[发明专利]一种可远程监控的微型人工气候箱

说明书

技术领域

本发明涉及生物工程技术领域，具体涉及一种可远程监控的微型人工气候箱。

背景技术

现在中小学教育越来越强调和注重培养学生的兴趣爱好，特别是科技类创新研究活动。观察和研究各种动植物行为是一类普遍受中小学生热爱的科技活动，但是因植物生长周期长，生长受到地理空间、季节和气候条件的限制影响较大，对于广大生活和学习在城市中的学生，缺乏像生活在农村中的学生那样非常方便亲近自然和观察各种植物生长习性的客观条件和机会，最终影响到城市学生对研究植物的爱好难以实现或长期保持。

在国家研究机构，科学家通过建造大型的人工气候室等科研设施，来克服植物在自然气候条件下生长所受的时空限制。即通过人为控制人工气候室的温度、空气湿度、光照强度、二氧化碳浓度和土壤含水量等参数，来满足植物生长所需的各种气候条件，实现了全年任何时候都可以观察研究植物生长的科研需要。但是人工气候室作为一种大型科研设施，往往有较大的占地要求、造价高、运行维护成本高，只能满足科研工作者的研究需要，对广大爱好动植物的中小学生来说，很少有机会能够使用这些科研设施。即使体积相对小型人工气候箱等科研设备，也只是用于科研工作，不能满足广大学生的课外兴趣活动要求。

如果能研究开发一种体积小、可以放置在家中或学校的微型气候箱，将极大方便中小学生在家或在校开展动植物观察研究的科技类活动，培养他们热爱动植物科学、善于观察、勤于动手的良好科学基础和科学素养。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明提供了一种可远程监控的微型人工气候箱，用于利用课外时间在家中或学校开展持续性的植物生长方面的科技创新类研究活动，解决以往城市中学生因客观条件限制而无法了解植物从种子到种子全生命周期中生长变化过程的问题。

本发明的技术方案如下：

本发明提供了一种可远程监控的微型人工气候箱，气候箱包括培养箱、控制箱和水箱，三者可形成为一体或相互独立，当相互独立时，培养箱、控制箱和水箱之间通过导线和管道连接以进行导电、通讯和液体输送，气候箱内设置有传感器和执行器件以进行多参数自动检测和多参数自动控制，培养箱由透明的有机玻璃材料(如PMMA)制成，气候箱内设置有轻质温控装置进行控温。

进一步地，培养箱内设置有温度传感器、空气湿度传感器、光照度传感器、二氧化碳浓度传感器、土壤含水量传感器、LED光源和内循环风扇中的一种或几种，培养箱内底部放置植物培养容器(栽培盘或栽培盆)，土壤含水量传感器直接插入在植物培养容器里的栽培土中，培养箱的后面板开孔安装外循环风扇和轻质温控装置，导线和管道从后面板开孔接入培养箱内的传感器和执行器件上。

进一步地，上述轻质温控装置包括PTC加热片和半导体制冷片。

进一步地，多参数自动检测包括对温度、空气湿度、光强度、二氧化碳浓度和土壤含水量中的一个或几个参数的检测。

进一步地，多参数自动控制包括自动控制加热、制冷、灌溉、光照和通风中的一种或几种。

进一步地，微型人工气候箱的总体积不大于0.03立方米，可放置在桌面上。

进一步地，气候箱内设置有微型摄像头，可运用手机APP或电脑操作软件进行远程监控箱体内植物实时的生长状况和设备运转状态。

进一步地，气候箱的箱体被设置为可彼此紧密配合，两个以上的气候箱可叠放或扩展形成多室分隔的扩展型气候箱。

进一步地，控制箱包括变送器和现场控制器，传感器通过变送器将模拟信号转换为数字信号，现场控制器记录存储数字信号，并与上位机电脑连接通信，上位机电脑通过控制显示软件将控制信号发送给现场控制器执行操作。

进一步地，数字信号通过短距离无线传输方式与上位机电脑连接通信。

本发明提供的微型人工气候箱具有以下优点：

1、实现多参数自动检测和控制。具备能够自动检测温度、空气湿度、光强度、二氧化碳浓度、土壤含水量等多种参数和自动控制加热、制冷、灌溉、通风等执行器件动作的功能，创造一个模拟自然气候条件的小型人工气候环境。