CN205694670U - 一种智能气候培养箱 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种智能气候培养箱,包括箱体,箱体的一侧设有箱门,箱体内部设有植物培养架,箱体内部还分别设有加热管、压缩机及LED灯管,箱体的外部设有水箱,水箱内设有水泵,水泵、加热管、压缩机及LED灯管同时连接继电器,继电器连接位于箱体内部的信号采集与处理***,信号采集与处理***分别连接声光报警模块与触摸显示屏,触摸显示屏设置在箱门的外壁上,水泵上连接有水管,水管从箱体的外部伸入箱体内部且靠近植物培养架设置。解决了现有培养箱存在的成本高、***复杂及使用不便的问题。
Description
技术领域
本实用新型属于生物培养技术领域,涉及一种智能气候培养箱。
背景技术
目前,在植物人工培养技术中,相关培养仪/培养箱产品有多种,但由于不同植物的生长参数不同,多数产品还处在人工调节参数阶段;传统设备既不够智能,也不便于相关技术人员随时随地进行操控,受时间地域限制较大;
中国专利(专利号:ZL 201520101474.5,发明名称:网络集群化智能培养箱,公开号:204406249U,公开日:2015.05.17)公开了一种智能培养箱,包括上位机、服务器、智能培养箱,该装置用于实现培养箱的智能化和集群化监控,但是存在规模大、成本高、***复杂、使用不便的问题,特别是关于网络智能化核心技术没有进行详细阐述,且人机交互功能不够智能和友好,这对于科研院所与高校中小规模植物培育研究而言,是不适用的。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种智能气候培养箱,解决了现有培养箱存在的成本高、***复杂及使用不便的问题。
本实用新型所采用的技术方案是,一种智能气候培养箱,包括箱体,箱体的一侧设有箱门,箱体内部设有植物培养架,箱体内部还分 别设有加热管、压缩机及LED灯管,箱体的外部设有水箱,水箱内设有水泵,水泵、加热管、压缩机及LED灯管同时连接继电器,继电器连接位于箱体内部的信号采集与处理***,信号采集与处理***分别连接声光报警模块与触摸显示屏,触摸显示屏设置在箱门的外壁上,水泵上连接有水管,水管从箱体的外部伸入箱体内部且靠近植物培养架设置。
本实用新型的特点还在于,
其中箱门的外壁上设有把手。
其中信号采集与处理***包括依次连接的A/D转换模块、信号调理模块、DSP信号处理模块及无线通信模块,DSP信号处理模块还连接控制电路,A/D转换模块、信号调理模块、DSP信号处理模块、无线通信模块及控制电路均集成在PCB电路板上,PCB电路板上设有保护外壳,保护外壳上分别设有RS232串口、USB接口、外设接口及I/O接口,控制电路通过I/O接口分别与声光报警模块及继电器连接;
DSP信号处理模块通过外设接口连接触摸显示屏;
A/D转换模块同时连接温度传感器、湿度传感器、光照度传感器、CO2浓度传感器及图像采集传感器。
其中无线通信模块为GSM模块、WIFI或蓝牙中的一种。
其中温度传感器选用为JCJ100TLB型铂热电阻;
其中湿度传感器选用HF3223型线性频率输出集成传感器;
其中光照度传感器的型号为LP PHOT;
其中CO2浓度传感器选用TI的TIDA-00056系列;
其中图像采集传感器选用美国邦纳QS30系列。
其中DSP数字信号处理模块选用的芯片型号为TI TMS320F2812;
其中信号调理模块选用的芯片型号为PA-11;
其中A/D转换模块选用的型号为ROHM BU1S12S1G-M。
其中控制电路包括依次连接的D/A转换模块、PWM数字驱动器及变压器隔离模块,D/A转换模块与DSP数字信号处理模块连接,变压器隔离模块通过I/O接口分别与声光报警模块及继电器连接。
其中D/A转换模块选用的型号为ROHM BH2226F;
其中PWM数字驱动器选用的型号为DRV595;
其中变压器隔离模块选用的型号为TI SN6501。
其中箱体的底部设有滚轮,箱体的四个侧面上均设有循环风道,循环风道靠近箱体的底部设置;
其中箱体的其中一个侧面底部还设有排水口。
其中LED灯管位于箱体顶部的内侧,植物培养架位于LED灯管的正下方;
其中加热管位于箱体其中一个侧面的内侧且靠近植物培养架设置;
其中植物培养架包括四根相互平行且竖直设置的支柱,四根支柱之间沿竖直方向设有至少两层相互平行的水平架板,四根支柱分别位于水平架板的四个顶点处;
