一种家用微环境模拟平台论文和设计-李棚

全文摘要

本实用新型提供了一种家用微环境模拟平台，特别是用于环境模拟技术领域。包括电气柜和柜体，电气柜的顶端设有柜体，柜体的内腔自上而下依次设有天气模拟装置、无土栽培装置和生态鱼缸，天气模拟装置直接连接国家公开气象平台；本实用新型通过天气模拟装置可以形象模拟自然界现象，风，雨，雷，电，太阳，月亮轨迹，且与外部气象环境同步变化；通过无土栽培装置可以用于绿植种植；通过生态鱼缸可以用于模拟水下生态环境，从而呈梯次的呈现一个较为完整的微环境，能大幅改善周围环境，能够通过该装置直观展示出日月转动过程中的地理知识，具有较强的科普意义，且该装置能反应外部自然环境状态，便于提醒住户外部天气的变化，实用性强。

主设计要求

1.一种家用微环境模拟平台，包括电气柜（1）和柜体（101），电气柜（1）的顶端设有柜体（101），其特征在于，柜体（101）的内腔自上而下依次设有天气模拟装置、无土栽培装置和生态鱼缸（2），天气模拟装置直接连接国家公开气象平台。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，天气模拟装置包括整面喷淋喷头（4）和两个刻度滑轨（5），整面喷淋喷头（4）设置柜体（101）的内腔顶壁边缘，两个刻度滑轨（5）相互对称的分设在柜体（101）左右侧壁顶端，两个刻度滑轨（5）之间滑动连接有LED灯带（6），刻度滑轨（5）上设有四季纬度刻度（9），刻度滑轨（5）上设有与LED灯带（6）相配合的步进电机。

3.根据权利要求2所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，LED灯带（6）上设有高亮度三色LED灯（7），柜体（101）的内腔右壁上部设有模拟天气控制器（11），模拟天气控制器（11）采用STM32控制器，模拟天气控制器（11）分别与高亮度三色LED灯（7）以及步进电机连接。

4.根据权利要求3所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，整面喷淋喷头（4）的进水端通过水循环管道（8）贯通连接生态鱼缸（2），水循环管道（8）上设有直流水泵（19），直流水泵（19）设在电气柜（1）内；柜体（101）的内腔右壁上部设有空气加热面板（13），空气加热面板（13）与模拟天气控制器（11）连接。

5.根据权利要求4所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，无土栽培装置包括若干绿植托盘（3），所有的绿植托盘（3）均匀的内设在柜体（101）的内腔中部，绿植托盘（3）采用抽屉结构设计。

6.根据权利要求5所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，绿植托盘（3）的内腔右侧壁设有绿植托盘环境采集器（15），绿植托盘环境采集器（15）采用STM32控制器。

7.根据权利要求6所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，绿植托盘（3）的上方一侧设有托盘直流风扇（14），托盘直流风扇（14）与模拟天气控制器（11）连接。

8.根据权利要求7所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，生态鱼缸（2）的内腔顶壁右侧设有鱼缸环境控制器（16）和自动投食装置（18），鱼缸环境控制器（16）设在自动投食装置（18）的后侧，鱼缸环境控制器（16）采用STM32控制器。

9.根据权利要求8所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，生态鱼缸（2）的内腔底壁右侧设有水箱增氧泵（22），生态鱼缸（2）的内腔右侧壁设有雾化器（17）和水温加热器（23），雾化器（17）设在水温加热器（23）的上方，鱼缸环境控制器（16）分别与自动投食装置（18）、雾化器（17）、水温加热器（23）和水箱增氧泵（22）连接。

10.根据权利要求9所述的一种家用微环境模拟平台，其特征在于，柜体（101）的正端面顶部设有立体环境控制面板（12），电气柜（1）内设有电源适配器（20）、STM32总控器（21）和自然音模拟音箱（24），STM32总控器（21）设在电源适配器（20）的右侧，电源适配器（20）设在直流水泵（19）的右侧，自然音模拟音箱（24）设在直流水泵（19）和电源适配器（20）以及STM32总控器（21）的前方；

