一种实时模拟野外环境的动植物培养箱的制作方法

本发明属于野外坏境监测及模拟技术领域，特别涉及一种实时模拟野外环境的动植物培养箱。

背景技术：

由于森林资源减少和野外环境的破坏，很多野生动植物都处于濒危状态。据初步统计显示，中国处于濒危状态的野生动植物物种为总数的15％至20％。很多野生动植物具有极高的药用价值，经济价值或科研价值。为了保护或开发某些野生动植物资源，需要在室内环境下对其生长特性、生理调控机制甚至基因调控机理进行深入研究。

然而，很多野生动植物在移至室内环境之后，由于环境的改变难以生存。极大地限制了对其深入研究。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的缺点，提供一种实时模拟野外环境的动植物培养箱，解决现有野生动植物难以在室内环境下生存的技术问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种实时模拟野外环境的动植物培养箱，其特征在于：所述实时模拟野外环境的动植物培养箱由野外环境采集装置和模拟野外环境培养箱组成，所述野外环境采集装置的采集数据，通过第一单片机和无线发送模块将采集到的数据信号传输给所述模拟野外环境培养箱的无线接收模块，再经第二单片机对所接收到的信号进行处理分析后，对所述模拟野外环境培养箱的培养参数进行自动调节；

所述野外环境采集装置还包括：太阳能光伏板、风速测量仪、空气温度探头、空气湿度探头、土壤温度探头、土壤湿度探头、光強测量仪、支架，所述第一单片机与所述风速测量仪、空气温度探头、空气湿度探头、土壤温度探头、土壤湿度探头、光強测量仪导线连接，所述第一单片机与所述无线发送模块之间通过导线连接；

所述模拟野外环境培养箱还包括：箱体，所述无线接收模块与所述第二单片机导线连接，并设置在所述箱体的外部；所述箱体的内部设置有白炽灯、喷头、风扇、箱内空气温度探头、箱内空气湿度探头、箱内土壤温度探头、箱内土壤湿度探头、加热管、压缩机、加湿器和土壤框，所述第二单片机与白炽灯、喷头、风扇、箱内空气温度探头、箱内空气湿度探头、箱内土壤温度探头、箱内土壤湿度探头、加热管、压缩机和加湿器通过导线连接。

进一步，所述支架竖直设置且其下端插入土壤中，所述风速测量仪设置在所述支架顶端，所述空气温度探头和空气湿度探头分别设置在所述支架中部，所述土壤温度探头和土壤湿度探头分别设置在插入土壤的所述支架上，所述太阳能光伏板和光強测量仪分别安装在地面上，所述太阳能光伏板为所述风速测量仪、空气温度探头、空气湿度探头、土壤温度探头、土壤湿度探头、光強测量仪、第一单片机和无线发送模块提供电能。

进一步，所述白炽灯有若干设置在所述箱体的顶面和侧壁上部，所述喷头设置在所述箱体顶面，所述风扇设置在所述箱体后方侧壁上，所述箱内空气温度探头、箱内空气湿度探头分别设置在所述箱体左右侧壁中部，所述土壤框设置在所述箱体下部，所述土壤框侧壁设置有箱内土壤温度探头和箱内土壤湿度探头，所述压缩机和加湿器设置在所述箱体上部侧壁上；

所述加热管设置在土壤框内壁，所述土壤框左方侧壁上部设置有溢流孔，所述土壤框侧壁外侧与所述箱体侧壁内侧之间设置有溢流道，所述土壤框下方与所述箱体底面之间设置有储水箱，所述溢流道与所述储水箱连通，所述土壤框底面与所述储水箱之间设置有若干毛细导水柱。

进一步，所述白炽灯在所述箱体顶面和侧壁上部从中间到两侧功率由大到小依次分布。

进一步，所述土壤框采用红陶或木材制成。

本发明采用上述技术方案，通过野外环境采集装置对动植物生活的野外环境的数据进行采集，通过第一单片机和无线发送模块将采集到的数据信号传输给模拟野外环境培养箱的无线接收模块，再经第二单片机对所接收到的信号进行处理分析后对模拟野外环境培养箱的参数进行自动调节；在光照强度、空气温度、空气湿度、土壤温度、土壤湿度、风力大小等方面最大限度的模拟动植物的野外生存环境，能够真实地再现野外环境，使众多在室内难以培养的小型动物、植物或微生物，实现室内的成功培养，推进对野外动植物的保护和深入研究。

附图说明

图1为本发明的野外环境采集装置的结构示意图；

图2为本发明的模拟野外环境培养箱内部的结构示意图；

图3为本发明的模拟野外环境培养箱内部顶面的结构示意图；

图4为本发明的数据信号传输框图(工作原理图)。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述。

如图1至图4所示，一种实时模拟野外环境的动植物培养箱，由野外环境采集装置1和模拟野外环境培养箱2组成，所述野外环境采集装置1的采集数据，通过第一单片机1-1和无线发送模块1-2将采集到的数据信号传输给所述模拟野外环境培养箱2的无线接收模块2-1，再经第二单片机2-2对所接收到的信号进行处理分析后，对所述模拟野外环境培养箱2的培养参数进行自动调节；

