一种基于大数据的智能大棚及其使用方法
技术领域
本发明实施例涉及农业大棚技术领域，具体涉及一种基于大数据的智能大棚及其使用方法。
背景技术
随着高分子聚合物－聚氯乙烯、聚乙烯的产生，塑料薄膜广泛应用于农业。日本及欧美国家于50年代初期应用温室薄膜覆盖温床获得成功，随后又覆盖小棚及温室也获得良好效果。我国于1955年秋引进聚氯乙烯农用薄膜，首先在北京用于小棚覆盖蔬菜，获得了早熟增产的效果。大棚原是蔬菜生产的专用设备，随着生产的发展大棚的应用越加广泛。当前大棚已用于盆花及切花栽培等各个领域。
在目前市场上常见的大棚普遍面临着，当人们在使用大棚时，因其内的植物种植区域较大，故当使用者对农作物浇水时就极易造成部分区域产生积水现象，从而导致植物根部腐烂的情况发生，其防护性较差。
发明内容
为此，本发明实施例提供一种基于大数据的智能大棚及其使用方法，其上设置有若干个种植区域块，同时区域块内还设有传感器集成束，使用者在种植农作物后可以根据传感器集成束来监控每块种植区域块内的土壤温湿度，一旦检测到某块区域块内的土壤缺水时便可打开对应的三通电磁阀进行自动补水，其能够针对性解决问题避免了部分农作物积水较多从而导致烂根的情况发生，以解决现有技术中因大棚内的植物种植区域较大，故当使用者对农作物浇水时就极易造成部分区域产生积水现象，从而导致植物根部腐烂的情况发生的问题。
为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：
一种基于大数据的智能大棚，包括棚体，在所述棚体的左侧安装有信息处理室，且在所述棚体的下端安装有地暖夹层，所述地暖夹层的上方设置有分隔挡块，在所述分隔挡块与地暖夹层之间对称设置有两个密封橡胶板；
所述地暖夹层包括夹层主体、三通电磁阀以及若干个安装于夹层主体上表面的种植区域块，所述夹层主体内通过限位分隔块被分为储水室以及蒸汽发生室，所述种植区域块包括种植框架以及设置于种植框架内的矩形网格架，在所述矩形网格架上通过限位卡架安装有传感器集成束，所述限位分隔块的下表面安装有电阻加热块，所述储水室的侧壁通过软管与三通电磁阀的一端连接，在所述夹层主体的左端贯穿设置有导热承载架。
作为本发明的一种优选方案，所述导热承载架包括空心钢管架，在所述空心钢管架的侧壁与种植区域块对应位置处连接有摄像机和空气温湿度传感器，且在所述空心钢管架内设置有导水管，所述导水管靠近夹层主体的一端与三通电磁阀密封连接，在所述导水管的侧壁等间距设置有若干个喷头。
作为本发明的一种优选方案，所述所述密封橡胶板包括位于两相邻种植区域块之间的橡胶板体，在所述橡胶板体上开设有方形通过孔，且在所述橡胶板体的侧壁安装有密封方形通过孔的密封组件，所述密封组件包括固定罩，在所述固定罩内设置有一端连接转动电机的密封布筒，在所述橡胶板体的下端设置有对密封布筒限位的布筒限位罩。
作为本发明的一种优选方案，所述所述分隔挡块的上表面安装有提高棚体内氧气含量的通气风机，且在所述分隔挡块的下表面设置有导气筒，所述棚体的上端左侧外壁安装有避水罩。
作为本发明的一种优选方案，所述限位卡架为口字形结构，且在所述限位卡架的上表面安装有提拉凸台，所述种植框架的下端面设置有排水通槽。
作为本发明的一种优选方案，所述空心钢管架的侧壁开设有若干个导出蒸汽的透气孔。
作为本发明的一种优选方案，所述限位分隔块为工字型结构，且所述限位分隔块与夹层主体密封连接。
作为本发明的一种优选方案，所述信息处理室包括防护室，在所述防护室内安装有终端单片机控制器，在所述终端单片机控制器的下方滑动连接有农具放置盒。
一种基于大数据的智能大棚的使用方法，传感器集成束分别测量每个种植区域块内的土壤中的温度和湿度，且传感器集成束每25min采集一次土壤温湿度信息并将数据存储至EEPROM存储模块，同时通过CM3160P/EP无线模块使EEPROM存储模块与终端单片机控制器连接，并将土壤温湿度信息传输至终端单片机控制器，终端单片机控制器通过电信号指令控制电阻加热块和三通电磁阀工作，使得电阻加热块升温同时三通电磁阀每10min开启一次，将种植区域块内的土壤温度升高，并提高大棚内的温湿度，传感器集成束检测到土壤湿度较少时，终端单片机控制器通过电信号指令控制三通电磁阀工作，使得喷头喷出水给植物。
