面向人工气候箱的多功能性能测试装置的优化设计
[摘 要]：现有的人工气候箱能够对光照、温度和湿度等气候因素进行调节，但在人工气候箱中集成监测系统和精准施药系统还没有先例。基于人工气候箱的多功能性能测试系统就是在人工气候箱中集成实时监测系统和精准施药系统，以便在气候箱中进行植物生长相关实验时，能够实时监测植物生长状况及对植物施水、施药和施水肥等操作，以使植物能够正常生长，从而让实验能够正常进行。相关设计结果也可以推广到温室大棚中，对我国温室大棚向机械化、智能化发展具有重要意义。
关键词：人工气候箱；实时在线监测；多功能性能测试；精准施药
- 课题研究目的和意义
由于近年来我国环境的恶化对人们的生活造成了严重的影响，人们的环保意识与日俱增，而随着人们生活水平的提高，人们对于食品安全问题也越来越重视，因此对于食品来源的关注也日益增强。对于农林业，农药的过量喷施是产生污染的重要途径，而食用含有大量高毒、剧毒农药残留的食物会导致人、畜急性中毒事故，长期食用农药残留超标的农副产品，虽然不会导致急性中毒，但可能引起人和动物的慢性中毒，导致疾病的发生，甚至影响到下一代[1]。而目前喷施农药仍然是农林业病虫害防治的主要方法，因此农药的用量和精确喷施也就至关重要。
面向人工气候箱的多功能性能测试装置可以通过在已有的人工气候箱中集成监控系统和精准施药系统，通过图像处理技术在线实时监控农林作物是否发生病虫害。如若发生病虫害，控制系统会启动集成在人工气候箱中的喷雾系统执行定点定量精准施药。推广到温室大棚，能够有效的控制农药的用量，而又能有效的防治病虫害。
2、研究现状
2.1、人工气候箱的研究现状
人工气候箱是一种在人工条件，实验者以生物或工农业产品为供试对象，通过对气候的三要素—温度、湿度、光照进行有目的的组合模拟出自然界可能出现的各种气候类型，来研究气候因素与研究对象的特性之间的关系，最后得到规律性的结果来指导生产与研究的精密仪器。
目前，有的人工气候箱不仅能够对温度、湿度和光照的调控，还能对CO2、O2和压强等诸多参数的控制，而在温度、湿度和光照方面也在不断进步。如采用 LED 新型光源应用在人工培养箱[2]，而且实现了红光､蓝光､远红外三色光比例的自由组合。虽然大部分人工气候箱还是使用压缩机制冷，但是随着半导体制冷技术的成熟，半导体制冷技术也开始出现在人工气候箱中。在通信方面，人工气候箱实现了远程通信。在结构方面，很多市场待售的人工气候箱已经改进了箱门，使用内门为透明玻璃门的双层门结构有的人工气候箱的光源也从原先的双面光源改为了三面光源。可以说，目前人工气候箱发展已经相对成熟。但是，目前还没有在人工气候箱中集成实时监测系统和精准施药系统的先例。
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