STM32总控器（21）通过控制总线（10）分别与模拟天气控制器（11）、鱼缸环境控制器（16）和电源适配器（20）以及所有的绿植托盘环境采集器（15）连接，STM32总控器（21）与国家公开气象平台连接，立体环境控制面板（12）通过控制总线（10）与STM32总控器（21）连接，自然音模拟音箱（24）与模拟天气控制器（11）连接。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及环境模拟技术领域，具体为一种家用微环境模拟平台。

背景技术

水族箱用来饲养热带鱼或者金鱼的玻璃器具，起到观赏的作用。是为观赏用、专门饲养水生动植物的容器，是一个动物饲养区，通常至少有一面为透明的玻璃及高强度的塑料。水族箱内人工饲养著生活于水中的植物及动物（通常为鱼类，但亦可是无脊椎动物、两栖动物、海洋哺乳动物或爬行动物）。水族饲养亦是世界各地盛行的嗜好之一。

水族箱是最常见的微环境模拟装置，但是，这种微环境模拟功能较为单一，只能模拟水下鱼类生长的环境，其观赏性有限，难以满足家用装饰需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种家用微环境模拟平台，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种家用微环境模拟平台，包括电气柜和柜体，电气柜的顶端设有柜体，柜体的内腔自上而下依次设有天气模拟装置、无土栽培装置和生态鱼缸，天气模拟装置直接连接国家公开气象平台。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，天气模拟装置包括整面喷淋喷头和两个刻度滑轨，整面喷淋喷头设置柜体的内腔顶壁边缘，两个刻度滑轨相互对称的分设在柜体左右侧壁顶端，两个刻度滑轨之间滑动连接有LED灯带，刻度滑轨上设有四季纬度刻度，刻度滑轨上设有与LED灯带相配合的步进电机。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，LED灯带上设有高亮度三色LED灯，柜体的内腔右壁上部设有模拟天气控制器，模拟天气控制器采用STM32控制器，模拟天气控制器分别与高亮度三色LED灯以及步进电机连接。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，整面喷淋喷头的进水端通过水循环管道贯通连接生态鱼缸，水循环管道上设有直流水泵，直流水泵设在电气柜内；柜体的内腔右壁上部设有空气加热面板，空气加热面板与模拟天气控制器连接。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，无土栽培装置包括若干绿植托盘，所有的绿植托盘均匀的内设在柜体的内腔中部，绿植托盘采用抽屉结构设计。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，绿植托盘的内腔右侧壁设有绿植托盘环境采集器，绿植托盘环境采集器采用STM32控制器。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，绿植托盘的上方一侧设有托盘直流风扇，托盘直流风扇与模拟天气控制器连接。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，生态鱼缸的内腔顶壁右侧设有鱼缸环境控制器和自动投食装置，鱼缸环境控制器设在自动投食装置的后侧，鱼缸环境控制器采用STM32控制器。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，生态鱼缸的内腔底壁右侧设有水箱增氧泵，生态鱼缸的内腔右侧壁设有雾化器和水温加热器，雾化器设在水温加热器的上方，鱼缸环境控制器分别与自动投食装置、雾化器、水温加热器和水箱增氧泵连接。

为了进一步提高一种家用微环境模拟平台的使用效果，柜体的正端面顶部设有立体环境控制面板，电气柜内设有电源适配器、STM32总控器和自然音模拟音箱，STM32总控器设在电源适配器的右侧，电源适配器设在直流水泵的右侧，自然音模拟音箱设在直流水泵和电源适配器以及STM32总控器的前方；

STM32总控器通过控制总线分别与模拟天气控制器、鱼缸环境控制器和电源适配器以及所有的绿植托盘环境采集器连接，STM32总控器与国家公开气象平台连接，立体环境控制面板通过控制总线与STM32总控器连接，自然音模拟音箱与模拟天气控制器连接。

