本發(fā)明屬于農(nóng)業(yè)種植相關(guān)，具體而言，涉及一種雜糧種植用大范圍土壤檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、隨著科技的不斷發(fā)展，進(jìn)一步促進(jìn)了農(nóng)業(yè)科技水平的不斷提高，在現(xiàn)在的農(nóng)業(yè)種植過程中，土壤檢測是一種新型的技術(shù)手段，現(xiàn)有通用的土壤檢測系統(tǒng)主要包括土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)四情檢測設(shè)備系統(tǒng)，這些系統(tǒng)能夠提供全面的土壤環(huán)境信息，幫助農(nóng)民科學(xué)決策，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。

2、其中土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)是一種集數(shù)據(jù)采集、傳輸、處理與分析于一體的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，它通過布設(shè)在田間不同深度的土壤傳感器，實(shí)時監(jiān)測土壤水分、溫度、電導(dǎo)率、ph值等關(guān)鍵參數(shù)，并提供灌溉計劃、作物管理建議等決策支持，這些數(shù)據(jù)幫助農(nóng)民和研究人員制定科學(xué)的種植計劃，避免極端天氣影響，監(jiān)測作物健康狀況，確定最佳收獲時間，保證作物質(zhì)量和產(chǎn)量。

3、從功能和效果來講，固定點(diǎn)位式的土壤傳感器只能檢測固定位置處的土壤檢測數(shù)據(jù)，在進(jìn)行大范圍土壤檢測時，需要多點(diǎn)位設(shè)置批量的固定探針，且由于信息傳輸距離的限制，可檢測的土壤范圍受限，也需要人工重復(fù)移動檢測點(diǎn)，對操作人員的專業(yè)要求較高，實(shí)現(xiàn)大范圍土壤檢測困難。

4、為解決上述現(xiàn)有方案的不足，需要提供便于移動，更加智能化的土壤檢測設(shè)備，實(shí)現(xiàn)不同地點(diǎn)的快速檢測，同時與其他環(huán)境因素進(jìn)行融合采集，以提供更全面、準(zhǔn)確的檢測信息，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)提供更有利的支持。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提出了一種新的雜糧種植用大范圍土壤檢測系統(tǒng)，提供一種能夠以土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過結(jié)合移動基座進(jìn)行大范圍土壤實(shí)時檢測，以便對大范圍土壤環(huán)境進(jìn)行靈活、準(zhǔn)確的檢測，降低了人力的投入，且安裝結(jié)構(gòu)簡單，自動程度較高，使用方便。

2、有鑒于此，本發(fā)明提出了一種新的雜糧種植用大范圍土壤檢測系統(tǒng)，包括監(jiān)控終端和至少一組設(shè)置有移動基座的探測機(jī)構(gòu)，所述監(jiān)控終端的內(nèi)部設(shè)置有土壤墑情監(jiān)測系統(tǒng)，每組所述探測機(jī)構(gòu)均包括一號驅(qū)動電機(jī)、升降座、探針組件、衛(wèi)星定位器和圖像采集器，所述探針組件通過升降桿設(shè)置在所述升降座上，所述一號驅(qū)動電機(jī)的輸出軸傳動連接于所述升降座；所述監(jiān)控終端通過所述無線傳輸器連接于每組所述探測機(jī)構(gòu)，用于獲取多區(qū)域土壤墑情數(shù)據(jù)；

3、所述移動基座包括殼體、機(jī)架和對稱設(shè)置的驅(qū)動輪，所述殼體罩設(shè)在所述機(jī)架上，所述機(jī)架上設(shè)置有蓄電池、無線傳輸器、控制器和所述探測機(jī)構(gòu)，所述蓄電池連接于所述一號驅(qū)動電機(jī)、所述探測機(jī)構(gòu)、所述無線傳輸器和每組所述驅(qū)動輪，其中蓄電池能夠?yàn)楦鱾€設(shè)備提供電力供給，在實(shí)際設(shè)置過程中，在殼體的外部鋪設(shè)太陽能電池板連接于蓄電池，用于延長蓄電池的可工作時長。

4、在上述技術(shù)方案中，為了輔助移動基座按照設(shè)定路線行走，在安裝板上設(shè)置轉(zhuǎn)動云臺，轉(zhuǎn)動云臺上設(shè)置有攝像頭、激光雷達(dá)和超聲傳感器，攝像頭、激光雷達(dá)和超聲傳感器均連接于控制器，其中激光雷達(dá)實(shí)時發(fā)射激光并接收反射信號，來創(chuàng)建周圍環(huán)境的三維地圖，攝像頭捕捉現(xiàn)場圖像，并使用計算機(jī)視覺技術(shù)進(jìn)行分析，在超聲傳感器對短距離障礙物的測量的輔助下，結(jié)合衛(wèi)星定位器傳輸?shù)哪康牡匦盘?，輔助移動基座穩(wěn)定、準(zhǔn)確的移動至控制器接收到的目的地。

