CN115236768B - 移动式农业智能小型气象站 - Google Patents
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Abstract
本发明属于气象监测技术领域,具体公开了一种移动式农业智能小型气象站,包括移动组件,在移动组件的上部设置有控制箱,控制箱顶部设置有立柱,立柱的顶部设置有容纳盒,容纳盒内部设置有气缸,气缸的推杆上固定设置有一柔性网组件,容纳盒顶部中心位置开设有定位槽口,气缸推动推杆向上运动时,推杆或柔性网组件沿定位槽口延伸至容纳盒外部;容纳盒内部至少设置有一定量槽,定量槽内具有液位计,以及在定量槽底部设置有多个传感点位;柔性网组件内部设置有均匀排列的压力传感器,设置压力传感器的柔性网组件预定位置设置有识别码。本发明可根据压力信号以及压力信号的时序测量冰雹的密度和大小,提高测量精度。
Description
技术领域
本发明属于气象监测技术领域,特别涉及一种移动式农业智能小型气象站。
背景技术
天气因素一直以来制约着农业的发展,越来越多的气象站类产品收到青睐,也因此涌现出了大量的小型便携式气象站,可实现基本的气象监测。但是一些地区夏季或者春夏交替时节经常会下冰雹,由于冰雹具有突发性强、破坏性大的特点,因此需要对冰雹的密度、大小以及破坏性进行监测。现有技术中通过冰雹砸落在冰雹板上的印记来判断冰雹的粒径和密度,测量精度低,并且冰雹板体积较大,无法与便携式气象站结合使用。
因此,提供一种新的移动式农业智能小型气象站是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中无法通过便携式气象站监测冰雹的缺陷,提供移动式农业智能小型气象站。
本发明提供了移动式农业智能小型气象站,包括移动组件,在移动组件的上部设置有控制箱,所述控制箱顶部设置有立柱,所述立柱的顶部设置有容纳盒,所述容纳盒内部设置有气缸,所述气缸的推杆上固定设置有一柔性网组件,所述容纳盒顶部中心位置开设有定位槽口,气缸推动推杆向上运动时,推杆或柔性网组件沿所述定位槽口延伸至所述容纳盒外部;
所述容纳盒内部至少设置有一定量槽,所述定量槽内具有液位计,以及在定量槽底部设置有多个传感点位;
所述柔性网组件内部设置有均匀排列的压力传感器,设置所述压力传感器的柔性网组件预定位置设置有识别码;
所述控制箱将与所述传感点位有关的数据发送到所述控制箱预设的神经网络模型输出第一指令,或将与所述压力传感器和识别码有关的数据发送到所述控制箱预设的神经网络模型输出第二指令。
进一步的方案为,所述柔性网组件包括多个支撑钢丝,在支撑钢丝上设置有防雨布,所述防雨布为复合结构,所述压力传感器位于所述复合结构内部;
所述支撑钢丝的底部沿所述推杆的上表面呈圆形布设,且所述支撑钢丝的底部与推杆上表面通过铰接件铰接,以及在每一支撑钢丝与推杆上表面铰接处设置有限位器,所述限位器底部与所述推杆顶部固定连接;
推杆位于初始位置时,柔性网组件位于容纳盒的内部,且柔性网组件的上部被定位在所述定位槽口处。
进一步的方案为,所述限位器远离所述推杆轴线的一侧开设有限位槽,所述铰接件位于所述限位槽内部且与所述推杆上表面固定连接。
进一步的方案为,所述移动组件包括基座,在基座的底部设置有基板,基板的下部设置有轮组;
所述基座顶部设置有定位板,所述定位板与所述控制箱固定连接。
进一步的方案为,所述基座一侧设置有固定板,所述固定板底部设置有电动伸缩部,所述电动伸缩部的移动端设置有检测探头;
所述电动伸缩部的最大伸长量大于所述基座到地面的高度。
进一步的方案为,所述控制箱内部设置有供电部以及与所述供电部电性连接的采集模块、处理模块和控制模块;
所述采集模块的输入端分别与所述传感点位、压力传感器、识别码信号连接,用于采集所述传感点位、压力传感器、识别码的数据;
所述处理模块的输入端与所述采集模块的输出端连接,用于对所述数据进行处理;
所述控制模块的输入端与所述处理模块的输出端连接,控制模块的输出端与所述气缸信号连接;用于接收所述处理模块的处理结果,并根据所述处理结构控制气缸或确定冰雹的破坏性。
进一步的方案为,所述立柱的一侧设置有风速感应器,立柱另一侧设置有风力感应器。
进一步的方案为,所述立柱上还设置有大气压力传感器。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明结构紧凑,在无冰雹时,柔性网组件收纳在容纳盒内,便于移动,在气象监测过程中,对于突发的冰雹天气,控制模块可控制气缸自动打开柔性网组件,并通过柔性网组件内设置的压力传感器和识别码获取压力信号以及压力信号的时序,将压力信号和时序输入到神经网络模型,可准确快速的得到冰雹的密度、大小以及破坏性。
附图说明
以下附图仅对本发明作示意性的说明和解释,并不用于限定本发明的范围,其中:
图1:本发明结构示意图;
图2:本发明另一使用场景结构示意图;
图3:推杆俯视示意图;
