一種智能氣候培養箱的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種智能氣候培養箱，包括箱體，箱體的一側設有箱門，箱體內部設有植物培養架，箱體內部還分別設有加熱管、壓縮機及LED燈管，箱體的外部設有水箱，水箱內設有水泵，水泵、加熱管、壓縮機及LED燈管同時連接繼電器，繼電器連接位于箱體內部的信號采集與處理系統，信號采集與處理系統分別連接聲光報警模塊與觸摸顯示屏，觸摸顯示屏設置在箱門的外壁上，水泵上連接有水管，水管從箱體的外部伸入箱體內部且靠近植物培養架設置。解決了現有培養箱存在的成本高、系統復雜及使用不便的問題。
【專利說明】
_種智能氣候培養箱
技術領域
[0001]本實用新型屬于生物培養技術領域，涉及一種智能氣候培養箱。
【背景技術】
[0002]目前，在植物人工培養技術中，相關培養儀/培養箱產品有多種，但由于不同植物的生長參數不同，多數產品還處在人工調節參數階段;傳統設備既不夠智能，也不便于相關技術人員隨時隨地進行操控，受時間地域限制較大；
[0003]中國專利(專利號:ZL201520101474.5，發明名稱:網絡集群化智能培養箱，公開號:204406249U，【公開日】:2015.05.17)公開了一種智能培養箱，包括上位機、服務器、智能培養箱，該裝置用于實現培養箱的智能化和集群化監控，但是存在規模大、成本高、系統復雜、使用不便的問題，特別是關于網絡智能化核心技術沒有進行詳細闡述，且人機交互功能不夠智能和友好，這對于科研院所與高校中小規模植物培育研究而言，是不適用的。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的是提供一種智能氣候培養箱，解決了現有培養箱存在的成本高、系統復雜及使用不便的問題。
[0005]本實用新型所采用的技術方案是，一種智能氣候培養箱，包括箱體，箱體的一側設有箱門，箱體內部設有植物培養架，箱體內部還分別設有加熱管、壓縮機及LED燈管，箱體的外部設有水箱，水箱內設有水栗，水栗、加熱管、壓縮機及LED燈管同時連接繼電器，繼電器連接位于箱體內部的信號采集與處理系統，信號采集與處理系統分別連接聲光報警模塊與觸摸顯示屏，觸摸顯示屏設置在箱門的外壁上，水栗上連接有水管，水管從箱體的外部伸入箱體內部且靠近植物培養架設置。
[0006]本實用新型的特點還在于，
[0007]其中箱門的外壁上設有把手。
[0008]其中信號采集與處理系統包括依次連接的Α/D轉換模塊、信號調理模塊、DSP信號處理模塊及無線通信模塊，DSP信號處理模塊還連接控制電路，Α/D轉換模塊、信號調理模塊、DSP信號處理模塊、無線通信模塊及控制電路均集成在PCB電路板上，PCB電路板上設有保護外殼，保護外殼上分別設有RS232串口、USB接口、外設接口及I/O接口，控制電路通過I/O接口分別與聲光報警模塊及繼電器連接；
[0009]DSP信號處理模塊通過外設接口連接觸摸顯示屏；
[0010]Α/D轉換模塊同時連接溫度傳感器、濕度傳感器、光照度傳感器、CO2濃度傳感器及圖像采集傳感器。
[0011]其中無線通信模塊為GSM模塊、WIFI或藍牙中的一種。
[0012]其中溫度傳感器選用為JCJ10TLB型鉑熱電阻；
[0013]其中濕度傳感器選用HF3223型線性頻率輸出集成傳感器；
[0014]其中光照度傳感器的型號為LP PHOT;
[0015]其中CO2濃度傳感器選用TI的TIDA-00056系列；
[0016]其中圖像采集傳感器選用美國邦納QS30系列。
[0017]其中DSP數字信號處理模塊選用的芯片型號為TI TMS320F2812；
[0018]其中信號調理模塊選用的芯片型號為PA-1l;
[0019]其中Α/D轉換模塊選用的型號為ROHM BU1S12S1G-M。
[0020]其中控制電路包括依次連接的D/Α轉換模塊、Pmi數字驅動器及變壓器隔離模塊，D/Α轉換模塊與DSP數字信號處理模塊連接，變壓器隔離模塊通過I/O接口分別與聲光報警模塊及繼電器連接。
[0021]其中D/Α轉換模塊選用的型號為ROHM BH2226F；
[0022 ] 其中PffM數字驅動器選用的型號為DRV595 ；
[0023]其中變壓器隔離模塊選用的型號為TISN6501。
[0024]其中箱體的底部設有滾輪，箱體的四個側面上均設有循環風道，循環風道靠近箱體的底部設置；
[0025]其中箱體的其中一個側面底部還設有排水口。
[0026]其中LED燈管位于箱體頂部的內側，植物培養架位于LED燈管的正下方；
[0027]其中加熱管位于箱體其中一個側面的內側且靠近植物培養架設置；
