[发明专利]一种基于Niagara的模拟空间植物舱环境管理系统

权利要求书

1.一种基于Niagara的模拟空间植物舱环境管理系统，包括二氧化碳控制模块、营养液输送模块、气体过滤模块和用户管理平台，其特征在于，

二氧化碳控制模块：二氧化碳的供给靠气瓶、减压阀、流量计和电磁阀的组合完成，通过减压阀的减压作用，将气瓶中的高压气体降至常压，读取流量计的流量，通过对二氧化碳气瓶上电磁阀的定时长调节，实现向植物舱输送一定体积的二氧化碳，方法如下：预先计算出需要加入的二氧化碳气体体积，然后计算电磁阀通断时间，再对电磁阀进行定时长调节；当某一时刻CO₂浓度传感器监测到舱内CO₂浓度C1低于设定值-阈值，开启二氧化碳气瓶电磁阀，控制开启时长为（设定值-当前浓度C1）*舱体积/流量，一直开启直到计算得到的时长结束，再进行下一次判断；

营养液输送模块：植物舱内营养液的供给通过设备舱内输送水泵和给水箱的组合工作来完成；预设土壤导电率的上限值和下限值，置于土壤内的土壤湿度传感器能够感知土壤的导电率并将信号反馈给控制设备，控制设备继而控制输送水泵的启停，来调节向培养基输送的营养液的量；当某一时刻土壤湿度传感器监测到土壤电导率R1低于设定下限值时，此时开启营养液供给水泵，水泵向培养皿加入营养液；若监测到土壤电导率R1高于设定上限值时，此时关闭营养液供给水泵；

气体过滤模块：包括乙烯光催化部分和颗粒物过滤部分，乙烯光催化部分：通过对植物舱的排风进行净化，来实现植物舱内乙烯浓度的降低，当某一时刻植物舱内的乙烯浓度传感器监测到舱内乙烯浓度为H1,若舱内乙烯浓度H1高于设定值，则通过PID控制乙烯光催化模块开启；若舱内乙烯浓度H1低于设定值，则通过PID控制乙烯光催化模块关闭；颗粒物过滤部分：在空调机组新风段和回风段安装空气净化器，对引入的新风和植物舱的排风进行过滤，来实现植物舱内的颗粒物浓度的控制。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括光照控制模块：使用特定波长范围的LED灯为植物生长环境提供光源，能根据植物舱内照度的变化和植物的生长周期对LED灯的光照进行控制；LED光照的控制分为运行时间控制和发光强度的控制，通过PID控制实现光照的自动控制；运行时间通过设置LED光源工作时间表来实现；发光强度的控制逻辑为，某一时刻植物舱内照度传感器监测到舱内照度为L1，若L1大于设定值，则通过PID控制增加LED灯的光照强度，若L1小于设定值，则通过PID控制减小LED灯的光照强度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括空气湿度控制模块：植物舱内的空气湿度传感器对环境湿度进行采集，通过调节风道中加湿器的启停和制冷段内蒸发器的温度来实现增加或降低送风湿度的要求；开启风道加湿器能够将供水雾化进入风道，增加送风湿度，制冷段降低蒸发器温度使空气中的水凝结排出，降低送风湿度；当某一时刻湿度传感器监测到舱内湿度RH1大于设定值+允许误差，则通过PID开启制冷段，直到舱内湿度低于设定值，关闭制冷段；若舱内湿度RH1小于设定值-允许误差，则开启加湿器加湿，直到舱内湿度RH1超过设定值，关闭加湿器。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括空气温度控制模块：植物舱内的空气温度传感器对环境温度进行采集，对温度控制采用PID控制，使用PWM控制方式控制压缩机和空气加热器的功率来实现温度调控。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述的系统还包括空气负压控制模块：通过负压风机对植物舱进行排风使植物舱维持一定的真空。