CN113699032A - 培养箱及控制的方法、装置 - Google Patents

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Abstract

本申请涉及智能设备技术领域，公开一种培养箱及控制的方法、装置。培养箱内胆中每个固定面上配置了加热器件，该方法包括：通过温度测量器件，获取所述培养箱的当前内胆温度，并得到所述当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量；根据所述当前温度变差量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定所述培养箱中每个加热器件对应的当前功率值；根据所述当前功率值，控制对应所述加热器件的运行。这样，对每个加热器件进行PID模糊控制，降低了培养箱内的温度出现过冲的几率，使得培养箱内的温度波动变小，提高了培养箱温度的稳定性。

Description

培养箱及控制的方法、装置
技术领域
本申请涉及智能设备技术领域，例如涉及培养箱及控制的方法、装置。
背景技术
在生物医疗领域，需要一种设备可进行细胞/组织的体外培养，该设备即培养箱需要稳定的温度，稳定的气体浓度，较高的相对饱和湿度。但是，目前，培养箱中只有单一的加热器件，很难保障培养箱中温度的均衡性，而且根据温度控股加热器件的过程，可能会使得温度的稳定性还不够高，还需进行提高。
发明内容
为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
本公开实施例提供了一种培养箱及控制的方法、装置，以解决培养箱稳定性有待提高的技术问题。
在一些实施例中，所述培养箱包括：
位于所述培养箱内胆中每个固定面上的主体加热器件；
测量所述培养箱内胆温度的至少一个温度测量器件；
主控模块，分别与每个所述主体加热器件，以及每个所述温度测量器件电路连接，被配置为在通过所述温度测量器件，获取所述培养箱的当前内胆温度，并得到所述当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量的情况下，根据所述当前温度变差量，对每个所述主体加热器件进行比例积分微分PID模糊控制。
在一些实施例中，所述方法包括：
通过温度测量器件，获取所述培养箱的当前内胆温度，并得到所述当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量；
根据所述当前温度变差量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定所述培养箱中每个加热器件对应的当前功率值；
根据所述当前功率值，控制对应的所述加热器件的运行。
在一些实施例中，所述培养箱控制的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行上述培养箱控制的装置方法。
本公开实施例提供的培养箱及控制的方法、装置，可以实现以下技术效果：
可在培养箱内胆中每个固定面上都配置有加热器件，并且，根据测量温度与设定温度之间的差值，对每个加热器件进行PID模糊控制，降低了培养箱内的温度出现过冲的几率，使得培养箱内的温度波动变小，提高了培养箱温度的稳定性。
以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
图1是本公开实施例提供的一种培养箱的结构示意图；
图2是本公开实施例提供的一种培养箱控制方法的流程示意图；
图3是本公开实施例提供的一种培养箱的结构示意图；
图4是本公开实施例提供的一种培养箱控制方法的流程示意图；
图5是本公开实施例提供的一种培养箱控制装置的结构示意图；
图6是本公开实施例提供的一种培养箱控制装置的结构示意图。
具体实施方式
为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。
本公开实施例中，可在培养箱内胆中每个固定面上都配置有加热器件，并且，根据测量温度与设定温度之间的差值，对每个加热器件进行PID模糊控制，降低了培养箱内的温度出现过冲的几率，使得培养箱内的温度波动变小，提高了培养箱温度的稳定性。还可根据测量气体浓度与设定浓度之间的差值，对气体控制电磁阀门进行PID模糊控制，降低了培养箱内的气体浓度出现过冲的几率，使得培养箱内的气体浓度波动变小，提高了培养箱气体浓度的稳定性。