其中水管包括水平倒放的T形总管,总管的横管上还设有阀门, 总管的横管自由端从箱体内部穿出与水泵连接,总管的竖管上分别连接至少两路水平支管,支管的个数与水平架板的层数相同,每根支管的自由端部均安装有喷头。
本实用新型的有益效果是,通过无线/有线网络实现了气候培养箱的智能化、网络化及远程监控,整个***的突出优点在于,智能化程度高、实现成本低、自动灌溉、自动调节,特别是通过智能手机平板电脑或电脑可实时监测培养箱内的情况,便于操作者随时随地对所培养的植物进行监控,解决了现有培养箱存在的成本高、***复杂及使用不便的问题。
附图说明
图1是本实用新型一种智能气候培养箱的结构示意图;
图2是本实用新型一种智能气候培养箱内部结构示意图;
图3是本实用新型一种智能气候培养箱中信号采集与处理***的结构示意图;
图4是本实用新型一种智能气候培养箱中控制电路的结构示意图。
图中,1.箱体,2.触摸显示屏,3.箱门,4.把手,5.排水口,6.循环风道,7.滚轮,8.智能手机,9.平板电脑,10.电脑;
11.信号采集与处理***,11-1.温度传感器,11-2.湿度传感器,11-3.光照度传感器,11-4.CO2浓度传感器,11-5.图像采集传感器,11-6.A/D转换模块,11-7.信号调理模块,11-8.无线通信模块,11-9.DSP信号处理模块,11-10.PCB电路板;
11-11.控制电路,11-11-1.D/A转换模块,11-11-2.PWM数字驱动器,11-11-3.变压器隔离模块;
11-12.I/O接口,11-13.RS232串口,11-14.USB接口,11-15.外设接口;
12.声光报警模块,13.继电器,14.加热管,15.压缩机,16.水泵,17.LED灯管,18.阀门,19.水箱,20.水平架板,21.总管,21-1.横管,21-2.竖管,22.支管,23.支柱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。
本实用新型一种智能气候培养箱,如图1、2所示,包括箱体1(箱体为长方体状),箱体1的一侧设有箱门3,箱体1内部设有植物培养架,箱体1内部还分别设有加热管14、压缩机15及LED灯管17,箱体1的外部设有水箱19,水箱19内设有水泵16,水泵16、加热管14、压缩机15及LED灯管17同时连接继电器13,继电器13连接信号采集与处理***11,信号采集与处理***11分别连接触摸显示屏2、智能终端及声光报警模块12,信号采集与处理***11位于箱体1内部,触摸显示屏2位于箱门3的外壁上;水泵16上连接有水管,水管从箱体1的外部伸入箱体1内部且靠近植物培养架设置。
其中箱门的外壁上设有把手。
如图3所示,信号采集与处理***11包括依次连接的A/D转换模块11-6、信号调理模块11-7、DSP信号处理模块11-9、无线通信 模块11-8,DSP信号处理模块11-9还连接控制电路11-11,A/D转换模块11-6、信号调理模块11-7、DSP信号处理模块11-9及控制电路11-11均集成在PCB电路板11-10上,PCB电路板11-10上(外部包裹)设有保护外壳,保护外壳上分别设有RS232串口11-13、USB接口11-14、外设接口11-15及I/O接口11-12,控制电路11-11通过I/O接口11-12分别与声光报警模块12及继电器13连接;
DSP信号处理模块11-9通过外设接口11-15与触摸显示屏2连接;
A/D转换模块11-6同时连接温度传感器11-1、湿度传感器11-2、光照度传感器11-3、CO2浓度传感器11-4及图像采集传感器11-5。
其中温度传感器11-1选用为JCJ100TLB型铂热电阻;
其中湿度传感器11-2选用HF3223型线性频率输出集成传感器;
其中光照度传感器11-3的型号为LP PHOT;
其中CO2浓度传感器11-4选用TI的TIDA-00056系列;
其中图像采集传感器11-5选用美国邦纳QS30系列。
其中DSP数字信号处理模块11-9选用的芯片型号为TI TMS320F2812;
其中信号调理模块11-7选用的芯片型号为PA-11;
其中A/D转换模块11-6选用的型号为ROHM BU1S12S1G-M。
其中声光报警模块12选用的型号为IP66。