图4:限位器结构示意图;
图中:1、轮组;2、基板;3、基座;4、定位板;5、控制箱;6、立柱;7、大气压力传感器;8、风速感应器;9、风力感应器;10、容纳盒;11、气缸;12、推杆;13、定位槽口;14、支撑钢丝;15、防雨布;16、铰接件;17、限位器;18、限位槽;19、固定板;20、电动伸缩杆;21、检测探头;22、定量槽。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案、设计方法及优点更加清楚明了,以下结合附图通过具体实施例对本发明进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明,并不用于限定本发明。
如图1和图2所示,本发明提供了移动式农业智能小型气象站,包括基座3,在基座3的底部设置有基板2,基板2的下部设置有轮组1;该基座3顶部设置有定位板4,定位板4上部设置有控制箱5,所述控制箱5顶部设置有立柱6,所述立柱6的顶部设置有容纳盒10,所述容纳盒10内部设置有气缸11,所述气缸11的推杆12上固定设置有一柔性网组件,所述容纳盒10顶部中心位置开设有定位槽口13,气缸11推动推杆12向上运动时,推杆12或柔性网组件沿所述定位槽口13延伸至所述容纳盒10外部;
所述容纳盒10内部设置有一定量槽22,所述定量槽22内具有液位计,以及在定量槽22底部设置有多个传感点位;在雨天,可根据液位计测出定量槽22内的积水量,进而推算出该时间段内的降水量。
所述柔性网组件内部设置有均匀排列的压力传感器,设置所述压力传感器的柔性网组件预定位置设置有识别码;
所述控制箱5将与所述传感点位有关的数据发送到所述控制箱5预设的神经网络模型输出第一指令,或将与所述压力传感器和识别码有关的数据发送到所述控制箱5预设的神经网络模型输出第二指令。
在上述中,控制箱5内部设置有供电部以及与所述供电部电性连接的采集模块、处理模块和控制模块;
所述采集模块的输入端分别与所述传感点位、压力传感器、识别码信号连接,用于采集所述传感点位、压力传感器、识别码的数据;
所述处理模块的输入端与所述采集模块的输出端连接,用于对所述数据进行处理;
所述控制模块的输入端与所述处理模块的输出端连接,控制模块的输出端与所述气缸11信号连接;用于接收所述处理模块的处理结果,并根据所述处理结构控制气缸11或确定冰雹的破坏性。
具体的,传感点位、压力传感器、识别码的数据用于为预设的神经网络模型提供机器学习的训练样本,获取训练样本之后,先对训练样本的数据进行标准化处理。将标准化的数据多次输入到神经网络模型中学习,比如,将传感点位的压力信号输入到神经网络模型中,获得适用于第一指令触发的阈值。比如,雨滴在下落过程中,受到空气阻力以及空气的粘性,最终落地的速度大约为10m/s,推算出雨滴落地的压强大约为0.15Pa。由于每个雨滴的粒径存在差异,因此,下降的速度也会不同,导致最终的落地压强存在差异,经过大量的训练之后,神经网络模型具备判断雨滴压强的能力,且具有雨滴落地的压强阈值,由于冰雹落地的压强远远大于雨滴落地的压强,当输入神经网络模型的传感点位参数时,神经网络模型将该参数与压强阈值比较,当传感点位参数对应的压强远大于压强阈值时,神经网络模型获得下冰雹的信号,此时,输出第一指令,即,控制气缸11带动推杆12打开柔性网组件。
再比如,压力传感器将压力信号输入到神经网络模型,进行大量的机器学习,输出冰雹砸落在防雨布上的压力值,由于冰雹下落的速度可以保持在一定区间内,因此,也就可以根据速度区间计算出冰雹的粒径大小,由于压力传感器的位置和识别码的位置对应,在获取压力信号的同时,可以获取该压力信号的时序信号,通过该时序信号可计算出冰雹下落的密度,在模型经过大量训练之后,可根据压力信号以及压力信号的时序输出第二指令,即:冰雹的密度和大小。
在上述中,所述柔性网组件包括多个支撑钢丝14,在支撑钢丝14上设置有防雨布15,所述防雨布15为复合结构,所述压力传感器位于所述复合结构内部;
如图3所示,支撑钢丝14的底部沿所述推杆12的上表面呈圆形布设,且所述支撑钢丝14的底部与推杆12上表面通过铰接件16铰接,以及在每一支撑钢丝14与推杆12上表面铰接处设置有限位器17,所述限位器17底部与所述推杆12顶部固定连接;
推杆12位于初始位置时,柔性网组件位于容纳盒10的内部,且柔性网组件的上部被定位在所述定位槽口13处。
在上述中,所述限位器17远离所述推杆12轴线的一侧开设有限位槽18,所述铰接件16位于所述限位槽18内部且与所述推杆12上表面固定连接。为了更好的打开防雨布15,限位器17的高度与支撑钢丝14的高度相同。在防雨布15打开的过程中,推杆12逐渐上升,限位器17和支撑钢丝14的顶端伸出至定位槽口13外部,高出部分的支撑钢丝14没有定位槽口13的约束,受重力作用向下运动,当限位器17和支撑钢丝14完全伸出定位槽口13口,防雨布15打开,由于支撑钢丝14底部与所述推杆12铰接,因此,防雨布15的最大张开形式为平面形式,不会出现防雨布15和推杆12负角度的情形。