图1是本公开实施例提供的一种培养箱的结构示意图。如图1所示，培养箱包括：主控模块110、位于培养箱内胆中每个固定面上的主体加热器件120，以及测量培养箱内胆温度的至少一个温度测量器件130。
其中，本实施例中，培养箱可为正方体、长方体或其他形状的箱体，一般包括两个或多个固定面，以及一个可以活动的门体。例如：培养箱为正方体或长方体时，一般，培养箱内胆分别有上、下、左、右以及背五个固定面，而前面可为活动的门体。
在培养箱内胆中每个固定面上都配置有加热器件，例如：加热丝。这样，由于多个面中都有加热器件，即可保障培养箱加热的均匀性。位于培养箱内胆中每个固定面上的主体加热器件可与培养箱中的主控模块电路连接，并且，培养箱中还包了与主控模块电路连接，可测量内胆温度的至少一个温度测量器件，例如：两个PT1000温度传感器，其中，一个为主温度测量器件，另一个为从温度测量器件。
这样，主控模块110分别与每个主体加热器件120，以及每个温度测量器件130电路连接，从而，被配置为可在通过温度测量器件130，获取培养箱的当前内胆温度，并得到当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量的情况下，可根据当前温度变差量，对每个主体加热器件120进行PID模糊控制，从而，可降低了培养箱内的温度出现过冲的几率，使得培养箱内的温度波动变小，提高了培养箱温度的稳定性。
由于培养箱的门体是活动的，且培养箱内具有较高的相对饱和湿度，这样，门体活动可能会产生凝露，因此，在一些实施例中，培养箱还可包括：与主控模块电路连接，且位于培养箱门体上的门体加热器件。从而，主控模块对门体加热器件进行控制，可进行门体独立的功率补偿，并可通过主体加热器件，以及门体加热器件的控制，使得培养箱内温度恒定，减少凝露的产生。及培养箱可包括位于培养箱门体上的门体加热器件，则主控模块，可还被配置为根据当前温度变差量，对门体加热器件进行PID模糊控制。
在一些实施例中，培养箱是一种在稳定的温度，稳定的气体浓度，以及较高的相对饱和湿度的情况下，对细胞/组织进行体外培养的设备，因此，还可对设定气体的浓度进行控制，即培养箱还可包括：与主控模块电路连接的设定气体电磁阀门；与主控模块电路连接，且测量培养箱内设定气体浓度的气体浓度检测器件。从而，主控模块，可还被配置为在通过气体浓度检测器件，获取培养箱的设定气体的当前气体浓度，并得到当前气体浓度与设定气体浓度之间当前气体浓度差量的情况下，根据当前气体浓度差量，对设定气体电磁阀门进行PID模糊控制。
培养箱可能需要稳定浓度的CO2、O2等，每种气体的气管或者气罐可通过对应的电磁阀门与主控模块电路连接，并且，培养箱内还有对应的气体浓度检测器件，从而，主控模块电路可通过气体浓度检测器件检查的气体浓度与设定气体浓度之间差值，对对应的电磁阀门进行比例积分微分PID模糊控制，从而，可降低了培养箱内的气体浓度出现过冲的几率，使得培养箱内的气体浓度波动变小，提高了培养箱气体浓度的稳定性。
当然，培养箱中还可配置使得温度均匀的风机，实现数据通讯的通讯模块等等模块，具体就不一一例举了，配置了培养箱后，即可对培养箱进行控制，实现温度、气体浓度的恒定。
图2是本公开实施例提供的一种培养箱控制方法的流程示意图。如图2所示，培养箱控制的过程包括：
步骤201：通过温度测量器件，获取培养箱的当前内胆温度，并得到当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量。
如上述，培养箱中配置了一个、两个或多个温度测量器件，可从任意一个温度测量器件，获取到培养箱的当前内胆温度；或者，指定一个温度测量器件为主温度测量器件，另一个为从温度测量器件，每次进行温度采集时，可通过主温度测量器件获取到培养箱的当前内胆温度，而当主温度测量器件出现故障时，可通过从温度测量器件获取到培养箱的当前内胆温度；或者，通过每个温度测量器件获取对应的内胆温度，将其平均值确定为培养箱的当前内胆温度。即获取培养箱的当前内胆温度的方式有多种，具体不做限定。
获取当前内胆温度后，即可得到当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量。例如：k为当前次采样，当前温度变差量为e(k)，设定温度为r(k)，而当前内胆温度为c(k)，从而，e(k)＝r(k)-c(k)。
步骤202：根据当前温度变差量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定培养箱中每个加热器件对应的当前功率值。
