一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，包括安装底座，所述安装底座的顶端中间位置设有支撑柱，所述支撑柱的顶部上套设有支撑板，所述支撑柱的顶端中部设有安装座一，所述安装座一内套设有连接杆，所述连接杆的另一端与太阳能板连接，所述太阳能板的顶端一侧设有安装座二，所述安装座二内连接有调节机构，所述支撑柱远离所述安装座二的顶部一侧设有防护箱，所述防护箱内设有检测机构，所述检测机构包括采集控制器、传感器节点、路由节点和网关节点。本实用新型所述的一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，整体设计合理，不仅能够实现对土壤多种参数的采集和监测，而且解决了装置供电问题，具有一定的实用性。

主设计要求

1.一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，其特征在于：包括安装底座（1），所述安装底座（1）的顶端中间位置设有支撑柱（2），所述支撑柱（2）的顶部上套设有支撑板（3），所述支撑柱（2）的顶端中部设有安装座一（4），所述安装座一（4）内套设有连接杆（5），所述连接杆（5）的另一端与太阳能板（6）连接，所述太阳能板（6）的顶端一侧设有安装座二（7），所述安装座二（7）内连接有调节机构（8），所述支撑柱（2）远离所述安装座二（7）的顶部一侧设有防护箱（9），所述防护箱（9）内设有检测机构（10），所述检测机构（10）包括采集控制器（11）、传感器节点（12）、路由节点（13）和网关节点（14）。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，其特征在于：所述采集控制器（11）包括数据采集模块（15）、数据记录模块（16）和数据存储模块（17）。

3.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，其特征在于：所述传感器节点（12）包括PH传感器（18）、温度传感器（19）、湿度传感器（20）、有机质浓度传感器（21）和水解氮传感器（22），所述PH传感器（18）通过所述温度传感器（19）与所述湿度传感器（20）连接，所述湿度传感器（20）通过所述有机质浓度传感器（21）与所述水解氮传感器（22）连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，其特征在于：所述采集控制器（11）通过所述传感器节点（12）与所述路由节点（13）连接，所述路由节点（13）与所述网关节点（14）连接。

5.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，其特征在于：所述调节机构（8）包括位于所述支撑板（3）顶端的固定板一（23）和固定板二（24），所述固定板一（23）的一侧对称设有限位环（25），所述限位环（25）内套设有活动杆（26），所述活动杆（26）的顶端设有连接环（27），所述连接环（27）延伸至所述安装座二（7）内，所述活动杆（26）紧邻所述固定板二（24）的中部一侧设有若干均匀分布的齿牙（28），所述齿牙（28）的一侧设有与其相啮合的弧形齿块（29），所述弧形齿块（29）的远离所述齿牙（28）的一侧设有活动板（30），所述活动板（30）紧邻所述弧形齿块（29）的一端通过转轴（35）与所述固定板二（24）活动连接，所述活动板（30）上设有限位槽（31），所述限位槽（31）的一侧设有转盘（32），所述转盘（32）上设有偏心销轴（33），所述偏心销轴（33）延伸至所述限位槽（31）内，所述转盘（32）的转轴贯穿所述固定板二（24）与正反电机（34）连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，其特征在于：所述安装底座（1）的顶端设有四组均匀分布的斜杆，所述斜杆的另一端与所述支撑柱（2）连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及监测领域，特别涉及一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置。

背景技术

目前，农田资源日益紧张，如何高效的利用农田资源生产更多高质量农作物已成为业界的主要研究方向之一。国内外许多专家学者进行了大量的研究和实践，智能化农业大棚成为解决所述问题的主要手段。在智能化农业大棚系统中，土壤养分监测作为基础数据收集的主要内容，其监测设备也在不断发展更新。但是，传统的土壤养分监测的技术操作难、耗时多，且现有的各类采集设备多是针对某一个参数进行采集，集成的数据采集系统比较少，通用性和扩展性差。而且，野外进行土壤检测设备供电具有一定的困扰，不利于土壤检测的进行。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，可以有效解决背景技术中传统的土壤养分监测的技术操作难、耗时多，且现有的各类采集设备多是针对某一个参数进行采集，集成的数据采集系统比较少，通用性和扩展性差。而且，野外进行土壤检测设备供电具有一定的困扰，不利于土壤检测的进行的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，包括安装底座，所述安装底座的顶端中间位置设有支撑柱，所述支撑柱的顶部上套设有支撑板，所述支撑柱的顶端中部设有安装座一，所述安装座一内套设有连接杆，所述连接杆的另一端与太阳能板连接，所述太阳能板的顶端一侧设有安装座二，所述安装座二内连接有调节机构，所述支撑柱远离所述安装座二的顶部一侧设有防护箱，所述防护箱内设有检测机构，所述检测机构包括采集控制器、传感器节点、路由节点和网关节点。

优选的，所述采集控制器包括数据采集模块、数据记录模块和数据存储模块。

优选的，所述传感器节点包括PH传感器、温度传感器、湿度传感器、有机质浓度传感器和水解氮传感器，所述PH传感器通过所述温度传感器与所述湿度传感器连接，所述湿度传感器通过所述有机质浓度传感器与所述水解氮传感器连接。