为了获得更全面的气象数据,在基座3一侧设置有固定板19,所述固定板19底部设置有电动伸缩部20,所述电动伸缩部20的移动端设置有检测探头21;所述电动伸缩部20的最大伸长量大于所述基座3到地面的高度。检测探头21可以是地表温度探头或土壤湿度探头。立柱6的一侧设置有风速感应器8和大气压力传感器7,立柱6另一侧设置有风力感应器9。
以上已经描述了本发明的各实施例,上述说明是示例性的,并非穷尽性的,并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下,对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择,旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进,或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。
Claims (7)
1.移动式农业智能小型气象站,其特征在于,包括:
移动组件,在移动组件的上部设置有控制箱(5),所述控制箱(5)顶部设置有立柱(6),所述立柱(6)的顶部设置有容纳盒(10),所述容纳盒(10)内部设置有气缸(11),所述气缸(11)的推杆(12)上固定设置有一柔性网组件,所述容纳盒(10)顶部中心位置开设有定位槽口(13),气缸(11)推动推杆(12)向上运动时,推杆(12)或柔性网组件沿所述定位槽口(13)延伸至所述容纳盒(10)外部;
所述容纳盒(10)内部至少设置有一定量槽(22),所述定量槽内具有液位计,以及在定量槽(22)底部设置有多个传感点位;
所述柔性网组件内部设置有均匀排列的压力传感器,设置所述压力传感器的柔性网组件预定位置设置有识别码;
所述控制箱(5)将与所述传感点位有关的数据发送到所述控制箱(5)预设的神经网络模型输出第一指令,经网络模型输出第一指令,即,控制气缸(11)带动推杆(12)打开柔性网组件,或将与所述压力传感器和识别码有关的数据发送到所述控制箱(5)预设的神经网络模型输出第二指令,即:冰雹的密度和大小;所述压力传感器和识别码有关的数据为压力信号的时序信号,通过所述压力信号和时序信号计算出冰雹下落的密度;
所述柔性网组件包括多个支撑钢丝(14),在支撑钢丝(14)上设置有防雨布(15),所述防雨布(15)为复合结构,所述压力传感器位于所述复合结构内部;
所述支撑钢丝(14)的底部沿所述推杆(12)的上表面呈圆形布设,且所述支撑钢丝(14)的底部与推杆(12)上表面通过铰接件(16)铰接,以及在每一支撑钢丝(14)与推杆(12)上表面铰接处设置有限位器(17),所述限位器(17)底部与所述推杆(12)顶部固定连接;
推杆(12)位于初始位置时,柔性网组件位于容纳盒(10)的内部,且柔性网组件的上部被定位在所述定位槽口(13)处。
2.根据权利要求1所述的移动式农业智能小型气象站,其特征在于,所述限位器(17)远离所述推杆(12)轴线的一侧开设有限位槽(18),所述铰接件(16)位于所述限位槽(18)内部且与所述推杆(12)上表面固定连接。
3.根据权利要求1所述的移动式农业智能小型气象站,其特征在于,所述移动组件包括基座(3),在基座(3)的底部设置有基板(2),基板(2)的下部设置有轮组(1);
所述基座(3)顶部设置有定位板(4),所述定位板(4)与所述控制箱(5)固定连接。
4.根据权利要求3所述的移动式农业智能小型气象站,其特征在于,所述基座(3)一侧设置有固定板(19),所述固定板(19)底部设置有电动伸缩部(20),所述电动伸缩部(20)的移动端设置有检测探头(21);
所述电动伸缩部(20)的最大伸长量大于所述基座(3)到地面的高度。
5.根据权利要求1所述的移动式农业智能小型气象站,其特征在于,所述控制箱(5)内部设置有供电部以及与所述供电部电性连接的采集模块、处理模块和控制模块;
所述采集模块的输入端分别与所述传感点位、压力传感器、识别码信号连接,用于采集所述传感点位、压力传感器、识别码的数据;
所述处理模块的输入端与所述采集模块的输出端连接,用于对所述数据进行处理;
所述控制模块的输入端与所述处理模块的输出端连接,控制模块的输出端与所述气缸(11)信号连接;用于接收所述处理模块的处理结果,并根据所述处理结构控制气缸(11)或确定冰雹的破坏性。
6.根据权利要求1所述的移动式农业智能小型气象站,其特征在于,所述立柱(6)的一侧设置有风速感应器(8),立柱(6)另一侧设置有风力感应器(9)。
7.根据权利要求1所述的移动式农业智能小型气象站,其特征在于,所述立柱(6)上还设置有大气压力传感器(7)。
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