得到了当前温度变差量e(k)，即可根据当前温度变差量，通过公式(1)确定当前控制增量。
Δu(k)＝q0e(k)-q1e(k-1)+q2e(k-2) (1)
其中，Δu(k)为当前控制增量，e(k)为当前温度变差量，e(k-1)为前一次温度变差量，e(k-2)为前两次温度变差量，q0，q1，q2分别为常量。
然后，可根据当前控制增量Δu(k)，进行比例积分微分PID模糊控制，确定培养箱中加热器件对应的当前总功率值。然后，可根据保存的加热器件功率分配策略，对当前总功率值进行分配，得到每个加热器件对应的当前功率值。
本公开实施例中，培养箱内胆中每个固定面上的主体加热器件，即培养箱内有两个或多个主体加热器件，例如：方形的培养箱内可以有顶、底、左、右以及背五个固定面，从而，有五个主体加热器件。若一些实施例中，培养箱内门体上还配置了门体加热器件，那个这个方形的培养箱中可能有六个加热器件。由于加热器件处的位置不同，对加热以及温度的稳定性所贡献的作用也不完全相同，例如：处于底部加热器件对温度的贡献会大于顶部加热器，而左、右、背面对应的加热器件对温度的贡献差不多。当然，若有门体加热器件时，由于门体的特许性，门体加热器件对温度的贡献也是不同的。因此，本公开实施例中，可预先根据每个加热器件的位置，配置并保存加热器件功率分配策略。其中，加热器件功率分配策略可包括：功率分配比例。这样，即可根据保存的加热器件功率分配策略，对当前总功率值进行分配，得到每个加热器件对应的当前功率值。
在一些实施例中，加热器件功率分配策略不仅可包括：功率分配比例，还可包括：功率补偿，运行顺序等中的一种或多种。那么还可根据保存的加热器件功率分配策略，确定每个加热器件对应的运行顺序；并根据当前功率值，运行顺序，控制加热器件的运行。
表1是是本公开实施例提供的一种加热器件位置与加热器件功率分配策略之间的对应关系。
加热器件位置 加热器件功率分配策略
底部 功率分配比例A％，功率补偿值α，第一运行顺序
左部、右部、背部 功率分配比例B％，功率补偿值β，第二运行顺序
顶部 功率分配比例C％，功率补偿值γ，第三运行顺序
门体 功率分配比例D％，功率补偿值μ，第四运行顺序
表1
表1中，当然，A％+3B％+C％+D％＝100％，并且，A、B、C、D，以及α、β、γ、μ等这些参数值都是可根据多次试验后配置并保存的，并且与设定温度相关，即不同的设定温度，这些参数值不一定相同。每个加热器件的运行顺序可以相同或不同。根据表1，可将培养箱中的加热器件控制分为四路，分别与底部、顶部、以及门体对应的加热器件，还有由左部、右部、背部并列组成的一路。这样，通过PID模糊控制，确定培养箱中加热器件对应的当前总功率值Φ后，即可根据表1中对应的加热器件功率分配策略，确定底部加热器件的功率为Φ*A％+α，并首先运行。而左部、右部、背部的加热器件对应的功率为Φ*B％+β，并在设定时间后运行。而门体可进行独立补偿，即可确定门体的功率为Φ*D％+μ。
加热器件功率分配策略可预先配置并保持，每个加热器件分配的功率以及加热时间不一定相同，因此，可保障培养箱中温度的均匀性。而门体加热器件独立控制并进行功率补偿，减少开门扰动温度的影响，并且还可减少凝露的产生。
步骤203：根据当前功率值，控制对应加热器件的运行。
确定每个加热器件的当前功率值，即可控制对应加热器件的运行。例如：控制底部加热器件以功率为Φ*A％+α运行第一设定时间后，继续控制左部、右部、背部的加热器件以功率为Φ*B％+β运行。
可见，本实施例中，可根据测量温度与设定温度之间的差值，对不同面上的加热器件进行PID模糊控制，降低了培养箱内的温度出现过冲的几率，使得培养箱内的温度波动变小，提高了培养箱温度的稳定性
由于培养箱不断采集培养箱的当前内胆温度，因此，培养箱中温度的控制实时的，因此，在根据当前功率值，控制加热器件的运行之后，还需将e(k)保存为e(k-1)，将e(k-1)保存为e(k-2)。这样，可以不断实时进行温度控制。
当然，培养箱是一种在稳定的温度，稳定的气体浓度，以及较高的相对饱和湿度的情况下，对细胞/组织进行体外培养的设备，因此，还可对设定气体的浓度进行控制，因此，在一些实施例中，通过气体浓度检测器件，获取培养箱的设定气体的当前气体浓度，并得到当前气体浓度与设定气体浓度之间当前气体浓度差量；根据当前气体浓度差量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定培养箱中设定气体对应的设定气体电磁阀门的当前开度值；根据当前开度值，控制气体电磁阀门的运行。即可根据检测到的气体浓度与设定气体浓度之间差值，对对应的电磁阀门进行PID模糊控制，从而，可降低了培养箱内的气体浓度出现过冲的几率，使得培养箱内的气体浓度波动变小，提高了培养箱气体浓度的稳定性。具体的PID模糊控制可以上述温度的PID模糊控制类似，只是具体的控制增量不同。
