一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统

技术领域

本实用新型涉及农作物技术领域，具体为一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统。

背景技术

随着我国乡村振兴战略实施，人们越来越重视农业的发展，智慧农业与精准农业已成为未来发展趋势。实现智慧农业与精准农业的前提条件是精准获取农作物的生长模型，植物生长模型是对植物生长过程的数学表达，需要获得植物在不同生长阶段生长态势与生长环境的对应关系。获取农作物在生长全过程中的株高变化信息，是植物生长模型研究的重要内容。目前，在农作物生长环境信息获取方面，相关技术已经得到迅速发展。国内外学者基于传感器及网络构建监测平台，开发了各种采集环境温度、湿度、光照等相关信息，土壤水分、氮素、磷素、钾素等相关信息的检测系统。但对于植株生长高度实时监测系统研究较少，目前植物植株高度测量主要依靠人工手段实现，工作量大，且难以全天候监测。

为此，我们提出一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统。

实用新型内容

鉴于上述和/或现有一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统中存在的问题，提出了本实用新型。

因此，本实用新型的目的是提供一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统，通过Y轴移动组件带动激光传感器进行升降，以及再通过X轴移动组件带动激光传感器进行左右移动，能够解决上述提出现有的植物植株高度测量主要依靠人工手段实现的问题。

为解决上述技术问题，根据本实用新型的一个方面，本实用新型提供了如下技术方案：

一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统，其包括测量结构，所述测量结构上安装有激光传感器；

所述测量结构包括两组Y轴移动组件，两组所述Y轴移动组件上安装有X轴移动组件，所述X轴移动组件上安装激光传感器。

作为本实用新型所述的一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统的一种优选方案，其中：所述Y轴移动组件包括Y轴电机和Y轴丝杠，所述Y轴电机的输出端固定安装Y轴丝杠，所述Y轴丝杠上连接有Y轴滑块，两组所述Y轴滑块上安装有X轴移动组件。

作为本实用新型所述的一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统的一种优选方案，其中：所述X轴移动组件包括X轴电机和X轴丝杠，两组所述Y轴滑块之间连接X轴丝杠，所述X轴电机的输出轴固定安装X轴丝杠，所述X轴丝杠上连接有X轴滑块，所述X轴滑块上固定安装激光传感器。

作为本实用新型所述的一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统的一种优选方案，其中：所述激光传感器连接采集控制器。

作为本实用新型所述的一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统的一种优选方案，其中：所述采集控制器连接Y轴电机和X轴电机。

作为本实用新型所述的一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统的一种优选方案，其中：所述采集控制器连接物联网模块。

作为本实用新型所述的一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统的一种优选方案，其中：所述物联网模块连接云端数据库及计算机平台。

与现有技术相比：

通过Y轴移动组件带动激光传感器进行升降，以及再通过X轴移动组件带动激光传感器进行左右移动，具有实现机械化对植株的高度进行测量，从而不仅会减少工作量，还会降低劳动强度，以及还可以全天候监测，提高了便捷性。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型流程示意图。

图中：测量结构1、Y轴电机11、Y轴丝杠12、X轴电机13、X轴丝杠14、激光传感器2、采集控制器3、物联网模块4、云端数据库及计算机平台5。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型提供一种基于激光传感器的农作物植株高度物联网监测系统，具有工作量小的优点，请参阅图1-图2，包括测量结构1，测量结构1上安装有激光传感器2，测量结构1包括两组Y轴移动组件，两组Y轴移动组件上安装有X轴移动组件，X轴移动组件上安装激光传感器2。

Y轴移动组件包括Y轴电机11和Y轴丝杠12，Y轴电机11的输出端固定安装Y轴丝杠12，Y轴电机11设置为伺服电机，伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置，Y轴丝杠12设置为丝杠，丝杠一般指滚珠丝杠，滚珠丝杠是将回转运动转化为直线运动，或将直线运动转化为回转运动的理想的产品，滚珠丝杠是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，Y轴电机11具有带动Y轴丝杠12进行旋转的作用，Y轴丝杠12上连接有Y轴滑块，旋转的Y轴丝杠12具有使Y轴滑块进行升降的作用，Y轴丝杠12上螺纹连接Y轴滑块，两组Y轴滑块上安装有X轴移动组件，X轴移动组件包括X轴电机13和X轴丝杠14，X轴电机13设置为伺服电机，X轴丝杠14设置为丝杠，两组Y轴滑块之间连接X轴丝杠14，Y轴滑块具有带动X轴丝杠14进行升降的作用，两组Y轴滑块之间通过轴承转动连接X轴丝杠14，X轴电机13的输出轴固定安装X轴丝杠14，X轴电机13可固定安装在一组Y轴滑块上，X轴电机13具有带动X轴丝杠14进行旋转的作用，X轴丝杠14上连接有X轴滑块，X轴丝杠14上螺纹连接X轴滑块，旋转的X轴丝杠14具有使X轴滑块进行左右移动的作用，X轴滑块上固定安装激光传感器2，通过X轴滑块具有带动激光传感器2进行升降和左右移动的作用，激光传感器2是利用激光技术进行测量的传感器，通过激光传感器2具有测量植株所在的位置高度信息，激光传感器2设置为激光测距传感器，激光传感器2连接采集控制器3，激光传感器2通过485通信连接采集控制器3，采集控制器3连接Y轴电机11和X轴电机13，采集控制器3通过CAN通信具有对Y轴电机11和X轴电机13进行控制的作用，采集控制器3连接物联网模块4，采集控制器3通过串口通信连接物联网模块4，物联网模块4连接云端数据库及计算机平台5，云端数据库及计算机平台5设置为终端。

在具体使用时，通过Y轴移动组件和X轴移动组件带动激光传感器2进行水平方向和垂直方向移动，当激光传感器2的高度低于植株的高度时，激光信号经植株反射后被激光传感器2接收，激光测距值小于设定阈值；当激光传感器2的高度高于植株的高度时，激光测距无返回信号，此时激光传感器2的反馈高度即被测植株高度，在测距扫描过程中，激光传感器2的测量数据及激光传感器2的高度数据则会通过串口发送给采集控制器，从而会将其组帧成数据包，最后再通过通信接口发送给物联网模块4，物联网模块4在接收到采集控制器3转发的植株高度信息后，则会通过射频的方式将植株高度信息发送到云端数据库及计算机平台5中，云端数据库及计算机平台5则会把植株高度信息录入数据库中，与此同时，云端数据库及计算机平台5还会根据上传的激光扫描数据和对应的传感器位置信息计算得出相应的植株高度并进行显示和存储。

虽然在上文中已经参考实施方式对本实用新型进行了描述，然而在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，本实用新型所披露的实施方式中的各项特征均可通过任意方式相互结合起来使用，在本说明书中未对这些组合的情况进行穷举性的描述仅仅是出于省略篇幅和节约资源的考虑。因此，本实用新型并不局限于文中公开的特定实施方式，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。