5、而且，上述結(jié)構(gòu)中，在機(jī)架上設(shè)置由一號驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動的升降座，端部設(shè)置有探針組件的升降桿插設(shè)在升降座內(nèi)，實(shí)現(xiàn)自動控制探針組件插入和退出土壤表層的目的，其中，探針組件由多級電極探針和多級溫度探針組成，多級電極探針通過對不同深度的電機(jī)進(jìn)行絕緣嵌套實(shí)現(xiàn)墑情探測，即能夠測量不同深度的土壤濕度，從而提供更全面的土壤濕度數(shù)據(jù)；多級溫度探針用于測量土壤溫度，彌補(bǔ)墑情數(shù)據(jù)的溫度缺失，提高數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，且多級電極探針和多級溫度探針均通過線路連通于控制器，用于傳輸數(shù)據(jù)，控制器內(nèi)的數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和數(shù)據(jù)分析模塊，負(fù)責(zé)收集和處理土壤濕度和溫度數(shù)據(jù)，并通過無線傳輸器與控制終端的服務(wù)器進(jìn)行信息交互。

6、優(yōu)選地，雜糧種植用大范圍土壤檢測系統(tǒng)還包括至少一組設(shè)置有中繼器的二級監(jiān)控端，每組所述探測機(jī)構(gòu)通過任一組所述二級監(jiān)控端通信連接于所述監(jiān)控終端。

7、在上述技術(shù)方案中，每組二級監(jiān)控端用于無線連接與設(shè)定范圍內(nèi)的探測機(jī)構(gòu)，多組二級監(jiān)控端呈網(wǎng)格狀覆蓋多范圍的土壤面積，通過網(wǎng)關(guān)與最高級的控制終端的服務(wù)器進(jìn)行信息交互。

8、優(yōu)選地，所述一號驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸通過傳動帶聯(lián)動于所述升降座的輸入轉(zhuǎn)軸，所述升降座的內(nèi)部設(shè)置有相互咬合的星輪和豎向螺桿，所述星輪同步轉(zhuǎn)動式設(shè)置在所述輸入轉(zhuǎn)軸上，所述豎向螺桿的中部設(shè)置有貫穿孔，所述貫穿孔的內(nèi)側(cè)壁設(shè)置有內(nèi)螺紋，所述升降桿遠(yuǎn)離所述探針組件的端部插設(shè)在所述貫穿孔內(nèi)，所述升降桿的外側(cè)壁上設(shè)置有咬合于所述內(nèi)螺紋的外螺紋。

9、在上述技術(shù)方案中，一號驅(qū)動電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)軸和升降座的輸入轉(zhuǎn)軸通過傳動帶實(shí)現(xiàn)同步驅(qū)動，然后升降座的輸入轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動帶動星輪轉(zhuǎn)動，由于星輪傳動咬合于豎向螺桿，以此通過星輪帶動豎向螺桿轉(zhuǎn)動，由于豎向螺桿的貫穿孔內(nèi)壁的內(nèi)螺紋咬合傳動于升降桿，以此帶動升降桿轉(zhuǎn)動升降，為了避免升降桿的轉(zhuǎn)動影響探針組件的垂直插入和退出，探針組件與升降桿的連接端設(shè)置有軸承；上述結(jié)構(gòu)中，有效達(dá)到了通過一號驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動探針組件的插入土壤和退出土壤的目的。

10、優(yōu)選地，所述升降座的中部設(shè)置有豎向通道連通于所述貫穿孔的上開口和下開口，所述豎向螺桿的頂部通過轉(zhuǎn)軸架設(shè)在所述上開口內(nèi)，所述豎向螺桿的底部通過轉(zhuǎn)軸架設(shè)在所述下開口內(nèi)，所述上開口的頂部向上延伸設(shè)置有導(dǎo)向管。

11、優(yōu)選地，所述殼體的頂部設(shè)置有一號導(dǎo)向孔，所述導(dǎo)向孔的上方設(shè)置有輔助架，所述輔助架的頂部設(shè)置有二號導(dǎo)向孔，所述升降桿由上至下依次插設(shè)在所述二號導(dǎo)向孔、所述一號導(dǎo)向孔內(nèi)，所述一號導(dǎo)向孔、二號導(dǎo)向孔的內(nèi)側(cè)壁均設(shè)置有咬合所述外螺紋的所述內(nèi)螺紋。