下面将操作流程集合到具体实施例中，举例说明本发明实施例提供的培养箱控制过程。
本公开一实施例中，图3是本公开实施例提供的一种培养箱的结构示意图。如图3所示，包括主控模块310、主控模块310内胆中五个面上粘贴有加热丝，并且，底部加热丝320通过对应的可控硅与主控模块310的一个端口连接，左、右以及背部加热丝320组成一组电路通过对应的可控硅与主控模块310的一个端口连接，而顶部加热丝320通过对应的可控硅与主控模块310的一个端口连接。并且，门体也配置了加热丝320，也通过对应的可控硅与主控模块310的一个端口连接。即培养箱中有四路加热丝控制电路。
并且，温度测量器件为两个PT1000温度传感器330分别与主控模块310的端口连接。同时，二氧化碳电磁阀门340、氧气电磁阀门350也分别与主控模块310的端口连接，对应的二氧化碳浓度传感器360，以及氧气浓度传感器370也分别与主控模块310的端口连接。对于其他的器件，例如风机、门开关，网络通讯连接等等就一一示例了。
本实施例中，设定温度可为37℃，而CO2的设定浓度可为5％，从而，主控模块310中配置并保存了与设定温度对应的加热器件功率分配策略，具体可如表1所示。并且，还配置了PID控制的PID参数初始值。
由于培养箱中配置了六个加热丝，因此，若加热丝额定功率过大时，全功率加热的情况下，电流太大，存在安全隐患，如果使用斩波控制功率，会对电网造成干扰。因此，每个加热丝的额定功率不用过大，一般加热丝的额定功率范围包括：200-300瓦，这样，使用两百多瓦的加热丝，全部工作也才一千多瓦。并且，由于加热丝功率变小了，控制温度更加精准了，不会造成大的波动。
图4是本公开实施例提供的一种培养箱控制方法的流程示意图。如图4所示，培养箱控制的过程包括：
步骤401：获取培养箱的当前内胆温度，以及当前CO2浓度值。
可通过设定主PT1000温度传感器340获取当前内胆温度c(k)，通过二氧化碳浓度传感器360可获取当前CO2浓度值n(k)。
步骤402：得到当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量，以及当前CO2浓度值与CO2设定浓度之间当前气体浓度差量。
得到e(k)＝37-c(k)，以及m(k)＝5-n(k)。
步骤403：确定当前温度控制增量，以及当前CO2控制增量。
通过公式(1)，可确定当前温度控制增量Δu(k)。同样，可通过对应的公式确定当前CO2控制增量。
步骤404：根据当前温度控制增量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定培养箱中加热器件对应的当前总功率值，以及根据当前CO2控制增量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定培养箱中CO2电磁阀门的当前开度值。
步骤405：根据保存的加热器件功率分配策略，对当前总功率值进行分配，得到每个加热器件对应的当前功率值，补偿功率以及加热运行顺序。
保存的加热器件位置与加热器件功率分配策略之间的对应关系如表1所示，从而，得到每个加热丝的当前功率值，补偿功率以及加热运行顺序，其中，底部和门体加热丝同时运行，并进行功率补偿，从而可消除温度超调，而底部和门体加热丝运行一定时间后，左部、右部、背部以及顶部加热丝开始运行，确保了培养箱内温度的均匀性。而门体加热丝的独立控制以及补偿，可以减少凝露的产生。通过四路加热丝的控制以及功率补偿，可以缩短开门回温时间，从而，提高了培养箱内温度的稳定性。
步骤406：根据每个加热丝对应的功率分配策略，控制加热器件的运行，以及根据当前开度值，控制CO2电磁阀门的运行。
步骤407：将当前温度变差量更新为前一次温度变差量并保存，将当前气体浓度差量更新为前一次气体浓度差量并保存。
可将e(k)保存为e(k-1)，将e(k-1)保存为e(k-2)。对于当前气体浓度差量也是如此更新，不再列举了。
可见，本实施例中，培养箱中配置了六个加热丝，并形成了四路加热丝控制电路，这样，根据测量温度与设定温度之间的差值，对每路加热丝进行PID模糊控制，降低了培养箱内的温度出现过冲的几率，使得培养箱内的温度波动变小，提高了培养箱温度的稳定性。还可根据测量CO2浓度与设定浓度之间的差值，对CO2电磁阀门进行PID模糊控制，降低了培养箱内的CO2浓度出现过冲的几率，使得培养箱内的气体浓度波动变小，提高了培养箱气体浓度的稳定性。
