本发明属于动物行为研究装置领域，涉及老鼠行为研究装置，具体涉及一种模拟地铁环境的老鼠实验装置及其实验方法。
背景技术：
作为现代社会发展的动力和标志之一，城市地铁不仅承担着大城市交通动脉的作用，而且代表着城市的经济实力和现代化形象。地铁不仅在运量和速度上提出了相应的标准，更对运输服务的质量有更加严苛的要求。然而，地铁环境中鼠类的存在对地铁服务质量及地铁电力配线系统等基础设施、财产产生了不良影响。地铁驱鼠已经成为地铁基础设施保护和地铁服务水平提升的一大难题。现有的驱鼠方法主要有机械驱鼠法和毒饵驱鼠法等，耗资较大且治标不治本。驱除地铁环境中的老鼠，最根本的方式就是在了解地铁环境下老鼠行为特征的基础上，有针对性地采取相应的驱鼠措施。
在动物行为学研究领域中，存在着一些研究老鼠行为特性的实验装置，但尚没有针对地铁环境下老鼠行为特征研究的实验装置及相应方法。
技术实现要素：
本发明提供的一种模拟地铁环境的老鼠实验装置及其实验方法，能实现对地铁环境下老鼠行为的研究，能有效帮助地铁环境下对老鼠进行驱除的研究。
为实现上述技术目的，本发明采取具体的技术方案为，一种模拟地铁环境下老鼠实验装置，包括休息室、实验室以及控制箱；控制箱包括单片机；休息室能模拟老鼠常规下的生活环境，用于实验开始前老鼠的活动区域，同时，休息室中还设有休息室用摄像机，用于观察老鼠的活动；实验室用于模拟地铁下的环境变量，实验室内设有实验室用摄像机、声级计、温湿度传感器、光度表、甲醛浓度检测计、计时器、湿度控制器、温度控制器、传声器、照明灯以及换气装置，单片机能接收声级计、温湿度传感器、光度表、甲醛浓度检测计与计时器发送的信息，并根据接收声级计的信息控制传声器的工作状态、根据接收的温湿度传感器的信息控制温度控制器与湿度控制器的工作状态、根据接受光度表的信息控制照明灯的工作状态、以及根据甲醛浓度检测计的信息控制换气装置的工作状态；换气装置用于实现向实验室中通入甲醛气体。
作为本发明改进的技术方案，实验室有若干个，每个实验室均能与休息室连通。
作为本发明改进的技术方案，休息室与实验室之间通过能封闭的连接通道连通。
作为本发明改进的技术方案，连接通道，连接通道包括管道与门板，管道的一端连通于休息室、另一端连通于实验室；门板设于管道的中间段，位于休息室与实验室之间，并且门板能上下滑动实现对管道的开启与密封。
作为本发明改进的技术方案，所述休息室包括休息室体、遮光顶盖、休息室中央悬梁以及储备食物抽屉；储备食物抽屉设于休息室体侧壁的下方；遮光顶盖设于休息室体的顶端；中央悬梁设于休息室的上端，摄像机以能移动的方式安装于中央悬梁上。
作为本发明改进的技术方案，休息室还包括休息室金属网，休息室金属网以平行于休息室体底面的方式设于休息室体的下方。
作为本发明改进的技术方案，实验室包括实验室体、实验室顶板与实验室中间悬梁；换气装置固定于实验室顶板上；传声器与照明灯安装于实验室中间悬梁上；实验室摄像机以能移动的方式安装于实验室中央悬梁上；声级计、温湿度传感器、光度表、甲醛浓度检测计、湿度控制器、温度控制器、传声器与照明灯均设于实验室的内侧壁上，计时器安装于实验室外侧壁上。
作为本发明改进的技术方案，实验室还包括实验室金属网，实验室金属网以平行于实验室底面的方式设于实验室体的下方。
本发明的另一目的在于提供一种模拟地铁环境下老鼠实验装置的实验方法，包括如下步骤；
步骤一、在休息室中放置老鼠食物，捕获老鼠，将老鼠放置于休息室并计时，休息室摄像机记录老鼠在休息室中的活动状态；
步骤二、传声器录入地铁噪声样本，控制实验室声音强度；温度控制器调节实验室实验温度；湿度控制器调节实验室实验湿度；照明灯保证实验室光照强度；换气装置通入一定浓度的甲醛气体，调节实验室甲醛浓度；声级计、温湿度传感器、光度表、甲醛浓度检测计实时测量实验室声强、温湿度、光强及甲醛浓度；
步骤三、打开休息室与实验室的连接通道，通过单片机控制实验室中温度控制器、湿度控制器、传声器与照明灯的工作状态，实现改变实验过程中环境变量，观察在各个环境变量下所有实验室中老鼠的活动状态，总结老鼠活动规律。