与现有技术相比，本实用新型通过天气模拟装置可以形象模拟自然界现象，风，雨，雷，电，太阳，月亮轨迹，且与外部气象环境同步变化；通过无土栽培装置可以用于绿植种植；通过生态鱼缸可以用于模拟水下生态环境，从而呈梯次的呈现一个较为完整的微环境，能大幅改善周围环境，能够通过该装置直观展示出日月转动过程中的地理知识，具有较强的科普意义，且该装置能反应外部自然环境状态，便于提醒住户外部天气的变化。

附图说明

图1为本实用新型一种家用微环境模拟平台的结构示意图；

图2为本实用新型一种家用微环境模拟平台的电气柜的内部结构示意图；

图3为本实用新型一种家用微环境模拟平台的控制原理图的结构示意图。

图中：1-电气柜，101-柜体，2-生态鱼缸，3-绿植托盘，4-整面喷淋喷头，5-刻度滑轨，6-LED灯带，7-高亮度三色LED灯，8-水循环管道，9-四季纬度刻度，10-控制总线，11-模拟天气控制器，12-立体环境控制面板，13-空气加热面板，14-托盘直流风扇，15-绿植托盘环境采集器，16-鱼缸环境控制器，17-雾化器，18-自动投食装置，19-直流水泵，20-电源适配器，21-STM32总控器，22-水箱增氧泵，23-水温加热器，24-自然音模拟音箱。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。

实施例1

请参阅图1～3，一种家用微环境模拟平台，包括电气柜1和柜体101，所述电气柜1的顶端设有柜体101，所述柜体101的内腔自上而下依次设有天气模拟装置、无土栽培装置和生态鱼缸2，所述天气模拟装置直接连接国家公开气象平台，通过天气模拟装置可以形象模拟自然界现象，风，雨，雷，电，太阳，月亮轨迹，且与外部气象环境同步变化；通过无土栽培装置可以用于绿植种植；通过生态鱼缸2可以用于模拟水下生态环境，从而呈梯次的呈现一个较为完整的微环境，能大幅改善周围环境，能够通过该装置直观展示出日月转动过程中的地理知识，具有较强的科普意义，且该装置能反应外部自然环境状态，便于提醒住户外部天气的变化。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上的进一步阐述，天气模拟装置包括整面喷淋喷头4和两个刻度滑轨5，所述整面喷淋喷头4设置柜体101的内腔顶壁边缘，两个所述刻度滑轨5相互对称的分设在柜体101左右侧壁顶端，两个刻度滑轨5之间滑动连接有LED灯带6，刻度滑轨5上设有四季纬度刻度9，刻度滑轨5上设有与LED灯带6相配合的步进电机，通过步进电机带动LED灯带6沿着刻度滑轨5上行走。

所述LED灯带6上设有高亮度三色LED灯7，所述柜体101的内腔右壁上部设有模拟天气控制器11，所述模拟天气控制器11采用STM32控制器，模拟天气控制器11分别与高亮度三色LED灯7以及步进电机连接，通过高亮度三色LED灯7可以形成不同亮度或不同颜色的灯光，模拟太阳和月，并能根据需要实现炫彩灯光变幻的效果；通过模拟天气控制器11可以独立控制各灯的亮灭和颜色，实现日出，日落，月升，月落的自然现象；同时，由模拟天气控制器11，驱动步进电机，带动LED灯带6在刻度滑轨5上滑动，模拟春夏秋冬四季，且对应四季纬度刻度9。

所述整面喷淋喷头4的进水端通过水循环管道8贯通连接生态鱼缸2，所述水循环管道8上设有直流水泵 19，所述直流水泵19设在电气柜1内，通过直流水泵19抽取生态鱼缸2内的水供给整面喷淋喷头4，并通过整面喷淋喷头4喷出，模拟雨水天气，且通过直流水泵19直接控制水量的大小，进而形成小雨、中雨或大雨。

