，也可以采用市场上符合国家标准的同类传感器。
46.参照图6，第一支撑架1的内壁固定连接有第三气缸502，第三气缸502的输出端固定连接有l形板503，第一气缸406固定连接在l形板503的表面。
47.参照图5，第一支撑架1的内壁固定连接有第二气缸5，第二气缸5的输出端固定连接有第二支撑板501，在本实施例中，固定连接在第一支撑架1内壁的第一电机101，转换成，
第一电机101与第二支撑板501固定连接，第一支撑架1和第一齿轮2的表面均开有凹槽608，第一转杆102位于凹槽608内。
48.凹槽608呈圆形槽，凹槽608的孔径大于第一转杆102的外径。
49.在使用时，启动第二气缸5驱动第二支撑板501进行移动，第二支撑板501带动第一转杆102进行移动，第一转杆102带动第二齿轮202进行移动，从而使第二齿轮202与第一齿轮2相互分离，然后启动第一电机101驱动第二螺纹杆4进行旋转，第二螺纹杆4带动第二支撑架401进行下降的同时进行旋转，一方面，能够有利于周围气流的流通，另一方面，方面取土斗405钻土，使土壤滚落至取土斗405内，然后通过控制第二气缸5、第一电机101使取土斗405回到初始位置，启动第三气缸502驱动l形板503往取土斗405方向移动，直至土壤电导率传感器407位于取土斗405上方，然后启动第一气缸406驱动土壤电导率传感器407下降，使土壤电导率传感器407的探针插入取样的土壤中，检测土壤的湿度。
50.需要说明的是，在取土斗405与土壤接触后，也可以手动转动第二支撑架401，施加一个额外的驱动力，使其可以下降的同时更加稳定的进行旋转，便于通过凸条将土壤输送到取土斗405内。
51.第一支撑架1底部为镂空型，由于只需要很小的距离，就可以使第二齿轮202与第一齿轮2相互分离，所以，在启动第二气缸5后，取土斗405仍然处于镂空型第一支撑架1底部的正上方。
52.为了方便提高取土斗405的钻土效率，参照图1，取土斗405呈锥形。
53.为了方便限制第二支撑架401的位置，第二螺纹杆4的底部固定连接有限位盘409，限位盘409的外径大于第二螺纹杆4的外径。
54.实施例4：
55.参照图1、图3以及图6，与实施例3基本相同，更进一步的是，增加了清理取土斗405和土壤电导率传感器407的具体实施方案。
56.由于在检测结束后，需要清理取土斗405内的土壤，方便下次使用，因此，参照图1，第二支撑架401的表面固定连接有第二电机408，在本实施例中，将固定连接在第二支撑架401内壁的第三转杆402，转换成，第二电机408的输出端与第三转杆402固定连接，第三转杆402与第二支撑架401转动连接。
57.启动第二电机408驱动第三转杆402进行旋转，第三转杆402带动衔接块403进行旋转，衔接块403带动衔接杆404进行旋转，衔接杆404带动取土斗405进行翻转，从而方便将取土斗405内的泥土倒出。
58.由于在检测土壤的湿度过程中，部分泥土容易粘连在土壤电导率传感器407的探针上，容易影响下次的使用，因此，参照图3和图6，本农业物联网环境监测装置还包括：固定连接在l形板503侧壁的第三支撑板6，第三支撑板6的表面开有通孔601，通孔601的孔径大于土壤电导率传感器407的探针外径；转动连接在第三支撑板6底部的清洁环602，清洁环602的内壁固定连接有刷毛603；固定连接在清洁环602外壁的第三齿轮604，第三支撑板6的底部转动连接有第四齿轮605，第四齿轮605与第三齿轮604相互啮合；固定连接在第一支撑架1内壁的第四支撑板607，第四支撑板607的表面固定连接有齿条606，齿条606与第四齿轮605相互啮合。
59.需要补充说明的是，参照图3和图6，清洁环602的数量与土壤电导率传感器407的
探针数量一致，相邻第三齿轮604之间相互啮合，第四齿轮605与其中一个第三齿轮604相互啮合，清洁环602的内径大于土壤电导率传感器407的探针外径，清洁环602与对应的土壤电导率传感器407的探针同轴线。
60.当泥土检测结束后，控制第一气缸406使土壤电导率传感器407上升，土壤电导率传感器407带动探针上升，从而使探针在清洁环602内进行移动，清洁环602内壁的刷毛603将探针表面粘连的泥土扫除，控制第三气缸502使l形板503进行移动，从而使土壤电导率传感器407远离取土斗405，由于第四齿轮605与齿条606相互啮合，因此，使第四齿轮605进行旋转，第四齿轮605带动第三齿轮604进行旋转，第三齿轮604带动清洁环602进行旋转，从而将刷毛603上粘连的泥土甩掉。
