一种用于农作物增产的集成式环境检测装置及方法与流程

本发明涉及农作物环境检测，更具体地说，本发明涉及一种用于农作物增产的集成式环境检测装置及方法。

背景技术：

1、随着农业的发展，农作物增产对于环境的要求也越来越高，不仅仅要监测气候对农作物的影响，还利用现代智能技术对农作物生长状态进行监测。而集成式的农作物环境检测装置，主要检测风力、雨量以及土壤湿度，从而合理干预促进农作物增产。

2、而水是作物一切生命活动的介质，与作物的生长发育和产量形成密切相关。需水量也称耗水量，是指作物在一生中根系土壤蒸发和作物叶面蒸腾所消耗的水分总量。作物不同生育时期，因根系大小、田间覆盖状况、叶面蒸腾和株间蒸发量的变化等，对水分的需求也不同，因此，如何准确地检测作物生长的土壤湿度就尤为重要。

3、申请号为cn202310834654.3的中国发明专利就公开了一种土壤分层墒情检测装置，包括检测棒，检测棒上设置有若干监测模组，监测模组连接至处理模块，处理模块上连接有电池，检测棒为伸缩杆，监测模组均匀布置于伸缩杆上，监测模组包括导电率传感器、加热装置以及温度传感器，温度传感器用于监测环境的升温速率，导电率传感器用于检测土壤导电率，处理模块用于获取升温速率以及土壤导电率，并通过筛选有效的升温速率，并通过升温速率-土壤湿度对应表计算得出土壤墒情。该专利主要利用土壤的升温速率和土壤湿度的对应关系，能够计算得出土壤的湿度，导电率传感器检测的土壤导电率能够作为辅助数据，辅助判断土壤湿度的有效性，从而提高对土壤每一层深度的墒情数据的检测精度，然而并不能根据作物实际生长情况，对根系实际所在深度的土壤湿度进行精准检测。

4、申请号为cn202310057675.9的中国发明专利公开了一种农业用土壤湿度自动检测设备，包括支撑柱、固定板、插入机构、划域型深度打通机构和分层型自定位湿度检测机构，所述固定板设于支撑柱底壁，所述插入机构设于支撑柱靠近固定板的一端，所述划域型深度打通机构设于支撑柱上，所述划域型深度打通机构包括区域拦护机构、分割扩展机构和深度钻入机构，所述区域拦护机构设于支撑柱侧壁，所述分割扩展机构设于支撑柱靠近插入机构的一端。该专利提供了一种能够对不同深度土层进行环境改变式湿度检测，且能够避免检测时土壤内部水分流失的农业用土壤湿度自动检测设备，但是这种长期的土壤检测很容易导致传感器腐蚀，需要定期更换土壤传感器。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种用于农作物增产的集成式环境检测装置及方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于农作物增产的集成式环境检测装置，包括底座，所述底座的顶部固定连接有支撑柱，所述底座通过锚杆固定于土壤表面，所述底座的底部设置有土壤检测机构；

3、所述土壤检测机构包括检测基桩，所述检测基桩的顶部与底座的底部固定连接，所述检测基桩内部开设有容纳腔，所述容纳腔的顶部固定有电机，所述电机的输出轴固定连接有转杆，所述转杆的外表面从上至下依次等距固定连接有若干锥形限位套，每个所述锥形限位套的内壁均开设有螺旋限位槽，所述检测基桩从下往上依次等距开设有若干第一滑槽，每个所述第一滑槽均为向下倾斜状态设置，且每个所述第一滑槽的内部均滑动连接有钻地杆，所述钻地杆的顶部固定有限位杆，所述限位杆的顶部限位在螺旋限位槽内并能够沿所述螺旋限位槽的螺旋线滑动。

4、优选的，所述钻地杆底部呈锥形设置，且所述钻地杆的内部设置有第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与第二腔室之间固定有隔离板，所述隔离板上开设有连通第一腔室与第二腔室的第二滑槽，所述钻地杆的底部开设有两个贯通所述第二腔室的第三滑槽。