所述野外环境采集装置1还包括：太阳能光伏板1-3、风速测量仪1-4、空气温度探头1-5、空气湿度探头1-6、土壤温度探头1-7、土壤湿度探头1-8、光強测量仪1-9、支架1-10，所述第一单片机1-1与所述风速测量仪1-4、空气温度探头1-5、空气湿度探头1-6、土壤温度探头1-7、土壤湿度探头1-8、光強测量仪1-9导线连接，所述第一单片机1-1与所述无线发送模块1-2之间通过导线连接；

所述模拟野外环境培养箱2还包括：箱体2-3，所述无线接收模块2-1与所述第二单片机2-2导线连接，并设置在所述箱体2-3的外部；所述箱体2-3的内部设置有白炽灯2-4、喷头2-5、风扇2-6、箱内空气温度探头2-7、箱内空气湿度探头2-8、箱内土壤温度探头2-9、箱内土壤湿度探头2-10、加热管2-11、压缩机2-12、加湿器2-13和土壤框2-14，所述第二单片机2-2与白炽灯2-4、喷头2-5、风扇2-6、箱内空气温度探头2-7、箱内空气湿度探头2-8、箱内土壤温度探头2-9、箱内土壤湿度探头2-10、加热管2-11、压缩机2-12和加湿器2-13通过导线连接。

所述支架1-10竖直设置且其下端插入土壤中，所述风速测量仪1-4设置在所述支架1-10顶端，所述空气温度探头1-5和空气湿度探头1-6分别设置在所述支架1-10中部，所述土壤温度探头1-7和土壤湿度探头1-8分别设置在插入土壤的所述支架1-10上，所述太阳能光伏板1-2和光強测量仪1-8分别安装在地面上，所述太阳能光伏板1-3为所述风速测量仪1-4、空气温度探头1-5、空气湿度探头1-6、土壤温度探头1-7、土壤湿度探头1-8、光強测量仪1-9、第一单片机1-1和无线发送模块1-2提供电能。

所述白炽灯2-4有若干设置在所述箱体2-3的顶面和侧壁上部，所述喷头2-5设置在所述箱体2-3顶面，所述风扇2-6设置在所述箱体2-3后方侧壁上，所述箱内空气温度探头2-7、箱内空气湿度探头2-8分别设置在所述箱体2-3左右侧壁中部，所述土壤框2-14设置在所述箱体2-3下部，所述土壤框2-14侧壁设置有箱内土壤温度探头2-9和箱内土壤湿度探头2-10，所述压缩机2-12和加湿器2-13设置在所述箱体2-3上部侧壁上；

所述加热管2-11设置在土壤框2-14内壁，所述土壤框2-14左方侧壁上部设置有溢流孔2-15，所述土壤框2-14侧壁外侧与所述箱体2-3侧壁内侧之间设置有溢流道2-16，所述土壤框2-14下方与所述箱体2-3底面之间设置有储水箱2-17，所述溢流道2-16与所述储水箱2-17连通，所述土壤框2-14底面与所述储水箱2-17之间设置有若干毛细导水柱2-18。

所述白炽灯2-4在所述箱体2-3顶面和侧壁上部从中间到两侧功率由大到小依次分布。

所述土壤框2-14采用红陶或木材制成。

本发明的工作过程及工作原理：

如图1至图4所示，通过野外环境采集装置1对动植物生活的野外环境的数据进行采集，并通过第一单片机1-1对所采集到的数据进行保存和处理，将其转化为无线发射信号，由于第一单片机1-1与无线发送模块1-2之间通过导线连接，因此转化后的无线发射信号可通过无线发送模块1-2发送回模拟野外环境培养箱2，无线接收模块2-1接收到无线信号后将其导入第二单片机2-2，第二单片机2-2在收到这些数据时,对所接收到的信号进行处理分析得到相应的数据后，实时地对培养箱内的培养参数进行自动调节；

通过对设置在箱体顶面和侧壁上部从中间到两侧功率依次由大到小的白炽灯2-4的亮灯数量以及亮灯位置的调整，改变箱体2-3内的光照强度；

空气温度由设置在箱体2-3内的压缩机2-12进行调节；

空气湿度由设置在箱体2-3内的加湿器2-13进行调节；

风力的大小由设置在箱2-3体内的风扇2-6进行调节；

土壤框2-14盛放所培养的植物或微生物的土壤，通过加热管2-11对土壤进行加热，使土壤温度维持和野外土壤一致的温度；在土壤湿度不足时，可开启箱体2-3顶部的喷头2-5对土壤进行加湿，模拟野外下雨环境，当喷头2-5喷水量过大时，土壤表层的水可以通过溢流孔2-15和溢流道2-16流到底部的储水箱2-17；土壤框2-14底面设置的若干毛细导水柱2-18的数量以及储水箱2-17的存水量，可按照野外环境中的地下水含量和深度进行调节，从而实现对野外环境的模拟。

本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于前述的细节，而应在权利要求所限定范围内广泛地解释，因此，落入权利要求或其等效范围内的变化和改型都应为本发明所涵盖。