[0028]其中植物培養架包括四根相互平行且豎直設置的支柱，四根支柱之間沿豎直方向設有至少兩層相互平行的水平架板，四根支柱分別位于水平架板的四個頂點處；
[0029]其中水管包括水平倒放的T形總管，總管的橫管上還設有閥門，總管的橫管自由端從箱體內部穿出與水栗連接，總管的豎管上分別連接至少兩路水平支管，支管的個數與水平架板的層數相同，每根支管的自由端部均安裝有噴頭。
[0030]本實用新型的有益效果是，通過無線/有線網絡實現了氣候培養箱的智能化、網絡化及遠程監控，整個系統的突出優點在于，智能化程度高、實現成本低、自動灌溉、自動調節，特別是通過智能手機平板電腦或電腦可實時監測培養箱內的情況，便于操作者隨時隨地對所培養的植物進行監控，解決了現有培養箱存在的成本高、系統復雜及使用不便的問題。
【附圖說明】

[0031 ]圖1是本實用新型一種智能氣候培養箱的結構示意圖；
[0032]圖2是本實用新型一種智能氣候培養箱內部結構示意圖；
[0033]圖3是本實用新型一種智能氣候培養箱中信號采集與處理系統的結構示意圖；
[0034]圖4是本實用新型一種智能氣候培養箱中控制電路的結構示意圖。
[0035]圖中，1.箱體，2.觸摸顯示屏，3.箱門，4.把手，5.排水口，6.循環風道，7.滾輪，8.智能手機，9.平板電腦，10.電腦；
[0036]11.信號采集與處理系統，11-1.溫度傳感器，11-2.濕度傳感器，11-3.光照度傳感器，11-4.⑶2濃度傳感器，11-5.圖像采集傳感器，11-6.Α/D轉換模塊，11_7.信號調理模塊，11-8.無線通信模塊，11-9.DSP信號處理模塊，11-10.PCB電路板；
[0037]11-11.控制電路，11-11-1.D/Α轉換模塊，11-11-2.PffM數字驅動器，11-11-3.變壓器隔離模塊；
[0038]11-12.1/O接口，11-13.RS232串口，11-14.USB接口，11-15.外設接口 ；
[0039]12.聲光報警模塊，13.繼電器，14.加熱管，15.壓縮機，16.水栗，17.LED燈管，18.閥門，19.水箱，20.水平架板，21.總管，21-1.橫管，21-2.豎管，22.支管，23.支柱。
【具體實施方式】
[0040]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型進行詳細說明。
[0041]本實用新型一種智能氣候培養箱，如圖1、2所示，包括箱體1(箱體為長方體狀)，箱體I的一側設有箱門3，箱體I內部設有植物培養架，箱體I內部還分別設有加熱管14、壓縮機15及LED燈管17，箱體I的外部設有水箱19，水箱19內設有水栗16，水栗16、加熱管14、壓縮機15及LED燈管17同時連接繼電器13，繼電器13連接信號采集與處理系統11，信號采集與處理系統11分別連接觸摸顯示屏2、智能終端及聲光報警模塊12，信號采集與處理系統11位于箱體I內部，觸摸顯示屏2位于箱門3的外壁上;水栗16上連接有水管，水管從箱體I的外部伸入箱體I內部且靠近植物培養架設置。
[0042 ]其中箱門的外壁上設有把手。
[0043]如圖3所示，信號采集與處理系統11包括依次連接的Α/D轉換模塊11-6、信號調理模塊11-7、DSP信號處理模塊11-9、無線通信模塊11-8，DSP信號處理模塊11-9還連接控制電路11-11，A/D轉換模塊11-6、信號調理模塊11-7、DSP信號處理模塊11-9及控制電路11-11均集成在PCB電路板11-10上，PCB電路板11-10上(外部包裹)設有保護外殼，保護外殼上分別設有RS232串口 11-13、USB接口 11-14、外設接口 11-15及I/O接口 11-12，控制電路11-11通過I/O接口 11-12分別與聲光報警模塊12及繼電器13連接；
[0044]DSP信號處理模塊11-9通過外設接口 11-15與觸摸顯示屏2連接；
[0045]A/D轉換模塊11-6同時連接溫度傳感器11_1、濕度傳感器11 _2、光照度傳感器11 -
3、CO2濃度傳感器11-4及圖像采集傳感器11-5。
[0046]其中溫度傳感器11-1選用為10110011^型鉑熱電阻；
[0047]其中濕度傳感器11-2選用HF3223型線性頻率輸出集成傳感器；
[0048]其中光照度傳感器11-3的型號為LP PHOT;
[0049]其中CO2濃度傳感器11-4選用TI的TIDA-00056系列；
[0050]其中圖像采集傳感器11-5選用美國邦納QS30系列。
[0051 ] 其中DSP數字信號處理模塊11-9選用的芯片型號為TI TMS320F2812；
[0052]其中信號調理模塊11-7選用的芯片型號為PA-1l;
