当前我国农业科研领域,植物种植培养研究设备面临数据采集耗时大、查询数据不方便和管理不及时等问题。针对以上问题,本论文设计出一种微型智能培养箱,该培养箱主要用于实验室对植物生长的研究,使用各类传感器通过物联网将数据上传云端,及时收集数据并可以实时查询历史数据,设定环境因子阈值,对执行机构进行自动控制,达到自动管理的效果。为方便安装和管理,将培养箱架构设计为三层,有控制系统层、种植空间层和加氧灌溉层。为避免水汽对电路的影响,上层用于放置控制系统及蓄电池相关组件;为了让植物有效吸收阳光,方便记录植物生长状态,中间层为全透明,用于培养植物;为达到补水方便,底层为加氧和灌溉设备放置层;太阳能电池板安装在培养箱顶端。设计以STM32F103VET6为核心的检测控制电路,通过土壤湿度传感器、环境光照强度传感器和环境温湿度传感器,检测植物生长环境参数。使用硬件低通滤波和软件卡尔曼滤波方式,对数据进行滤波,减小模拟信号的波动。滤波后数据与系统设定阈值实时比较来控制执行机构动作,从而达到预设的一个恒定环境。使用WIFI方式连接OneNET物联网平台,实现PC机或手机端对培养箱环境数据实现实时检测和控制,且可以随时查看历史数据。整体测试过程中,在培养箱里种植油菜,周期为25天,通过加氧灌溉与普通种植的比较发现,加氧灌溉在植物生长速度、高度和叶片面积要优于普通种植。通过监测发现,系统数据传输稳定,各个执行机构工作正常,同时作为人机交互的LCD触摸屏和OneNET物联网环境参数显示正常,指令发送准确。结果表明,该培养箱性能可靠,运行稳定,人机交互简单、方便,可长期用于实验研究,达到实验设计要求。