优选的，所述采集控制器通过所述传感器节点与所述路由节点连接，所述路由节点与所述网关节点连接。

优选的，所述调节机构包括位于所述支撑板顶端的固定板一和固定板二，所述固定板一的一侧对称设有限位环，所述限位环内套设有活动杆，所述活动杆的顶端设有连接环，所述连接环延伸至所述安装座二内，所述活动杆紧邻所述固定板二的中部一侧设有若干均匀分布的齿牙，所述齿牙的一侧设有与其相啮合的弧形齿块，所述弧形齿块的远离所述齿牙的一侧设有活动板，所述活动板紧邻所述弧形齿块的一端通过转轴与所述固定板二活动连接，所述活动板上设有限位槽，所述限位槽的一侧设有转盘，所述转盘上设有偏心销轴，所述偏心销轴延伸至所述限位槽内，所述转盘的转轴贯穿所述固定板二与正反电机连接。

优选的，所述安装底座的顶端设有四组均匀分布的斜杆，所述斜杆的另一端与所述支撑柱连接。

与现有技术相比，本实用新型具有如下有益效果：通过太阳能板的设置能够实现对调节机构和检测机构的供电，有效解决了户外进行土壤检测装置供电的问题，调节机构的设置则能够有效的对太阳能板的角度进行调节，增加了太阳能板的光照时间，使得装置监测所需电量充足，传感器节点的设置能够实现对土壤多种参数的采集和监测，便于后续对土壤环境的分析，整体设计合理，不仅能够实现对土壤多种参数的采集和监测，而且解决了装置供电问题，具有一定的实用性。

附图说明

图1为本实用新型一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置检测机构的结构示意图；

图3为本实用新型一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置调节机构的结构示意图。

图中：1、安装底座；2、支撑柱；3、支撑板；4、安装座一；5、连接杆；6、太阳能板；7、安装座二；8、调节机构；9、防护箱；10、检测机构；11、采集控制器；12、传感器节点；13、路由节点；14、网关节点；15、数据采集模块；16、数据记录模块；17、数据存储模块；18、PH传感器；19、温度传感器；20、湿度传感器；21、有机质浓度传感器；22、水解氮传感器；23、固定板一；24、固定板二；25、限位环；26、活动杆；27、连接环；28、齿牙；29、弧形齿块；30、活动板；31、限位槽；32、转盘；33、偏心销轴；34、正反电机；35、转轴。

具体实施方式

为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1-3所示，一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，包括安装底座1，安装底座1的顶端中间位置设有支撑柱2，支撑柱2的顶部上套设有支撑板3，支撑柱2的顶端中部设有安装座一4，安装座一4内套设有连接杆5，连接杆5的另一端与太阳能板6连接，太阳能板6的顶端一侧设有安装座二7，安装座二7内连接有调节机构8，支撑柱2远离安装座二7的顶部一侧设有防护箱9，防护箱9内设有检测机构10，检测机构10包括采集控制器11、传感器节点12、路由节点13和网关节点14；

采集控制器11包括数据采集模块15、数据记录模块16和数据存储模块17；传感器节点12包括PH传感器18、温度传感器19、湿度传感器20、有机质浓度传感器21和水解氮传感器22，PH传感器18通过温度传感器19与湿度传感器20连接，湿度传感器20通过有机质浓度传感器21与水解氮传感器22连接；采集控制器11通过传感器节点12与路由节点13连接，路由节点13与网关节点14连接；调节机构8包括位于支撑板3顶端的固定板一23和固定板二24，固定板一23的一侧对称设有限位环25，限位环25内套设有活动杆26，活动杆26的顶端设有连接环27，连接环27延伸至安装座二7内，活动杆26紧邻固定板二24的中部一侧设有若干均匀分布的齿牙28，齿牙28的一侧设有与其相啮合的弧形齿块29，弧形齿块29的远离齿牙28的一侧设有活动板30，活动板30紧邻弧形齿块29的一端通过转轴35与固定板二24活动连接，活动板30上设有限位槽31，限位槽31的一侧设有转盘32，转盘32上设有偏心销轴33，偏心销轴33延伸至限位槽31内，转盘32的转轴贯穿固定板二24与正反电机34连接；安装底座1的顶端设有四组均匀分布的斜杆，斜杆的另一端与支撑柱2连接。

需要说明的是，本实用新型为一种基于无线传感器网络的土壤环境实时监测装置，当使用者需要进行土壤环境监测时，只需借助外界通断器对正反电机34的通断进行控制，当正反电机34启东时，正反电机34的旋转带动转盘32的旋转，转盘32的旋转带动偏心销轴33的旋转，偏心销轴33的旋转实现对限位槽31的偏转，即实现对弧形齿块29的偏转，弧形齿块29的偏转啮合齿牙28，由于限位环25的设置最终实现活动杆26在限位环25内实现竖直方向的移动，即实现对太阳能板6角度的定时调节，监测时只需将PH传感器18、温度传感器19、湿度传感器20、有机质浓度传感器21和水解氮传感器22插入土壤中即可。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

设计图

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主设计要求

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设计说明书

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