一种智能气候培养箱的制作方法

文档序号:11007443阅读:464来源:国知局
一种智能气候培养箱的制作方法
【专利摘要】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系统,信号采集与处理系统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、系统复杂及使用不便的问题。
【专利说明】
_种智能气候培养箱
技术领域
[0001]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】
[0002]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;
[0003]中国专利(专利号:ZL201520101474.5,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、系统复杂、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】
[0004]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、系统复杂及使用不便的问题。
[0005]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,水箱内设有水栗,水栗、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系统,信号采集与处理系统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,水栗上连接有水管,水管从箱体的外部伸入箱体内部且靠近植物培养架设置。
[0006]本实用新型的特点还在于,
[0007]其中箱门的外壁上设有把手。
[0008]其中信号采集与处理系统包括依次连接的Α/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,Α/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;
[0009]DSP信号处理模块通过外设接口连接触摸显示屏;
[0010]Α/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。
[0011]其中无线通信模块为GSM模块、WIFI或蓝牙中的一种。
[0012]其中温度传感器选用为JCJ10TLB型铂热电阻;
[0013]其中湿度传感器选用HF3223型线性频率输出集成传感器;
[0014]其中光照度传感器的型号为LP PHOT;
[0015]其中CO2浓度传感器选用TI的TIDA-00056系列;
[0016]其中图像采集传感器选用美国邦纳QS30系列。
[0017]其中DSP数字信号处理模块选用的芯片型号为TI TMS320F2812;
[0018]其中信号调理模块选用的芯片型号为PA-1l;
[0019]其中Α/D转换模块选用的型号为ROHM BU1S12S1G-M。
[0020]其中控制电路包括依次连接的D/Α转换模块、Pmi数字驱动器及变压器隔离模块,D/Α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。
[0021]其中D/Α转换模块选用的型号为ROHM BH2226F;
[0022 ] 其中PffM数字驱动器选用的型号为DRV595 ;
[0023]其中变压器隔离模块选用的型号为TISN6501。
[0024]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;
[0025]其中箱体的其中一个侧面底部还设有排水口。
[0026]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;
[0027]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;
[0028]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;
[0029]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栗连接,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。
[0030]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,整个系统的突出优点在于,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、系统复杂及使用不便的问题。
【附图说明】

[0031 ]图1是本实用新型一种智能气候培养箱的结构示意图;
[0032]图2是本实用新型一种智能气候培养箱内部结构示意图;
[0033]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系统的结构示意图;
[0034]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。
[0035]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;
[0036]11.信号采集与处理系统,11-1.温度传感器,11-2.湿度传感器,11-3.光照度传感器,11-4.⑶2浓度传感器,11-5.图像采集传感器,11-6.Α/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;
[0037]11-11.控制电路,11-11-1.D/Α转换模块,11-11-2.PffM数字驱动器,11-11-3.变压器隔离模块;
[0038]11-12.1/O接口,11-13.RS232串口,11-14.USB接口,11-15.外设接口 ;
[0039]12.声光报警模块,13.继电器,14.加热管,15.压缩机,16.水栗,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】
[0040]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。
[0041]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I的一侧设有箱门3,箱体I内部设有植物培养架,箱体I内部还分别设有加热管14、压缩机15及LED灯管17,箱体I的外部设有水箱19,水箱19内设有水栗16,水栗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系统11,信号采集与处理系统11分别连接触摸显示屏2、智能终端及声光报警模块12,信号采集与处理系统11位于箱体I内部,触摸显示屏2位于箱门3的外壁上;水栗16上连接有水管,水管从箱体I的外部伸入箱体I内部且靠近植物培养架设置。
[0042 ]其中箱门的外壁上设有把手。
[0043]如图3所示,信号采集与处理系统11包括依次连接的Α/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;
[0044]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;
[0045]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。
[0046]其中温度传感器11-1选用为10110011^型铂热电阻;
[0047]其中湿度传感器11-2选用HF3223型线性频率输出集成传感器;
[0048]其中光照度传感器11-3的型号为LP PHOT;
[0049]其中CO2浓度传感器11-4选用TI的TIDA-00056系列;
[0050]其中图像采集传感器11-5选用美国邦纳QS30系列。
[0051 ] 其中DSP数字信号处理模块11-9选用的芯片型号为TI TMS320F2812;
[0052]其中信号调理模块11-7选用的芯片型号为PA-1l;
[0053]其中Α/D转换模块11-6选用的型号为ROHM BU1S12S1G-M。
[0054]其中声光报警模块12选用的型号为IP66。
[0055]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。
[0056]如图4所示,控制电路11-11包括依次连接的D/Α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。
[0057]其中D/A转换模块11-11-1选用的型号为ROHM BH2226F;
[0058]其中PffM数字驱动器11-11-2选用的型号为DRV595;
[0059]其中变压器隔离模块11-11-3选用的型号为TI SN6501。
[0060]其中箱体I的底部设有滚轮7,箱体I的四个侧面上均设有循环风道6(循环风道6SP为开在箱体I四个侧面的普通通风口),循环风道6靠近箱体I的底部设置;
[0061]其中箱体I的其中一个侧面底部还设有排水口5(排水口 5靠近箱体I的底面设置)。
[0062]其中LED灯管17位于箱体I顶部的内侧,植物培养架位于LED灯管17的正下方;
[0063]其中加热管14位于箱体I其中一个侧面的内侧且靠近植物培养架设置;
[0064]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;
[0065]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I内部穿出与水栗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。
[0066]本实用新型一种智能气候培养箱的使用方法为,箱体I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Α/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。信号采集与处理系统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,从而控制水栗16,以实现自动灌溉功能。
【主权项】
1.一种智能气候培养箱,其特征在于:包括箱体(I),箱体(I)的一侧设有箱门(3),箱体(1)内部设有植物培养架,箱体(I)内部还分别设有加热管(14)、压缩机(15)及LED灯管(17),箱体(I)的外部设有水箱(19),水箱(19)内设有水栗(16),水栗(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(I)内部的信号采集与处理系统(11),信号采集与处理系统(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,水栗(16)上连接有水管,水管从箱体(I)的外部伸入箱体(I)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系统(II)包括依次连接的Α/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(I 1-11),Α/D转换模块(11-6 )、信号调理模块(I 1-7 )、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Α/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)、C02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(I1-8)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Α/D转换模块(11 -6)选用的型号为ROHM BUIS12 SIG-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/Α转换模块(11-11-1)、PWM数字驱动器(I 1-11-2)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/Α转换模块(11-11-1)选用的型号为ROHM BH2226F; 所述PffM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(I)的底部设有滚轮(7),所述箱体(I)的四个侧面上均设有循环风道(6),循环风道(6)靠近箱体(I)的底部设置; 所述箱体(I)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(I)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(I)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(I)内部穿出与所述水栗(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。
【文档编号】G05B19/042GK205694670SQ201620489114
【公开日】2016年11月23日
【申请日】2016年5月25日
【发明人】任小菊, 王楠, 徐皓
【申请人】陕西理工学院
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