[0053]其中Α/D轉換模塊11-6選用的型號為ROHM BU1S12S1G-M。
[0054]其中聲光報警模塊12選用的型號為IP66。
[0055]其中智能終端為智能手機8、平板電腦9、電腦10(筆記本電腦或臺式電腦)中的一種，無線通信模塊11-8為GSM模塊、WIFI或藍牙中的一種，DSP數字信號處理模塊11_9通過GSM模塊、WIFI或藍牙中的一種向智能手機8或平板電腦9或電腦10傳輸信號;DSP數字信號處理模塊11-9通過RS232串口 11-13或USB接口 11-14向筆記本電腦或臺式電腦傳輸信號。
[0056]如圖4所示，控制電路11-11包括依次連接的D/Α轉換模塊11-11-1、PWM數字驅動器11-11-2及變壓器隔離模塊11-11-3，D/A轉換模塊11-11-1與DSP數字信號處理模塊11-9連接，變壓器隔離模塊11-11-3通過I/O接口 11-12分別與聲光報警模塊12及繼電器13連接。
[0057]其中D/A轉換模塊11-11-1選用的型號為ROHM BH2226F；
[0058]其中PffM數字驅動器11-11-2選用的型號為DRV595;
[0059]其中變壓器隔離模塊11-11-3選用的型號為TI SN6501。
[0060]其中箱體I的底部設有滾輪7，箱體I的四個側面上均設有循環風道6(循環風道6SP為開在箱體I四個側面的普通通風口)，循環風道6靠近箱體I的底部設置；
[0061]其中箱體I的其中一個側面底部還設有排水口5(排水口 5靠近箱體I的底面設置)。
[0062]其中LED燈管17位于箱體I頂部的內側，植物培養架位于LED燈管17的正下方；
[0063]其中加熱管14位于箱體I其中一個側面的內側且靠近植物培養架設置；
[0064]其中植物培養架包括四根相互平行且豎直設置的支柱23，四根支柱23之間沿豎直方向設有至少兩層相互平行的水平架板20，四根支柱23分別位于水平架板20的四個頂點處；
[0065]其中水管包括水平倒放的T形總管21，總管21的橫管21-1上還設有閥門18(用于控制數總管21中水的流量)，總管21的橫管21-1自由端從箱體I內部穿出與水栗16連接，總管21的豎管21-2上分別連接至少兩路水平支管22(每路支管22均與水平架板20平行設置)，支管22的個數與水平架板20的層數相同，每根支管22的自由端部均安裝有噴頭。
[0066]本實用新型一種智能氣候培養箱的使用方法為，箱體I內部的溫度傳感器11-1、濕度傳感器11 -2、光照度傳感器11 -3、CO2濃度傳感器11 -4的輸出信號值經過Α/D轉換模塊11 -
6采樣與信號調理模塊11-7初步處理之后，送入DSP數字信號處理模塊11-9進行特征值提取，然后通過無線通信模塊11_8、RS232串口 11-13、USB接口 11-14、外設接口 11-15分別將監測數據送至智能手機8或平板電腦9或筆記本/臺式電腦、觸摸顯示屏2進行實時顯示與控制。信號采集與處理系統11中的控制電路11-11采用模糊PID控制方式，如果溫濕度、光照度偏高/偏低，控制電路11-11會控制繼電器13、加熱管14、壓縮機15(送冷風)、LED燈管17工作，使溫濕度、光照度達到設定值。如果溫濕度、光照度超限，則啟動聲光報警模塊12進行報警。另外，DSP數字信號處理模塊11-9會發出定時驅動信號，經過控制電路11-11、I/O接口11-12控制繼電器13，從而控制水栗16，以實現自動灌溉功能。
【主權項】
1.一種智能氣候培養箱，其特征在于:包括箱體(I)，箱體(I)的一側設有箱門(3)，箱體(1)內部設有植物培養架，箱體(I)內部還分別設有加熱管(14)、壓縮機(15)及LED燈管(17),箱體(I)的外部設有水箱(19)，水箱(19)內設有水栗(16)，水栗(16)、加熱管(14)、壓縮機(15)及LED燈管(17)同時連接繼電器(13)，繼電器(13)連接位于箱體(I)內部的信號采集與處理系統(11)，信號采集與處理系統(11)分別連接聲光報警模塊(12)與觸摸顯示屏(2)，觸摸顯示屏(2)設置在箱門(3)的外壁上，水栗(16)上連接有水管，水管從箱體(I)的外部伸入箱體(I)內部且靠近所述植物培養架設置。2.根據權利要求1所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述箱門(3)的外壁上設有把手(4)。3.