12、在上述技術(shù)方案中，導(dǎo)向管和輔助架用于輔助升降桿的穩(wěn)定上升和下降。

13、優(yōu)選地，所述機(jī)架包括安裝板和安裝架，所述安裝板上設(shè)置有所述蓄電池、所述無線傳輸器、所述控制器、所述一號驅(qū)動電機(jī)和所述升降座，所述安裝架設(shè)置在所述安裝板的一端，所述安裝架的中部設(shè)置有采集窗，所述圖像采集器架設(shè)在所述安裝架上，所述圖像采集器的采集頭懸設(shè)在所述采集窗的上方。

14、在上述技術(shù)方案中，在機(jī)架的安裝架上設(shè)置圖像采集器，該圖像采集器連接于控制器，能夠?qū)崟r拍攝插針區(qū)域內(nèi)的土壤圖像，結(jié)合計算機(jī)圖像識別和數(shù)據(jù)傳導(dǎo)，通過圖像識別和分析，得出土壤的濕度，另外拍攝的圖像分析也用于分析待插針區(qū)域的土壤是否存在異物，以有效保障探針組件的正常插入。

15、優(yōu)選地，任一組所述驅(qū)動輪均包括支撐架、行走輪本體和二號驅(qū)動電機(jī)，所述支撐架的一端設(shè)置有所述行走輪本體，所述支撐架的另一端設(shè)置在所述機(jī)架上，所述二號驅(qū)動電機(jī)設(shè)置在所述支撐架上。

16、優(yōu)選地，所述支撐架包括端部安裝關(guān)節(jié)、緩沖節(jié)、刮泥組件和插入關(guān)節(jié)，所述緩沖節(jié)包括伸縮桿和壓縮彈簧，所述壓縮彈簧套設(shè)在所述伸縮桿的外部，所述緩沖節(jié)的一端設(shè)置有所述端部安裝關(guān)節(jié)，所述緩沖節(jié)的底部貫穿所述刮泥組件設(shè)置有所述插入關(guān)節(jié)，所述插入關(guān)節(jié)的底部設(shè)置有軸承，所述軸承套設(shè)在中心軸上，所述中心軸的兩端設(shè)置有所述行走輪本體。

17、在上述技術(shù)方案中，緩沖節(jié)能夠在行走輪本體行走過程中提供彈性緩沖，降低移動基座行走過程中的振動，刮泥組件能夠有效去除粘粘在行走輪本體上的泥土，保障驅(qū)動輪的正常運(yùn)行。

18、優(yōu)選地，所述行走輪本體包括兩組傾斜側(cè)板，兩組所述傾斜側(cè)板分別架設(shè)在所述中心軸的兩側(cè)，所述刮泥組件的內(nèi)側(cè)設(shè)置有安裝連桿，所述二號驅(qū)動電機(jī)架設(shè)在所述安裝連桿上，所述二號驅(qū)動電機(jī)的輸出端傳動式連接有傳動齒輪，所述傳動齒輪同軸設(shè)置在所述中心軸的外端部。

19、在上述技術(shù)方案中，兩組傾斜側(cè)板設(shè)置在中心軸的兩端，使得行走輪本體組成開溝輪結(jié)構(gòu)，便于移動基座在野外行走，適用于農(nóng)作物較多的不同地形的移動。

20、優(yōu)選地，所述刮泥組件包括弧形刮板和兩組側(cè)刮板，所述弧形刮板罩設(shè)在所述行走輪本體的頂部，兩組所述側(cè)刮板分別架設(shè)在所述行走輪本體的兩側(cè)。

21、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：

22、（1）、采用移動基座承載探測機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)動態(tài)獲取多點(diǎn)位的大范圍土壤狀況，不受地域和人力分配的條件影響，探測范圍廣，單個探測機(jī)構(gòu)能夠在以二級監(jiān)控端或監(jiān)控終端為中心、半徑為10公里以上的圓形區(qū)域內(nèi)進(jìn)行點(diǎn)位數(shù)據(jù)采集和傳輸；

23、（2）、根據(jù)實(shí)際探測需求，能夠靈活設(shè)置設(shè)定的探測點(diǎn)位，遠(yuǎn)程調(diào)控探測機(jī)構(gòu)的移動路線和探測點(diǎn)，提高了操作的便利性和智能型；

24、（3）、整體結(jié)構(gòu)簡單合理，且行駛穩(wěn)定，對地形和測量范圍要求條件少，方便使用的同時也便于召回維修；

25、（4）、結(jié)合探針組件和圖像采集器，可對探測點(diǎn)的土壤墑情數(shù)據(jù)進(jìn)行更準(zhǔn)確的采集，構(gòu)成一個穩(wěn)健的智能檢測系統(tǒng)，以幫助種植者提高種植效益；

26、（5）、能夠?qū)崿F(xiàn)全天候24小時自動化監(jiān)控的同時，可以自動靈活更改檢測點(diǎn)，減少了人員工作量。