根据上述培养箱控制的过程，可构建一种培养箱控制的装置。
图5是本公开实施例提供的一种培养箱控制装置的结构示意图。如图5所示，培养箱控制装置包括：温度获取模块510、第一温度控制模块520以及第二温度控制模块530。
温度获取模块510，被配置为通过温度测量器件，获取培养箱的当前内胆温度，并得到当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量；
第一温度控制模块520，被配置为根据当前温度变差量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定培养箱中每个加热器件对应的当前功率值。
第二温度控制模块530，被配置为根据当前功率值，控制对应加热器件的运行。
在一些实施例中，第一温度控制模块520，具体被配置为根据当前温度变差量，通过公式(1)确定当前控制增量；根据当前控制增量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定培养箱中加热器件对应的当前总功率值；根据保存的加热器件功率分配策略，对当前总功率值进行分配，得到每个加热器件对应的当前功率值；
Δu(k)＝q0e(k)-q1e(k-1)+q2e(k-2) (1)
其中，Δu(k)为当前控制增量，e(k)为当前温度变差量，e(k-1)为前一次温度变差量，e(k-2)为前两次温度变差量，q0，q1，q2分别为常量。
在一些实施例中，还包括：第三温度控制模块，被配置为根据保存的加热器件功率分配策略，确定每个加热器件对应的运行顺序；根据当前功率值，运行顺序，控制加热器件的运行。
在一些实施例中，还包括：更新模块，被配置为将e(k)保存为e(k-1)，将e(k-1)保存为e(k-2)。
在一些实施例中，还包括：气体控制模块，被配置为通过气体浓度检测器件，获取培养箱的设定气体的当前气体浓度，并得到当前气体浓度与设定气体浓度之间当前气体浓度差量；根据当前气体浓度差量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定培养箱中设定气体对应的设定气体电磁阀门的当前开度值；根据当前开度值，控制气体电磁阀门的运行。
可见，本实施例中，培养箱内胆中每个固定面上都配置有加热器件，培养箱控制装置可根据测量温度与设定温度之间的差值，对加热器件进行PID模糊控制，降低了培养箱内的温度出现过冲的几率，使得培养箱内的温度波动变小，提高了培养箱温度的稳定性。以及，还可根据测量气体浓度与设定浓度之间的差值，对气体控制电磁阀门进行PID模糊控制，降低了培养箱内的气体浓度出现过冲的几率，使得培养箱内的气体浓度波动变小，提高了培养箱气体浓度的稳定性。
本公开实施例提供了一种培养箱控制的装置，其结构如图6所示，包括：
处理器(processor)100和存储器(memory)101，还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的培养箱控制的方法。
此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例中的培养箱控制的方法。
存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。
本公开实施例提供了一种培养箱，包含上述的培养箱控制装置。
本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述培养箱控制方法。
本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述培养箱控制方法。
上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。
本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。