进一步的，空气温湿度传感器分别测量每个种植区域块所在区域空气中的温湿度，且空气温湿度传感器每25min采集一次空气温湿度信息并将数据存储至EEPROM存储模块，同时通过CM3160P/EP无线模块使EEPROM存储模块与终端单片机控制器连接，并将空气温湿度信息传输至终端单片机控制器，终端单片机控制器通过电信号指令控制通气风机工作，摄像机每3天采集一次植物的生长信息并通过通过CM3160P/EP无线模块传输至终端单片机控制器，终端单片机控制器通过图像处理控制芯片进行分类归纳，得到与往年植物生长的比对数据分析图。
本发明的实施方式具有如下优点：
(1)该设备设置有若干个种植区域块，同时种植区域块内还设置有传感器集成束，使用者在种植农作物后可以根据传感器集成束来实时监控每块种植区域块内的土壤温湿度，一旦检测到某块种植区域块内的土壤缺水时便可通过控制器打开对应的三通电磁阀进行自动补水，而不会全部区域一起浇，其能够针对性解决问题避免了部分农作物积水较多从而导致烂根的情况发生，同时种植区域块的地步还设置有排水通槽，若土壤吸水较多，其中多余的水会通过排水通槽直接排出，从而进一步的提高了防护性；
(2)该设备还设置有密封橡胶板，其将整个大棚分为多个区域，之后，一旦使用者需要种植环境差异较大的植物，其可直接放下密封布筒，便能在大棚中心位置的种植区域块内种植特殊的植物或实验样品，而不用在使用其他的大棚，其增大了设备的适用范围，同时大棚内还安装了摄像机，可以实时监测植物的生长状况，方便后续的信息对比以及实验的正常进行，并提醒使用者及时除草，其增大了设备的功能，同时密封组件操作简单方便，不会降低使用者的工作效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。
本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明的结构示意图；
图2为本发明图的左视局部剖视图；
图3为本发明图地暖夹层和导热承载架的主视局部剖视图；
图4为本发明图地暖夹层俯视局部剖视图；
图5为本发明图限位卡架结构示意图。
图中：
1-棚体；2-信息处理室；3-密封橡胶板；4-地暖夹层；5-导热承载架；6-种植区域块；
101-分隔挡块；102-导气筒；103-通气风机；104-避水罩；
201-终端单片机控制器；202-防护室；203-农具放置盒；
301-密封组件；302-方形通过孔；303-固定罩；304-密封布筒；305-布筒限位罩；306-橡胶板体；
401-夹层主体；402-限位分隔块；403-储水室；404-电阻加热块；405-三通电磁阀；406-软管；407-蒸汽发生室；
501-导水管；502-摄像机；503-喷头；504-空心钢管架；505-透气孔；506-空气温湿度传感器；
601-种植框架；602-传感器集成束；603-限位卡架；604-矩形网格架；605-提拉凸台；606-排水通槽。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例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。
如图1至图5所示，本发明提供了一种基于大数据的智能大棚，包括棚体1，在所述棚体1的左侧安装有信息处理室2，该信息处理室2内的终端单片机控制器201与摄像机502、三通电磁阀405和传感器集成束602上的存储模块处于同一无线局域网(WLAN)，使得传感器或摄像机502采集到信息时可以即时传输到终端单片机控制器201上进行分析处理，同时因所述信息处理室2包括防护室202，在所述防护室202内安装有终端单片机控制器201，在所述终端单片机控制器201的下方滑动连接有农具放置盒203，故当信息处理室2在被使用时，其即可处理数据信息也可放置农具，当使用者发现种植区域块6内有杂草时，其可直接取出农具进行除草操作，该农具放置盒203的存在是为了方便农具的放置整理，使得后续操作更简单方便，且在所述棚体1的下端安装有地暖夹层4，所述地暖夹层4的上方设置有分隔挡块101，在所述分隔挡块101与地暖夹层4之间对称设置有两个密封橡胶板3。