根據權利要求1所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述信號采集與處理系統(II)包括依次連接的Α/D轉換模塊(11-6)、信號調理模塊(11-7)、DSP信號處理模塊(11-9)、無線通信模塊(11-8)，DSP信號處理模塊(11-9)還連接控制電路(I 1-11)，Α/D轉換模塊(11-6 )、信號調理模塊(I 1-7 )、DSP信號處理模塊(11 -9)及控制電路(11 -11)均集成在PCB電路板(11-10)上，PCB電路板(11-10)上設有保護外殼，所述保護外殼上分別設有RS232串口(11-13)、USB接口(11-14)、外設接口(11-15)及I/O接口(11-12)，控制電路(11-11)通過I/O接口(11-12)分別與聲光報警模塊(12)及繼電器(13)連接； 所述DSP信號處理模塊(11-9)通過外設接口(11-15)與觸摸顯示屏(2)連接； 所述Α/D轉換模塊(11-6)同時連接溫度傳感器(11-1)、濕度傳感器(11-2)、光照度傳感器(11-3)、C02濃度傳感器(11-4)及圖像采集傳感器(11-5)。4.根據權利要求3所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述無線通信模塊(I1-8)為GSM模塊、WIFI或藍牙中的一種。5.根據權利要求3所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述溫度傳感器(11-1)選用為JCJ100TLB型鉑熱電阻； 所述濕度傳感器(11-2)選用HF3223型線性頻率輸出集成傳感器； 所述光照度傳感器(11-3)的型號為LP PHOT； 所述CO2濃度傳感器(11-4)選用TI的TIDA-00056系列； 所述圖像采集傳感器(11-5)選用美國邦納QS30系列。6.根據權利要求3所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述DSP數字信號處理模塊(11-9)選用的芯片型號為TI TMS320F2812； 所述信號調理模塊(11-7)選用的芯片型號為PA-11; 所述Α/D轉換模塊(11 -6)選用的型號為ROHM BUIS12 SIG-M; 所述聲光報警模塊(12)選用的型號為IP66。7.根據權利要求3所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述控制電路(11-11)包括依次連接的D/Α轉換模塊(11-11-1)、PWM數字驅動器(I 1-11-2)及變壓器隔離模塊(11-11-3)，D/A轉換模塊(11-11-1)與DSP數字信號處理模塊(11-9)連接，變壓器隔離模塊(11-11-3)通過I/O接口(11-12)分別與所述聲光報警模塊(12)及繼電器(13)連接。8.根據權利要求7所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述D/Α轉換模塊(11-11-1)選用的型號為ROHM BH2226F； 所述PffM數字驅動器(11-11-2)選用的型號為DRV595; 所述變壓器隔離模塊(11-11-3)選用的型號為TI SN6501。9.根據權利要求1所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述箱體(I)的底部設有滾輪(7)，所述箱體(I)的四個側面上均設有循環風道(6)，循環風道(6)靠近箱體(I)的底部設置； 所述箱體(I)的其中一個側面底部還設有排水口( 5)。10.根據權利要求1所述的一種智能氣候培養箱，其特征在于:所述LED燈管(17)位于箱體(I)頂部的內側，所述植物培養架位于LED燈管(17)的正下方； 所述加熱管(14)位于箱體(I)其中一個側面的內側且靠近植物培養架設置； 所述植物培養架包括四根相互平行且豎直設置的支柱(23)，四根所述支柱(23)之間沿豎直方向設有至少兩層相互平行的水平架板(20)，四根所述支柱(23)分別位于水平架板(20)的四個頂點處； 所述水管包括水平倒放的T形總管(21)，總管(21)的橫管(21-1)上還設有閥門(18)，總管(21)的橫管(21-1)自由端從箱體(I)內部穿出與所述水栗(16)連接，所述總管(21)的豎管(21-2)上分別連接至少兩路水平支管(22)，所述支管(22)的個數與水平架板(20)的層數相同，每根所述支管(22)的自由端部均安裝有噴頭。
【文檔編號】G05B19/042GK205694670SQ201620489114
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年5月25日
【發明人】任小菊, 王楠, 徐皓
【申請人】陜西理工學院