以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。本公开实施例的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。当用于本申请中时，虽然术语“第一”、“第二”等可能会在本申请中使用以描述各元件，但这些元件不应受到这些术语的限制。这些术语仅用于将一个元件与另一个元件区别开。比如，在不改变描述的含义的情况下，第一元件可以叫做第二元件，并且同样第，第二元件可以叫做第一元件，只要所有出现的“第一元件”一致重命名并且所有出现的“第二元件”一致重命名即可。第一元件和第二元件都是元件，但可以不是相同的元件。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。
本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (10)

1.一种培养箱，其特征在于，包括：
位于所述培养箱内胆中每个固定面上的主体加热器件；
测量所述培养箱内胆温度的至少一个温度测量器件；
主控模块，分别与每个所述主体加热器件，以及每个所述温度测量器件电路连接，被配置为在通过所述温度测量器件，获取所述培养箱的当前内胆温度，并得到所述当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量的情况下，根据所述当前温度变差量，对每个所述主体加热器件进行比例积分微分PID模糊控制。
2.根据权利要求1所述的培养箱，其特征在于，还包括：
位于所述培养箱门体上的门体加热器件；
所述主控模块，还被配置为根据所述当前温度变差量，对所述门体加热器件进行PID模糊控制。
3.根据权利要求1或2所述的培养箱，其特征在于，还包括：
与所述主控模块电路连接的设定气体电磁阀门；
与所述主控模块电路连接，且测量所述培养箱内所述设定气体浓度的气体浓度检测器件；
所述主控模块，还被配置为在通过所述气体浓度检测器件，获取所述培养箱的设定气体的当前气体浓度，并得到所述当前气体浓度与设定气体浓度之间当前气体浓度差量的情况下，根据所述当前气体浓度差量，对所述设定气体电磁阀门进行PID模糊控制。
4.根据权利要求1或2所述的培养箱，其特征在于，所述加热器件包括加热丝，所述加热丝的额定功率范围包括：200-300瓦。
5.一种培养箱控制的方法，其特征在于，所述培养箱如权利要求1-4中任一权利要求所述，所述包括：
通过温度测量器件，获取所述培养箱的当前内胆温度，并得到所述当前内胆温度与设定温度之间的当前温度变差量；
根据所述当前温度变差量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定所述培养箱中每个加热器件对应的当前功率值；
根据所述当前功率值，控制对应的所述加热器件的运行。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定所述培养箱中每个加热器件对应的当前功率值包括：
根据所述当前温度变差量，通过公式(1)确定当前控制增量；
根据所述当前控制增量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定所述培养箱中加热器件对应的当前总功率值；
根据保存的加热器件功率分配策略，对所述当前总功率值进行分配，得到每个所述加热器件对应的当前功率值；
Δu(k)＝q0e(k)-q1e(k-1)+q2e(k-2) (1)
其中，Δu(k)为当前控制增量，e(k)为当前温度变差量，e(k-1)为前一次温度变差量，e(k-2)为前两次温度变差量，q0，q1，q2分别为常量。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
根据保存的加热器件功率分配策略，确定每个所述加热器件对应的运行顺序；
根据所述当前功率值，所述运行顺序，控制对应所述加热器件的运行。
8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
将e(k)保存为e(k-1)，将e(k-1)保存为e(k-2)。
9.根据权利要求5-8所述的任一方法，其特征在于，所述方法还包括：
通过气体浓度检测器件，获取所述培养箱的设定气体的当前气体浓度，并得到所述当前气体浓度与设定气体浓度之间当前气体浓度差量；
根据所述当前气体浓度差量，进行比例积分微分PID模糊控制，确定所述培养箱中所述设定气体对应的设定气体电磁阀门的当前开度值；
根据所述当前开度值，控制所述气体电磁阀门的运行。
10.一种培养箱控制的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求5至9任一项所述的方法。
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