所述柜体101的内腔右壁上部设有空气加热面板13，所述空气加热面板13与模拟天气控制器11连接，通过空气加热面板13可以环境温度。

实施例3

本实施例是在实施例1的基础上的进一步阐述，所述无土栽培装置包括若干绿植托盘3，所有的所述绿植托盘3均匀的内设在柜体101的内腔中部，绿植托盘3采用抽屉结构设计，便于绿植托盘3随时抽拉打开。

所述绿植托盘3的内腔右侧壁设有绿植托盘环境采集器15，所述绿植托盘环境采集器15采用STM32控制器，通过绿植托盘环境采集器15可实现绿植托盘3内的土壤湿度、光照度和空气湿度的环境检测。

所述绿植托盘3的上方一侧设有托盘直流风扇14，所述托盘直流风扇14与模拟天气控制器11连接，通过模拟天气控制器 11 控制托盘直流风扇14的转动方向，实现抽风和送风，进而实现自然风的模拟。

实施例4

本实施例是在实施例1的基础上的进一步阐述，所述生态鱼缸2的内腔顶壁右侧设有鱼缸环境控制器16和自动投食装置18，所述鱼缸环境控制器16设在自动投食装置18的后侧，鱼缸环境控制器16采用STM32控制器，通过鱼缸环境控制器16实现对鱼缸水质检测，包括含氧量、温度、水质混浊度环境参数采集。

所述生态鱼缸2的内腔底壁右侧设有水箱增氧泵22，生态鱼缸2的内腔右侧壁设有雾化器17和水温加热器23，所述雾化器17设在水温加热器23的上方，所述鱼缸环境控制器16分别与自动投食装置18、雾化器17、水温加热器23和水箱增氧泵22连接，通过自动投食装置18可以为鱼自动补充食料；通过雾化器17可以形成雾天气；通过水温加热器23可以控制水温；通过水箱增氧泵22可以改善水质含氧量。

实施例5

本实施例是在实施例1-4的基础上的进一步阐述，所述柜体101的正端面顶部设有立体环境控制面板12，所述电气柜1内设有电源适配器20、STM32总控器21和自然音模拟音箱24，所述STM32总控器21设在电源适配器20的右侧，所述电源适配器20设在直流水泵19的右侧，所述自然音模拟音箱24设在直流水泵19和电源适配器20以及STM32总控器21的前方，所述STM32总控器21通过控制总线10分别与模拟天气控制器11、鱼缸环境控制器16和电源适配器20以及所有的绿植托盘环境采集器15连接，STM32总控器21可直接连接外界的wifi装置，进而实现无线操作；STM32总控器21与国家公开气象平台连接，所述立体环境控制面板12通过控制总线10与STM32总控器21连接，通过立体环境控制面板12进行操控，提高设置的便利性；所述自然音模拟音箱24与模拟天气控制器11连接。

实施例1-5的工作原理，通过立体环境控制面板12进行操控设置STM32总控器21的相关参数，进而控制模拟天气控制器11、鱼缸环境控制器16和绿植托盘环境采集器15，从而控制天气模拟装置、无土栽培装置和生态鱼缸2的运行，并同步模拟外部天象变化。

本实用新型的创新点在于，通过天气模拟装置可以形象模拟自然界现象，风，雨，雷，电，太阳，月亮轨迹，且与外部气象环境同步变化；通过无土栽培装置可以用于绿植种植；通过生态鱼缸2可以用于模拟水下生态环境，从而呈梯次的呈现一个较为完整的微环境，能大幅改善周围环境，能够通过该装置直观展示出日月转动过程中的地理知识，具有较强的科普意义，且该装置能反应外部自然环境状态，便于提醒住户外部天气的变化。

上面对本专利的较佳实施方式作了详细说明，但是本专利并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本专利宗旨的前提下作出各种变化。

设计图

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