5、优选的，所述第一腔室的内壁密封滑动连接有第一活塞，所述第一活塞的底部固定连接有土壤湿度传感器，所述土壤湿度传感器的上部与第三滑槽滑动连接，所述土壤湿度传感器的两个探针分别与两个第三滑槽滑动连接。

6、优选的，所述钻地杆的内部在第二腔室的下方径向对称开设有与两个第三滑槽相连通的两个第四滑槽，所述第四滑槽内壁固定连接有隔板，所述第四滑槽的内壁密封滑动连接有第二活塞，所述第二活塞位于隔板的内侧，所述第二活塞靠近所述隔板的一侧固定连接有活塞杆，所述活塞杆贯穿隔板的另一端固定连接有用于封堵所述第三滑槽的封堵块，所述封堵块滑动连接在第四滑槽内，所述活塞杆与隔板密封滑动连接。

7、优选的，两个所述第四滑槽的内壁在靠近两个所述隔板的内侧均开设有用于驱动所述第二活塞往复移动的第二进气孔，两个所述第二进气孔均与第二腔室连通。

8、优选的，所述钻地杆上设置有通气孔，所述通气孔外部连接气泵，所述通气孔的底部连通所述第一腔室。

9、优选的，两个所述第四滑槽的内的对接处均开设有用于所述第二活塞往复移动换气的排气孔，两个所述排气孔均与第二腔室连通。

10、优选的，其特征在于：四个所述第一滑槽与底座向外延伸的四角呈交错设置。

11、优选的，所述支撑柱的上方设置有太阳能光伏板、报警器、照明灯、风速传感器、风向传感器、雨量传感器及摄像头，所述支撑柱上还设置有控制柜，所述控制柜与气泵、太阳能光伏板、报警器、照明灯、风速传感器、风向传感器、雨量传感器及摄像头电性连接。

12、一种用于农作物增产的集成式环境检测方法，包括以下步骤：

13、s1、所述控制柜内的控制器采集风速传感器、风向传感器、雨量传感器的气候信息及摄像头的图像信息，并传输至移动终端实时显示；

14、s2、根据作物图像信息，判断作物生长状态，并根据每种作物标准根系生长状态，所述控制柜控制电机转动时间以响应根系的生长状态；

15、s3、所述电机转动，带动锥形限位套，使每个所述钻地杆模拟作物根系斜向下伸展；

16、s4、所述控制柜控制气泵每日早、中、晚三个时间段向通气孔内吹气，使土壤湿度传感器的两个探针从两个第三滑槽滑出，并进入土壤中对土壤湿度进行检测，并将检测信息反馈至控制器内由移动终端显示；

17、s5、土壤湿度检测完后，所述气泵对通气孔进行抽气，使所述土壤湿度传感器的两个探针回收至第三滑槽内，同时，封堵块滑出对第三滑槽底部进行封堵。

18、本发明的技术效果和优点：

19、1、本发明通过控制电机转动，使各个钻地杆模拟作物根系斜向下伸展，在钻地杆的末端设置土壤湿度传感器就能够作物根系生长情况，探测不同深度、不同范围的土壤湿度，从而准确判断农作物根系所在各土壤层的湿度情况，便于准确分析判断农作物根系的水分情况，同时，避免土壤湿度传感器长期处于固定点位，导致检测的数据不准；

20、2、本发明通过控制气泵向通气孔内吹气，第一活塞向下移动，进而使得第一腔室内的空气压缩，气体通过第二滑槽及第二腔室排进第二进气孔内，使得第二活塞与隔板之间的压强增大，进一步使得第二活塞向内侧滑动，挤压气体从排气孔排出，带动封堵块内收进第四滑槽，防止封堵块阻挡探针从第三滑槽中伸出，而当土壤湿度传感器检测完成后，气泵向通气孔内抽气，在负压作用下，第一活塞向上移动，同时，对第二腔室及第二进气孔实现抽气作用，在探针收至第三滑槽内的高度大于封堵块位置时，第二活塞在第二进气孔的负压作用下，带动封堵块对第三滑槽底部进行封堵，防止土壤和水分进入第三滑槽内对土壤湿度传感器造成腐蚀，每次检测后的探针在第三滑槽的作用下也能够有效刮除表面粘黏的土壤和水分，进一步防止腐蚀。