一种基于物联网的智慧农业系统及农业大棚技术方案

本发明专利技术公开了智能种植领域的一种基于物联网的智慧农业系统及农业大棚以解决现有技术中需要设置重复的灌溉区域以保证大棚内部植株的湿度，一般在设置灌溉区域时都是利用两个喷洒区域重合的喷头进行持续灌溉，浪费了水资源的缺陷，本技术方案包括排风装置和对于农业灌溉用的转动式喷头，所述转动式喷头包括相互间隙配合的顶塞和储水体，所述储水体和顶塞之间设有皮碗，皮碗包裹于顶塞处，皮碗的周向与储水体粘接，储水体沿出水方向依次设有进水负压装置和连通顶塞的单向阀门，单向阀门的阈值为(a,b)，所述顶塞的周向开有喷水口。本技术方案中利用顶塞和储水体的配合，实现了以下脉冲射流的效果。

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的智慧农业系统及农业大棚
本专利技术属于智能种植领域，具体是一种基于物联网的智慧农业系统及农业大棚。
技术介绍
农业大棚在现代农业中起到十分关键的作用，随着科学技术的发展，农业大棚的管理也朝着人性化、智能化的方向演变。专利号为201610193966.0的专利技术专利中，提到了一种农业大棚智能监控系统，其特征在于，包括：电源装置、视频监控系统、信息采集系统、无线传输系统、监控平台、控制系统及监控客户端。所述农业大棚智能监控系统，通过无线传输系统将视频监控系统、信息采集系统、监控平台及监控客户端相连接，视频监控系统及信息采集系统收集到的农业大棚内各信息参数传送至监控平台，安装有监控客户端的手机能同时获取到这些信息。但是该专利技术中的各控制系统是针对整个大棚内部环境而言，目前农业大棚的占地面积均很大，在设置时对于大棚的喷洒系统而言，需要设置重复的灌溉区域以保证大棚内部植株的湿度，一般在设置灌溉区域时都是利用两个喷洒区域重合的喷头进行持续灌溉，浪费了水资源。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种以自适应脉冲射流为基础的灌溉喷头，对大棚内部的区域进行覆盖性灌溉，以节省水资源。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种基于物联网的智慧农业系统及农业大棚，包括农业大棚、供电系统、调控系统、物联网、人机界面，所述调控系统包括呼吸系统、土壤营养分析系统、生长周期定时系统、生长状态采集系统、控制器、施肥装置和光照装置，所述呼吸系统包括土壤温度子系统、土壤水分子系统、二氧化碳子系统，还包括土壤温度子系统、土壤水分子系统、二氧化碳子系统、土壤营养分析系统、生长周期定时系统、生长状态采集系统对农业大棚内植物的生长环境、状况实时监测，通过系统上配置的4G通讯网络传送给控制器，控制器经加权平均法数据融合处理分析后，通过4G通讯网络控制喷施一体装置、施肥装置、光照装置、排风装置进行自动调控，同时，通过地理信息系统GIS、全球定位系统GPS以及4G通讯网络组成的3S技术传送到人机界面，人机界面根据监控到农业大棚的实时状态、历史数据建立预测模型，采用时间序列分析法进行预测，还包括排风装置和对于农业灌溉用的转动式喷头，所述转动式喷头包括相互间隙配合的顶塞和储水体，所述储水体和顶塞之间设有皮碗，皮碗包裹于顶塞处，皮碗的周向与储水体粘接，储水体沿出水方向依次设有进水负压装置和连通顶塞的单向阀门，单向阀门的阈值为(a,b)，所述顶塞的周向开有喷水口。采用上述方案后实现了以下有益效果：1、相对于现有技术中的传统大棚，本技术方案中利用地理信息系统GIS、全球定位系统GPS以及4G通讯网络组成的3S技术传送到人机界面，能以地图的形式，直观显示时间、位置、参数的实时状态，采用时间序列分析法结合历史数据建立预测模型，方便用户提前采取措施，及时调控。2、相对于采用及时调控的现有技术，本技术方案中利用转动式喷头进行周向供水，提升了灌溉面积和灌溉的范围。3、相对于提高灌溉面积的现有技术，本技术方案中利用顶塞和储水体的配合，实现了以下脉冲射流的效果，首先水流聚集于单向阀门处，当阈值处于(a,b)区间时单向阀闭合，此时皮碗进行鼓胀，但是由于顶塞尚未顶起，在密封性的保证作用下(皮碗自身是一种特殊的密封垫)，皮碗不产生凸起现象，当阈值大于b时，单向阀打开，此时水流进入顶塞，在水流的作用下顶塞顶起进行喷水操作，在喷水过程中皮碗随着顶塞的凸起而凸起，此时皮碗与储水体之间的容积变大，水压会瞬间小于b,此时单向阀闭合，供水中断，在持续的水压下再打开，形成脉冲射流现象提高了溅射的范围。4、相对于采用脉冲的现有技术，本技术方案中利用皮碗的形变以改变储水体的储水面积，随后皮碗根据自身形变和顶塞的重力作用下回复。进一步，顶塞与储水体的重合处设有周向的引水槽，引水槽的横截面呈涡卷形状，当顶塞与储水体重合时引水槽被遮盖，当单向阀门打开时顶塞向上顶起，引水槽与水流接触。有益效果：相对于实现脉冲射流的现有技术，本技术方案中利用引水槽实现水流旋转的负压，此时旋转的水流其一是带动顶塞旋转，其二是旋转的水流形成漩涡，漩涡对皮碗的包裹部分的水流进行吸引，节省资源。进一步，皮碗的突出处朝向储水体，皮碗的凹面朝向顶塞，且皮碗的形变量与顶塞的行程长度相同。