有益效果
本实验装置及方法可模拟地铁环境以对老鼠行为进行研究，分析老鼠的感温性、感湿性、感光性、声音敏感度、对不同甲醛气体浓度的适应性，驱鼠装置的研究和使用等，避免了室外实验的种种不便，对于地铁下鼠患的防治具有积极的意义。
本发明装置结构简单、体积小、操作方便；且分设休息室、实验室等，使老鼠充分适应实验装置，保证了实验结果的准确性；采用一种智能控制器进行控制实验室的环境条件，自动化程度高，控制精度高。
附图说明
图1为本发明整体结构示意图；
图2为本发明休息室结构示意图；
图3为本发明实验室结构示意图；
图4为本发明控制系统结构框图；
图5为本发明实验流程图；
图6为本发明以研究温度环境因素为例的实验流程图。
图中：1、休息室；1-1、遮光顶盖；1-2、中央悬梁；1-3、休息室用摄像机；1-4、储备食物抽屉；1-5、休息室金属网；2、连接通道；2-1、管道；2-2、门板；3、实验室；3-1、顶板；3-2、声级计；3-3、温湿度传感器；3-4、光度表；3-5、甲醛浓度检测计；3-6、底板；3-7、计时器；3-8、湿度控制器；3-9、温度控制器；3-10、传声器；3-11、照明灯；3-12、换气装置；3-13、实验室用摄像机；3-14、储备食物抽屉；3-15、实验室金属网；4、控制箱；5、控制导线。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的和技术方案更加清楚，下面将结合本发明实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语（包括技术术语和科学术语）具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样定义，不会用理想化或过于正式的含义来解释。
本发明中所述的“内、外”的含义指的是相对于设备本身而言，指向设备内部的方向为内，反之为外，而非对本发明的装置机构的特定限定。
本发明中所述的“连接”的含义可以是部件之间的直接连接也可以是部件间通过其它部件的间接连接。
如图1所示，一种模拟地铁环境下老鼠行为的多功能实验装置，包括休息室1、连接通道2、实验室3、控制箱4和控制导线5。具体的为：所述的休息室1设置在正中间，本实施例中选用六个实验室3，六个实验室3分别设置在休息室1的六个对称位置，实验室3与休息室1之间通过连接通道2连接，控制箱4与休息室1和六个实验室3通过相应的控制导线5相连。
如图2所示，休息室1能模拟老鼠常规下的生活环境，作为实验开始前老鼠的活动区域，使老鼠适应实验环境；所述的休息室1包括休息室体、遮光顶盖1-1、休息室中央悬梁1-2、休息室用摄像机1-3以及储备食物抽屉1-4；储备食物抽屉1-4设于休息室体侧壁的下方，用于放置老鼠食物；所述遮光顶盖1-1在休息室体顶端，可移除；所述休息室中央悬梁1-2设置在休息室体的顶端并靠近顶盖处，所述休息室用摄像机1-3设置于休息室中央悬梁1-2上。同时，休息室1中休息室用摄像机1-3，用于观察老鼠的活动并视频记录老鼠的活动状态。作为本发明改进的技术方案，休息室1还包括休息室金属网1-5，休息室金属网1-5以平行于休息室1体底面的方式设于休息室1体的下方。
如图1所示，所述的连接通道2包括管道2-1和门板2-2，管道2-1一端连接休息室1，另一端连接实验室3，门板2-2设置在管道2-1正中间，并且门板2-2能上下滑动实现对管道2-1的开启与密封。当门板2-2将管道2-1封闭时，半截管道2-1的空间可容纳实验老鼠的滞留。