61.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种农业物联网环境监测装置，包括第一支撑架(1)，其特征在于，还包括：固定连接在所述第一支撑架(1)内壁的第一电机(101)，所述第一电机(101)的输出端固定连接有第一转杆(102)，所述第一转杆(102)外壁固定连接有第一支撑板(103)，所述第一支撑板(103)的侧壁固定连接有凹形板(104)；转动连接在所述第一支撑板(103)底部的第二转杆(201)，所述第二转杆(201)的外壁固定连接有第二齿轮(202)，固定连接在所述第一支撑架(1)表面的第一齿轮(2)，所述第一齿轮(2)与第二齿轮(202)相互啮合；转动连接在所述凹形板(104)内壁的第一螺纹杆(204)，所述第一螺纹杆(204)与第二转杆(201)之间传动连接有链条(203)，所述第一螺纹杆(204)的外壁螺纹连接有移动块(206)；固定连接在所述移动块(206)上的二氧化碳检测仪(105)。2.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，所述凹形板(104)的表面固定连接有壳体(3)，所述壳体(3)上固定连接有进气管(301)，所述第一螺纹杆(204)的外壁固定连接有叶轮(303)，所述叶轮(303)位于壳体(3)内，所述壳体(3)与二氧化碳检测仪(105)之间固定连接有软管(302)。3.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，还包括：固定连接在所述第一转杆(102)底部的第二螺纹杆(4)，所述第二螺纹杆(4)的外壁螺纹连接有第二支撑架(401)；固定连接在所述第二支撑架(401)内壁的第三转杆(402)，所述第三转杆(402)的外壁对称固定连接有衔接块(403)，所述衔接块(403)的底部固定连接有衔接杆(404)，所述衔接杆(404)的底部固定连接有取土斗(405)；固定连接在所述第一支撑架(1)内壁的第一气缸(406)，所述第一气缸(406)的输出端固定连接有土壤电导率传感器(407)。4.根据权利要求3所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，所述取土斗(405)呈锥形。5.根据权利要求3所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，所述第二支撑架(401)的表面固定连接有第二电机(408)，所述第二电机(408)的输出端与第三转杆(402)固定连接，所述第三转杆(402)与第二支撑架(401)转动连接。6.根据权利要求5所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，所述第二螺纹杆(4)的底部固定连接有限位盘(409)，所述限位盘(409)的外径大于第二螺纹杆(4)的外径。7.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，所述第一支撑架(1)的内壁固定连接有第二气缸(5)，所述第二气缸(5)的输出端固定连接有第二支撑板(501)，所述第一电机(101)与第二支撑板(501)固定连接；所述第一支撑架(1)和第一齿轮(2)的表面均开有凹槽(608)，所述第一转杆(102)位于凹槽(608)内。8.根据权利要求3所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，所述第一支撑架(1)的内壁固定连接有第三气缸(502)，所述第三气缸(502)的输出端固定连接有l形板(503)，所述第一气缸(406)固定连接在所述l形板(503)的表面。9.根据权利要求8所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，还包括：
固定连接在所述l形板(503)侧壁的第三支撑板(6)，所述第三支撑板(6)的表面开有通孔(601)，所述通孔(601)的孔径大于土壤电导率传感器(407)的探针外径；转动连接在所述第三支撑板(6)底部的清洁环(602)，所述清洁环(602)的内壁固定连接有刷毛(603)；固定连接在所述清洁环(602)外壁的第三齿轮(604)，所述第三支撑板(6)的底部转动连接有第四齿轮(605)，所述第四齿轮(605)与第三齿轮(604)相互啮合；固定连接在所述第一支撑架(1)内壁的第四支撑板(607)，所述第四支撑板(607)的表面固定连接有齿条(606)，所述齿条(606)与第四齿轮(605)相互啮合。10.根据权利要求1所述的一种农业物联网环境监测装置，其特征在于，还包括对称固定连接在所述凹形板(104)内壁的导杆(205)，所述移动块(206)与导杆(205)滑动连接。

技术总结
本发明公开了一种农业物联网环境监测装置，属于农业监测技术领域。包括第一支撑架，还包括：固定连接在所述第一支撑架内壁的第一电机，所述第一电机的输出端固定连接有第一转杆，所述第一转杆外壁固定连接有第一支撑板，所述第一支撑板的侧壁固定连接有凹形板；转动连接在所述第一支撑板底部的第二转杆，所述第二转杆的外壁固定连接有第二齿轮，本装置能够加速了周围气流的流通，使检测结果更加准确，同时，方便调节二氧化碳检测仪的角度，实现对多个角度的测点进行检测，方便后续取各个检测结果的平均值，从而降低检测误差，方便工作人员根据检测结果采取相应的措施，从而提高农作物的质量。物的质量。物的质量。


技术研发人员：刘鹤
受保护的技术使用者：吉林农业大学
技术研发日：2022.12.01
技术公布日：2023/7/11