进一步，大棚的种植行间开有排水渠，所述排水渠分为上部和下部，所述上部接触种植土，所述下部连通有用于净化水体的处理装置。有益效果：利用双层排水渠进行隔离避免处理用水对土壤进行污染。进一步，排风装置包括轴流风扇和轴流框体，所述轴流风扇电连接于供电系统，且轴流风扇安装于大棚顶部。有益效果：轴流风扇对于气流进行引用和分散持续为大棚内部进行通风处理。附图说明图1为本专利技术实施例的示意图；图2为图1中转动式喷头的全剖图；图3为现有技术中光照装置的电路图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。说明书附图中的附图标记包括：排风装置1、转动式喷头2、顶塞3、储水体4、皮碗5、排水渠6。实施例基本如附图1和附图3所示：一种基于物联网的智慧农业系统及农业大棚包括农业大棚、供电系统、调控系统、物联网、人机界面，所述调控系统包括呼吸系统、土壤营养分析系统、生长周期定时系统、生长状态采集系统、控制器、施肥装置和光照装置，所述呼吸系统包括土壤温度子系统、土壤水分子系统、二氧化碳子系统，还包括土壤温度子系统、土壤水分子系统、二氧化碳子系统、土壤营养分析系统、生长周期定时系统、生长状态采集系统对农业大棚内植物的生长环境、状况实时监测。通过系统上配置的4G通讯网络传送给控制器，控制器经加权平均法数据融合处理分析后，通过4G通讯网络控制喷施一体装置、施肥装置、光照装置、排风装置1进行自动调控，同时，通过地理信息系统GIS、全球定位系统GPS以及4G通讯网络组成的3S技术传送到人机界面，人机界面根据监控到农业大棚的实时状态、历史数据建立预测模型，采用时间序列分析法进行预测。请参考图2，还包括排风装置1和对于农业灌溉用的转动式喷头2，所述转动式喷头2包括相互间隙配合的顶塞3和储水体4，所述储水体4和顶塞3之间设有皮碗5，皮碗5包裹于顶塞3处，皮碗5的周向与储水体4粘接，储水体4沿出水方向依次设有进水负压装置和连通顶塞3的单向阀门，单向阀门的阈值为(a,b)，所述顶塞3的周向开有喷水口。顶塞3与储水体4的重合处设有周向的引水槽，引水槽的横截面呈涡卷形状，当顶塞3与储水体4重合时引水槽被遮盖，当单向阀门打开时顶塞3向上顶起，引水槽与水流接触。皮碗5的突出处朝向储水体4，皮碗5的凹面朝向顶塞3，且皮碗5的形变量与顶塞3的行程长度相同，大棚的种植行间开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于物联网的智慧农业系统及农业大棚，包括农业大棚、供电系统、调控系统、物联网、人机界面，所述调控系统包括呼吸系统、土壤营养分析系统、生长周期定时系统、生长状态采集系统、控制器、施肥装置和光照装置，所述呼吸系统包括土壤温度子系统、土壤水分子系统、二氧化碳子系统，还包括土壤温度子系统、土壤水分子系统、二氧化碳子系统、土壤营养分析系统、生长周期定时系统、生长状态采集系统对农业大棚内植物的生长环境、状况实时监测，通过系统上配置的4G通讯网络传送给控制器，控制器经加权平均法数据融合处理分析后，通过4G通讯网络控制喷施一体装置、施肥装置、光照装置、排风装置进行自动调控，同时，通过地理信息系统GIS、全球定位系统GPS以及4G通讯网络组成的3S技术传送到人机界面，人机界面根据监控到农业大棚的实时状态、历史数据建立预测模型，采用时间序列分析法进行预测，其特征在于：还包括排风装置和对于农业灌溉用的转动式喷头，所述转动式喷头包括相互间隙配合的顶塞和储水体，所述储水体和顶塞之间设有皮碗，皮碗包裹于顶塞处，皮碗的周向与储水体粘接，储水体沿出水方向依次设有进水负压装置和连通顶塞的单向阀门，单向阀门的阈值为(a,b)，所述顶塞的周向开有喷水口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于物联网的智慧农业系统及农业大棚，包括农业大棚、供电系统、调控系统、物联网、人机界面，所述调控系统包括呼吸系统、土壤营养分析系统、生长周期定时系统、生长状态采集系统、控制器、施肥装置和光照装置，所述呼吸系统包括土壤温度子系统、土壤水分子系统、二氧化碳子系统，还包括土壤温度子系统、土壤水分子系统、二氧化碳子系统、土壤营养分析系统、生长周期定时系统、生长状态采集系统对农业大棚内植物的生长环境、状况实时监测，通过系统上配置的4G通讯网络传送给控制器，控制器经加权平均法数据融合处理分析后，通过4G通讯网络控制喷施一体装置、施肥装置、光照装置、排风装置进行自动调控，同时，通过地理信息系统GIS、全球定位系统GPS以及4G通讯网络组成的3S技术传送到人机界面，人机界面根据监控到农业大棚的实时状态、历史数据建立预测模型，采用时间序列分析法进行预测，其特征在于：还包括排风装置和对于农业灌溉用的转动式喷头，所述转动式喷头包括相互间隙配合的顶塞和储水体，所述储水体和顶塞之间设有皮碗，皮碗包裹于顶塞处，皮碗的周向与储水体粘接，储水体沿出水...

【专利技术属性】
技术研发人员：周毅飞，欧菊芳，夏婷，
申请(专利权)人：杭州市农业科学研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33