本發(fā)明屬于人工生態(tài)環(huán)境模擬，具體是一種湖泊生物群落生態(tài)模擬艙。

背景技術：

1、湖泊生態(tài)系統(tǒng)是流域與水體生物群落、各種有機和無機物質之間相互作用與不斷演化的產(chǎn)物。與河流生態(tài)系統(tǒng)相比，流動性較差，含氧量相對較低，更容易被污染。湖泊生態(tài)系統(tǒng)由水陸交錯帶與敞水區(qū)生物群落所組成。湖泊生態(tài)系統(tǒng)具有多種多樣的功能——調蓄、改善水質、為動物提供棲息地、調節(jié)局部氣候、為人類提供飲水與食物等。

2、湖泊生物群落生態(tài)模擬艙能在艙內模擬湖泊生態(tài)系統(tǒng)的運行，以供實驗人員對相應的數(shù)據(jù)進行研究。

3、現(xiàn)目前的模擬艙在對水生低等生物進行圖像采集時使用的仿生機器人大多為一體式結構，但采用一體式結構的仿生機器人可能會出現(xiàn)因為仿生機器人被其他水生低等生物捕食，從而無法繼續(xù)進行圖像采集的情況，為此有必要提出一種湖泊生物群落生態(tài)模擬艙。

技術實現(xiàn)思路

1、為了解決上述仿生機器人可能會被其他水生低等生物捕食，導致無法繼續(xù)采集圖像信息的問題，本發(fā)明的目的是提出一種湖泊生物群落生態(tài)模擬艙，通過水下相機與可食用身體脫離，拍攝可食用身體被消耗的圖像信息，得出湖泊生物群落內部、生物群落與環(huán)境之間的作用過程，并為研究古湖泊生物群落的組成、結構、動態(tài)提供現(xiàn)實依據(jù)。

2、為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術方案如下：一種湖泊生物群落生態(tài)模擬艙，包括艙體，艙體頂部設有若干led燈，led燈信號連接有控制器，艙體內壁設有溫度控制層和流速控制層，艙體底部設有氧氣注入層，氧氣注入層頂部設有殼體，殼體內部填充有砂石層，砂石層頂部設有生長架，生長架頂部設有淤泥層，淤泥層頂部設有水生層，水生層內部放有若干的檢測裝置、水生低等生物和仿生魚。仿生魚包括智能系統(tǒng)、機械骨架和可食用身體，機械骨架固定連接有水下相機，水下相機與控制器信號連接，機械骨架兩側設有伸縮限位塊，可食用身體內壁兩側設有與伸縮限位塊對應的限位槽。

3、基礎方案的原理是：首先對led燈進行光照調節(jié)，模擬太陽的光照，將砂石填充進艙體形成砂石層，并將生長架放置于砂石層上，再將帶有微生物和水生植物種子的淤泥填充進艙體中，形成淤泥層，最后向艙體中加入湖水，并將水生低等生物、檢測裝置和仿生魚添加進艙中，完成湖泊生物群落生態(tài)模擬艙的安裝。當仿生魚即將被捕食時，伸縮限位塊收縮，機械骨架與可食用身體脫離，水下相機隨機械骨架一同脫離，并繼續(xù)對可食用身體所涉及水體進行圖像采集。

4、基礎方案的有益效果是：1.仿生魚和檢測裝置能夠通過水下相機和水下攝像頭對各自所涉及水體內的水生低等生物進行拍攝，相較于只通過水下攝像頭對水生低等生物進行拍攝，水下相機通過和仿生魚一同移動，能調整水下相機與水生低等生物之間的距離，進而提升拍攝精度。

5、2.伸縮限位塊的設計，使得仿生魚的可食用身體與機械骨架可以脫離，減少了因水生低等生物在捕食仿生魚的過程中將機械骨架一同吞食的可能性。

6、3.機械骨架在脫離后，仿生魚可食用身體會留在原處，此時可食用身體被水生低等生物捕食的可能性會更高，進而減少了機械骨架被水生低等生物捕食，從而導致水下相機被水生低等生物吞下，從而不能拍攝的情況。

7、4.水下相機和機械骨架固定連接的設計，使得在機械骨架脫離可食用身體后能拍攝到可食用身體被捕食的圖像信息，進而判斷仿生魚種的被捕食關系。

8、5.機械骨架的重量相較于可食用身體更重，從而使得機械骨架在與可食用身體脫離后能夠迅速與可食用身體分開，減少被捕食的可能性。

9、6.機械骨架脫離可食用身體后，通過機械骨架的游動可控制機械骨架自身的掉落速度，便于水下相機更清晰地拍攝到可食用身體被捕食的圖像信息。

10、進一步，檢測裝置包括智能系統(tǒng)、溫度傳感器、二氧化碳檢測器、氧含量檢測器和水下攝像頭，溫度傳感器、二氧化碳檢測器、氧含量檢測器和水下攝像頭均與控制器信號連接，溫度控制層包括加熱水泵，加熱水泵連通有加熱裝置，加熱裝置連通有升溫管道，加熱裝置和加熱水泵均與控制器信號連接。

