[发明专利]一种基于微控制器的物质封闭智能生态系统

说明书

本发明涉及一种基于微控制器的物质封闭智能生态系统，属于生态环保、生态养殖以及智能控制技术领域。所述智能生态系统主要包括生态球、温度传感器、光强度模块、微型水泵、光控模块、嵌入式微控制器、LED光源、调光膜、继电器、半导体制冷装置、电热装置；光强度模块包括光照传感器；所述光照传感器、温度传感器与嵌入式微控制器输入端电连接；所述散热风扇、散热器与半导体制冷装置的散热片物理连接；水循环管道的进端口、出端口与生态球的水体相连通；有必要且安全的隔离与防水措施。所述系统节省人力物力，无需换水、投喂、通风，可倾斜姿态维持，更加真实地模拟自然生态系统且成本极低，各模块可方便获得，实施例的成本仅在数十元。

技术领域

本发明涉及一种基于微控制器的物质封闭智能生态系统，属于生态环保、生态养殖以及智能家居技术领域。

背景技术

生态球是依据自然界水生生态系统的结构和运行规律设计制造的简单的人造生态系统，由密闭透明容器，水、无机盐类、外界光照等非生物成分，初级生产者、消费者和分解者等生物成分组成。生态球所体现的物质的严格配比、生态系统的精妙运行以及赏心悦目的外观有助于社会中生态保护意识的普及和进一步发展。然而，狭义的生态球在物质上是封闭的，能量获得是有限且随机的，生物成分是单一且低级的，根据熵增原理，维持稳定要求极为严苛的温度、光照等条件，在现实的家庭环境中难以实现。因此，为了提高人们对生态环境的重视程度，为了促进社会中更高形态的环保意识的萌芽、成长，也为了让人们对生态科学更加支持，本发明针对狭义生态球进行创新改造，通过人为增加系统的能量输入，结合51单片机的智能控制和内部成分的精确配比，智能维持生态球的光照、温度、气体成分、无机环境的稳定，旨在通过推广本装置，让生态保护的意识深入千家万户。

发明内容

本发明的目的在于针对现有智能生态鱼缸存在不能做到物质封闭，虽然接入电源，但仍需要换水、喂食、加氧、过滤等技术问题，提出了一种基于微控制器的物质封闭智能生态系统。

所述物质封闭智能生态系统，包括：生态球、水循环管道、传感器模块、循环动力模块、温控模块、光控模块、控制模块以及电源模块；

其中，生态球是球形或其他形状；

传感器模块包括温度传感器和光强度模块；循环动力模块包括微型水泵；

温控模块包括制冷装置、散热装置以及制热装置；光控模块包括照明灯具、LED光源以及调光膜；控制模块包括微处理器；

其中，制冷装置为半导体制冷装置，半导体制冷装置包括散热片；

制热装置为电热装置；散热装置包括散热器和散热风扇；微处理器为嵌入式微控制器；光强度模块包括光照传感器；电源模块包括直流输入、电压转换模块以及继电器模块；

其中，水循环管道包括进端口和出端口以及中间段；

LED光源以及连线、水循环管道的进端口和出端口位于生态球内，光照传感器位于生态球外部密闭盒子表面，可变透光膜位于生态球上方；嵌入式微控制器、水循环管道的中间段、微型水泵、电热装置、半导体制冷装置、散热器、散热风扇、备用电源、继电器以及电压转换模块位于生态球外部密闭盒子中；

其中，嵌入式微控制器是单片机、ARM、FPGA、CPLD中的一种；

其中，嵌入式微控制器包括模拟数字转换单元、处理单元；

所述物质封闭智能生态系统中各模块的连接与安装关系如下：