其中智能终端为智能手机8、平板电脑9、电脑10(笔记本电脑或台式电脑)中的一种,无线通信模块11-8为GSM模块、WIFI或 蓝牙中的一种,DSP数字信号处理模块11-9通过GSM模块、WIFI或蓝牙中的一种向智能手机8或平板电脑9或电脑10传输信号;DSP数字信号处理模块11-9通过RS232串口11-13或USB接口11-14向笔记本电脑或台式电脑传输信号。
如图4所示,控制电路11-11包括依次连接的D/A转换模块11-11-1、PWM数字驱动器11-11-2及变压器隔离模块11-11-3,D/A转换模块11-11-1与DSP数字信号处理模块11-9连接,变压器隔离模块11-11-3通过I/O接口11-12分别与声光报警模块12及继电器13连接。
其中D/A转换模块11-11-1选用的型号为ROHM BH2226F;
其中PWM数字驱动器11-11-2选用的型号为DRV595;
其中变压器隔离模块11-11-3选用的型号为TI SN6501。
其中箱体1的底部设有滚轮7,箱体1的四个侧面上均设有循环风道6(循环风道6即为开在箱体1四个侧面的普通通风口),循环风道6靠近箱体1的底部设置;
其中箱体1的其中一个侧面底部还设有排水口5(排水口5靠近箱体1的底面设置)。
其中LED灯管17位于箱体1顶部的内侧,植物培养架位于LED灯管17的正下方;
其中加热管14位于箱体1其中一个侧面的内侧且靠近植物培养架设置;
其中植物培养架包括四根相互平行且竖直设置的支柱23,四根 支柱23之间沿竖直方向设有至少两层相互平行的水平架板20,四根支柱23分别位于水平架板20的四个顶点处;
其中水管包括水平倒放的T形总管21,总管21的横管21-1上还设有阀门18(用于控制数总管21中水的流量),总管21的横管21-1自由端从箱体1内部穿出与水泵16连接,总管21的竖管21-2上分别连接至少两路水平支管22(每路支管22均与水平架板20平行设置),支管22的个数与水平架板20的层数相同,每根支管22的自由端部均安装有喷头。
本实用新型一种智能气候培养箱的使用方法为,箱体1内部的温度传感器11-1、湿度传感器11-2、光照度传感器11-3、CO2浓度传感器11-4的输出信号值经过A/D转换模块11-6采样与信号调理模块11-7初步处理之后,送入DSP数字信号处理模块11-9进行特征值提取,然后通过无线通信模块11-8、RS232串口11-13、USB接口11-14、外设接口11-15分别将监测数据送至智能手机8或平板电脑9或笔记本/台式电脑、触摸显示屏2进行实时显示与控制。信号采集与处理***11中的控制电路11-11采用模糊PID控制方式,如果温湿度、光照度偏高/偏低,控制电路11-11会控制继电器13、加热管14、压缩机15(送冷风)、LED灯管17工作,使温湿度、光照度达到设定值。如果温湿度、光照度超限,则启动声光报警模块12进行报警。另外,DSP数字信号处理模块11-9会发出定时驱动信号,经过控制电路11-11、I/O接口11-12控制继电器13,从而控制水泵16,以实现自动灌溉功能。
Claims (10)
1.一种智能气候培养箱,其特征在于:包括箱体(1),箱体(1)的一侧设有箱门(3),箱体(1)内部设有植物培养架,箱体(1)内部还分别设有加热管(14)、压缩机(15)及LED灯管(17),箱体(1)的外部设有水箱(19),水箱(19)内设有水泵(16),水泵(16)、加热管(14)、压缩机(15)及LED灯管(17)同时连接继电器(13),继电器(13)连接位于箱体(1)内部的信号采集与处理***(11),信号采集与处理***(11)分别连接声光报警模块(12)与触摸显示屏(2),触摸显示屏(2)设置在箱门(3)的外壁上,水泵(16)上连接有水管,水管从箱体(1)的外部伸入箱体(1)内部且靠近所述植物培养架设置。
2.根据权利要求1所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述箱门(3)的外壁上设有把手(4)。