如图3所示，实验室3用于模拟地铁下的环境变量装置，包括实验室体、实验室顶板3-1与实验室中间悬梁；换气装置3-12固定于实验室3顶板3-1上；实验室3内设有实验室用摄像机3-13、声级计3-2、温湿度传感器3-3、光度表3-4、甲醛浓度检测计3-5以及计时器3-7；与单片机输出口通信连接的湿度控制器3-8、温度控制器3-9、传声器3-10、照明灯3-11以及换气装置3-12，单片机能接收声级计3-2、温湿度传感器3-3、光度表3-4、甲醛浓度检测计3-5与计时器3-7发送的信息，并根据接收的信息分别对应控制传声器3-10、温度控制器3-9、湿度控制器3-8、照明灯3-11以及换气装置3-12的工作状态。传声器3-10与照明灯3-11安装于实验室3中间悬梁上；实验室用摄像机3-13以能移动的方式安装于实验室3中央悬梁上，用于观察记录老鼠的活动；声级计3-2、温湿度传感器3-3、光度表3-4、甲醛浓度检测计3-5、湿度控制器3-8、温度控制器3-9、传声器3-10与照明灯3-11均设于实验室3内的侧壁上，计时器3-7安装于实验室3外侧壁上。
作为本发明改进的技术方案，实验室3还包括实验室金属网3-15，实验室金属网3-15以平行于实验室底面的方式设于实验室3的下方；储备食物抽屉3-14，储备食物抽屉3-14设于实验室3内侧壁的下方，用于放置老鼠食物。
如图4所示，本实施例中的控制系统包括电源、开关、单片机与触摸屏，所述的电源、开关、单片机和触摸屏设置在控制箱4中。电源为控制箱4、休息室1以及实验室3中的各个部件提供电源；开关用于控制单片机的开启/关闭。所述单片机与触摸屏通过rs232进行连接通讯，触摸屏可显示单片机接收的数据信息以及视频信息，并向单片机输入指令信息；通过声级计、温湿度传感器、光度表、甲醛浓度检测计实时测量实验室声强、温湿度、光强及甲醛浓度信号，传入单片机后通过单片机控制实验室中温度控制器、湿度控制器、传声器与照明灯的工作状态，实现改变实验过程中的环境变量；温度控制器控制设于实验室中的加热/制冷装置（现有技术），湿度控制器控制设于实验室中的加湿装置。
如图1-4所示，所述实验装置的原理为：（a）本发明休息室1能够使老鼠在实验前适应实验环境，保证实验结果的准确性；休息室金属网1-5使老鼠的尿液漏下；连接通道2连接休息室1与实验室3，作为两室环境条件的缓冲，门板2-2两侧安装滑槽，可上下滑动，控制实验室3开闭；计时器3-7记录每次观察时间；能移除的底板3-6通过定期清理使老鼠生活环境干净清爽，可移除的顶板3-1便于安装实验室3内部装置。（b）传声器3-10录入地铁噪声样本，控制实验室3声音强度；温度控制器3-9调节实验室3实验温度；湿度控制器3-8调节实验室3实验湿度；能调节式照明灯3-11保证实验室3光照强度；换气装置3-12通入一定浓度的甲醛气体，调节实验室3甲醛浓度；声级计3-2、温湿度传感器3-3、光度表3-4、甲醛浓度检测计3-5实时测量实验室3中声强、温湿度、光强及甲醛浓度，通过单片机控制实验室3中湿度控制器3-8、温度控制器3-9、传声器3-10与照明灯3-11的工作状态，通过触摸屏显示单片机接收的数据信息以及视频信息；这里采用六个实验室3控制变量，同时进行多梯度实验，实验结果相互对比，提高了实验的效率，保证了实验的准确性。（c）实验室用摄像机3-13随时跟踪老鼠行为特征，保证实验结果的完整性。
如图5所示，所述实验装置的实验方法为：（1）打开休息室，将实验老鼠放入休息室中，使其在休息室中适应一段时间；（2）选择需要探究的环境因素，采用控制变量法控制环境变量；（3）调节实验室环境条件，待各实验室环境因素稳定后打开门板；（4）观察记录实验数据，直到实验完成；（5）多次实验，最后根据实验数据分析老鼠的各种行为，包括感温性、感湿性、感光性、声音敏感度、对不同浓度甲醛气体的适应性。
如图6所示，所述实验装置的实验方法，具体地以探究环境因素之一的温度为例：（1）采用控制变量法，调节温度，将各实验室的湿度、光强、声强、甲醛浓度均设为定值且对应相等；（2）按温度梯度调节各个实验室，放入老鼠进行实验；（3）观察和记录实验数据，直到实验完成；（4）多次实验，分析实验数据，判断老鼠的感温性。
以上仅为本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些均属于本发明的保护范围。