该大棚在使用时，使用者可以直接在地暖夹层4上表面的种植区域块6内种植植物，使得植物被单独的区分开，同时其较传统的大棚种植方式，可以更好控制植物的土壤温湿度，使得植物不会在特殊的环境下如高温或低温环境死亡，同时种植区域块6内设置了传感器集成束602，其能够针对性解决区域块缺水问题避免了部分农作物积水较多从而导致烂根的情况发生，当需要种植特殊的植物时，可以通过两个密封橡胶板3将棚体1分隔出单独的区间，之后，使用者可以在单独区间内的种植区域块6上种植植物，而不用在使用其他的大棚，其增大了设备的适用范围。
所述地暖夹层4包括夹层主体401、三通电磁阀405以及若干个安装于夹层主体401上表面的种植区域块6，该三通电磁阀405为市场上常见的阀门即可，其一端与软管406连接，另一端与导水管501连接，但其第三个出口不与外界管道连接，而这就使得三通电磁阀405即可使水进入导水管501也可使水进入蒸汽发生室407，所述夹层主体401内通过限位分隔块402被分为储水室403以及蒸汽发生室407，因所述限位分隔块402为工字型结构，且所述限位分隔块402与夹层主体401密封连接，故储水室403位于限位分隔块402的上端，而电阻加热块404位于限位分隔块402的下端。
同时储水室403内还安装了小型吸水泵，使得水的流动性更大，能充分散出热量同时还使得水可以正常洒出，当电阻加热块404升温时会先将热量传递给限位分隔块402，之后再通过限位分隔块402加热储水室403内的水，其加热速率较慢能够充分控制水温，避免了水温升高过快导致植物被烘烤死亡的情况发生，同时间接加热的水会逐渐升高土壤的温度，使得在极寒的天气下植物不会被冻死。
所述种植区域块6包括种植框架601以及设置于种植框架601内的矩形网格架604，该矩形网格架604将整个种植框架601划分为若干片小型种植块，使得每片小型种植块都只能种植定量的植物，从而避免了播撒种植不均衡的情况发生，且每片小型种植块内都设有传感器集成束602，使得整块种植区域块6内的土壤温湿度可以始终保持在一个平均值内，且因所述种植框架601的下端面设置有排水通槽606。
故当土壤吸水较多时，其中多余的水会通过排水通槽606直接排出，从而进一步的提高了防护性，使得植物根部不会积聚大量的水从而出现烂根的现象，在所述矩形网格架604上通过限位卡架603安装有传感器集成束602，该传感器集成束602由若干个温湿度传感器组成，其数量与划分的小型种植块数量相等，同时传感器集成束602通过数据线与外界的存储器连接，EEPROM存储模块设置于存储器内。
所述限位分隔块402的下表面安装有电阻加热块404，所述储水室403的侧壁通过软管406与三通电磁阀405的一端连接，在所述夹层主体401的左端贯穿设置有导热承载架5，该导热承载架5中的空心钢管架504由若干个L型结构的异形钢管和一根直钢管组成，同时若干个L型结构的异形钢管分别对应着每块种植区域块6，从而使得洒水或信息采集的位置更准确。
该地暖夹层4在使用时，使用者可以先通过限位卡架603将传感器集成束602安装于矩形网格架604内，因所述限位卡架603为口字形结构，且在所述限位卡架603的上表面安装有提拉凸台605，故当使用者安装传感器集成束602时直接将传感器嵌入限位卡架603的口内，然后再将限位卡架603滑动嵌入矩形网格架604上，同时一旦使用者需要检修设备，只用通过提拉凸台605取出即可，其操作方便快捷简单省力，当传感器集成束602安装好后，使用者可以在每片小型种植块种植定量的植物，当传感器集成束602检测到某块种植区域块6内的土壤温湿度较低时，此时电阻加热块404会升温，之后储水室403内的水会被逐渐加热从而使土壤的温度升高，同时三通电磁阀405开启，将水导入对应的导水管501内，之后再通过喷头503喷出，从而实现洒水操作，而一旦土壤温湿度较高，电阻加热块404关闭，同时通气风机103开启，将大棚内的热量带出，同时储水室403内吸水泵运作，使得土壤的温度扩散到水内。
所述导热承载架5包括空心钢管架504，在所述空心钢管架504的侧壁与种植区域块6对应位置处连接有摄像机502和空气温湿度传感器506，该摄像机502和空气温湿度传感器506均设置有若干个，使得植物的生长状况和空气的温湿度状况被实时监控，方便使用者及时调理，且在所述空心钢管架504内设置有导水管501，所述导水管501靠近夹层主体401的一端与三通电磁阀405密封连接，在所述导水管501的侧壁等间距设置有若干个喷头503，该喷头503位于种植区域块6的正上方，使水喷洒的更均匀。