3.根据权利要求1所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述信号采集与处理***(11)包括依次连接的A/D转换模块(11-6)、信号调理模块(11-7)、DSP信号处理模块(11-9)、无线通信模块(11-8),DSP信号处理模块(11-9)还连接控制电路(11-11),A/D转换模块(11-6)、信号调理模块(11-7)、DSP信号处理模块(11-9)及控制电路(11-11)均集成在PCB电路板(11-10)上,PCB电路板(11-10)上设有保护外壳,所述保护外壳上分别设有RS232串口(11-13)、USB接口(11-14)、外设接口(11-15)及I/O接口(11-12),控制电路(11-11)通过I/O接口(11-12)分别与声光报警模块(12)及继 电器(13)连接;
所述DSP信号处理模块(11-9)通过外设接口(11-15)与触摸显示屏(2)连接;
所述A/D转换模块(11-6)同时连接温度传感器(11-1)、湿度传感器(11-2)、光照度传感器(11-3)、CO2浓度传感器(11-4)及图像采集传感器(11-5)。
4.根据权利要求3所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述无线通信模块(11-8)为GSM模块、WIFI或蓝牙中的一种。
5.根据权利要求3所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述温度传感器(11-1)选用为JCJ100TLB型铂热电阻;
所述湿度传感器(11-2)选用HF3223型线性频率输出集成传感器;
所述光照度传感器(11-3)的型号为LP PHOT;
所述CO2浓度传感器(11-4)选用TI的TIDA-00056系列;
所述图像采集传感器(11-5)选用美国邦纳QS30系列。
6.根据权利要求3所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述DSP数字信号处理模块(11-9)选用的芯片型号为TI TMS320F2812;
所述信号调理模块(11-7)选用的芯片型号为PA-11;
所述A/D转换模块(11-6)选用的型号为ROHM BU1S12S1G-M;
所述声光报警模块(12)选用的型号为IP66。
7.根据权利要求3所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述控制电路(11-11)包括依次连接的D/A转换模块(11-11-1)、PWM 数字驱动器(11-11-2)及变压器隔离模块(11-11-3),D/A转换模块(11-11-1)与DSP数字信号处理模块(11-9)连接,变压器隔离模块(11-11-3)通过I/O接口(11-12)分别与所述声光报警模块(12)及继电器(13)连接。
8.根据权利要求7所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述D/A转换模块(11-11-1)选用的型号为ROHM BH2226F;
所述PWM数字驱动器(11-11-2)选用的型号为DRV595;
所述变压器隔离模块(11-11-3)选用的型号为TI SN6501。
9.根据权利要求1所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述箱体(1)的底部设有滚轮(7),所述箱体(1)的四个侧面上均设有循环风道(6),循环风道(6)靠近箱体(1)的底部设置;
所述箱体(1)的其中一个侧面底部还设有排水口(5)。
10.根据权利要求1所述的一种智能气候培养箱,其特征在于:所述LED灯管(17)位于箱体(1)顶部的内侧,所述植物培养架位于LED灯管(17)的正下方;
所述加热管(14)位于箱体(1)其中一个侧面的内侧且靠近植物培养架设置;
所述植物培养架包括四根相互平行且竖直设置的支柱(23),四根所述支柱(23)之间沿竖直方向设有至少两层相互平行的水平架板(20),四根所述支柱(23)分别位于水平架板(20)的四个顶点处;
所述水管包括水平倒放的T形总管(21),总管(21)的横管(21-1)上还设有阀门(18),总管(21)的横管(21-1)自由端从箱体(1) 内部穿出与所述水泵(16)连接,所述总管(21)的竖管(21-2)上分别连接至少两路水平支管(22),所述支管(22)的个数与水平架板(20)的层数相同,每根所述支管(22)的自由端部均安装有喷头。
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