11、基礎方案的原理及有益效果是：溫度傳感器、二氧化碳檢測器、氧含量檢測器能對艙體內的溫度、二氧化碳含量和氧含量進行實時檢測，便于工作人員對艙內情況進行調控；水下攝像頭能夠對所涉及的水體進行圖像采集；智能系統(tǒng)能夠對水下攝像頭所采集到的圖像信息進行處理。當艙內溫度過低時，溫度傳感器發(fā)送溫度輸入信號到控制器，此時控制器會發(fā)送溫度輸出信號到加熱水泵和加熱裝置，由加熱裝置對湖水進行加熱，并通過加熱水泵將熱水送入升溫管道，對艙體進行升溫。

12、進一步，氧氣注入層連通有換氣泵，流速控制層連通有流速水泵，換氣泵和流速水泵均與控制器信號連接。

13、基礎方案的原理及有益效果是：當氧含量檢測器檢測到水體中氧含量不足時，換氣泵開始運作，對水體內部進行換氣操作，同時換氣泵的工作效率高，能夠實現(xiàn)能量的有效利用；流速水泵能模擬不同情況下湖水的流速，帶給水生低等生物更適宜的生活環(huán)境。

14、進一步，仿生魚機械骨架底部設有配重塊，且仿生魚機械骨架上設有速度傳感器，速度傳感器與控制器信號連接。

15、基礎方案的原理及有益效果是：配重塊的設計，能使得仿生魚骨架頂部的水下相機的拍攝角度能夠根據(jù)仿生魚骨架進行調整，從而處于能夠拍攝到目標水體的狀態(tài)；速度傳感器的設計，使得當其他水生低等生物快速靠近仿生魚時，控制器能收到速度輸入信號，進而控制仿生魚骨架與可食用身體進行脫離。

16、進一步，智能系統(tǒng)包括采集模塊、分析模塊和判斷模塊。

17、基礎方案的原理及有益效果是：采集模塊通過采集模塊對魚類圖像信息進行采集，并將采集到的魚類圖像信息發(fā)送到分析模塊，由分析模塊根據(jù)采集到的魚類圖像信息進行各水下相機或水下攝像頭拍攝到的水生低等生物的出現(xiàn)頻率，最后交由判斷模塊進行不同水生低等生物生態(tài)位的判斷。

18、進一步，采集模塊，用于對水生低等生物圖像的拍攝，并將拍攝到的圖像信息傳遞到控制器中，采集模塊與水下相機和水下攝像頭信號連接。

19、基礎方案的原理及有益效果是：通過各個水下相機和水下攝像頭分別進行采集的操作，使得各單位水體內的水生低等生物能被清晰呈現(xiàn)，減少了因涉及水體過大導致水下相機或水下攝像頭拍攝精度降低的情況發(fā)生。

20、進一步，分析模塊，用于對水下相機和水下攝像頭拍攝到的圖像信息進行分析處理，以各水下相機或水下攝像頭所涉及水體為標準，通過控制器記錄各個水下相機或水下攝像頭所涉及水體內的水生低等生物出現(xiàn)的頻率。

21、基礎方案的原理及有益效果是：對每個水下相機或水下攝像頭所涉及水體分別進行頻率計算的操作，減少了因涉及水體過大導致記錄精度降低的情況出現(xiàn)。

22、進一步，判斷模塊，用于分析各水下相機或水下攝像頭所涉及水體中的各水生低等生物的出現(xiàn)頻率，以物種為分類標準，進行出現(xiàn)頻率由高到低的分類，并與上一次分析得出的數(shù)據(jù)進行對比，根據(jù)水生低等生物出現(xiàn)頻率的變化得出各水下相機和水下攝像頭所涉及水體內的水生低等生物的生態(tài)位。

23、基礎方案的原理及有益效果是：將分析模塊得出的數(shù)據(jù)與上一次的數(shù)據(jù)進行對應比對的操作，能將水生低等生物在單位水體下的出現(xiàn)頻率進行直觀的呈現(xiàn)，從而根據(jù)水生低等生物在單位水體內出現(xiàn)頻次的變化進行水生低等生物生態(tài)位的推算。

24、進一步，當速度傳感器感受到有物體快速接近時，速度傳感器向控制器發(fā)送速度輸入信號，控制器接收到速度輸入信號后向限位塊發(fā)送限位輸出信號，限位塊解除限位，機械骨架與可食用身體脫離，水下相機和機械骨架一同脫離，并拍攝可食用身體的被捕食的圖像信息，得出水生低等生物之間的相互作用關系。

25、基礎方案的原理及有益效果是：水下相機和機械骨架一同脫離的設計，使得水下相機能在機械骨架的重量下快速與可食用身體脫離，減少了水下相機被水生低等生物吞下，從而無法繼續(xù)進行信息采集的可能性。

26、進一步，水下相機和水下攝像頭內部均設有報警裝置，報警裝置與控制器信號連接。

27、基礎方案的原理及有益效果是：當水下相機或水下攝像頭收到損壞時，報警裝置會發(fā)送報警信號到控制器，此時工作人員可將發(fā)出報警的水下相機或水下攝像頭回收，進行維修或更換。