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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| CN106613522A (zh) * | 2017-01-04 | 2017-05-10 | 郝千里 | 一种可远程监控的微型人工气候箱 |
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