该导热承载架5可作为整个大棚的支撑结构存在，同时其上的摄像机502和空气温湿度传感器506还可采集大棚内的信息，其使用时，摄像机502会每隔3天拍摄一次植物的生长状况，并将信息传递到终端单片机控制器201，同时，空气温湿度传感器506每25min采集一次空气温湿度信息并将数据传递到终端单片机控制器201进行分析处理，且因所述空心钢管架504的侧壁开设有若干个导出蒸汽的透气孔505，故当蒸汽发生室407发出蒸汽时，蒸汽会进入到空心钢管架504内，从而流通至大棚的各个区域，之后再通过透气孔505排出，从而使得大棚内的温湿度可以同时得到提升，其调节的效率较高，且不会对植物造成太大的影响。
所述密封橡胶板3包括位于两相邻种植区域块6之间的橡胶板体306，在所述橡胶板体306上开设有方形通过孔302，且在所述橡胶板体306的侧壁安装有密封方形通过孔302的密封组件301，所述密封组件301包括固定罩303，在所述固定罩303内设置有一端连接转动电机的密封布筒304，该密封布筒304由密封布卷成筒状，同时密封布筒304与橡胶板体306之间设置了凹凸骨，其密封的原理可参照自封袋，使得密封组件301的密封效率更高，在所述橡胶板体306的下端设置有对密封布筒304限位的布筒限位罩305。
该密封橡胶板3可以根据需求使用，在正常使用时密封组件301不工作，若使用者需要种植环境要求较大或植物实验样品时，其可直接开启转动电机使得密封布筒304工作，之后密封布筒304逐步下降并挡住方形通过孔302，直到密封布筒304嵌入布筒限位罩305为止。
所述分隔挡块101的上表面安装有提高棚体1内氧气含量的通气风机103，且在所述分隔挡块101的下表面设置有导气筒102，所述棚体1的上端左侧外壁安装有避水罩104，该分隔挡块101可将通气风机103所在区域分隔开，使得大棚内的热量不会迅速流失，避免了大棚内温度差异较大导致植物死亡的情况发生，一旦通气风机103开启，大棚内空气会通过导气筒102与外界环境流通，大棚的侧壁与通气风机103对应位置处设置了透气方孔，而避水罩104的存在是为了使外界雨水不会滴入透气方孔内。
一种基于大数据的智能大棚的使用方法，传感器集成束602分别测量每个种植区域块6内的土壤中的温度和湿度，且传感器集成束602每25min采集一次土壤温湿度信息并将数据存储至EEPROM存储模块，同时通过CM3160P/EP无线模块使EEPROM存储模块与终端单片机控制器连接，并将土壤温湿度信息传输至终端单片机控制器，终端单片机控制器通过电信号指令控制电阻加热块404和三通电磁阀405工作，使得电阻加热块404升温同时三通电磁阀405每10min开启一次，将种植区域块6内的土壤温度升高，并提高大棚内的温湿度，同时电阻加热块404会接触三通电磁阀405导入的水，从而产生蒸汽，之后再通过空心钢管架504导入设备的各个区域，该储水室403内设置了吸水泵，三通电磁阀405必须配合吸水泵才可以实现水的导出，而这就使得三通电磁阀405在循环开启时储水室403内的水不会一直流出，只有当传感器集成束602或空气温湿度传感器506检测到异样时吸水泵才会打开，传感器集成束602检测到土壤湿度较少时，终端单片机控制器通过电信号指令控制三通电磁阀405工作，使得喷头503喷出水给植物。
一种基于大数据的智能大棚的使用方法，空气温湿度传感器506分别测量每个种植区域块6所在区域空气中的温湿度，且空气温湿度传感器506每25min采集一次空气温湿度信息并将数据存储至EEPROM存储模块，同时通过CM3160P/EP无线模块使EEPROM存储模块与终端单片机控制器连接，并将空气温湿度信息传输至终端单片机控制器，终端单片机控制器通过电信号指令控制通气风机103工作，摄像机502每3天采集一次植物的生长信息并通过通过CM3160P/EP无线模块传输至终端单片机控制器，终端单片机控制器通过图像处理控制芯片进行分类归纳，得到与往年植物生长的比对数据分析图。
虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。
