[发明专利]一种基于玻璃温室的智能环控系统

权利要求书

1.一种基于玻璃温室的智能环控系统，包括室内检测子系统、室外气象站、控制子系统、监控系统以及处理模块，其特征在于：室内检测系统包括温度检测组件、湿度检测组件以及CO₂检测组件；所述室外气象站包括光照度检测模组、风速检测模组以及风向检测模组；所述控制子系统包括位于温室顶部的喷淋模块、天窗模块、帘幕模块以及补光模块，位于温室内部的CO₂补充模块、加热模块以及空气循环模块，位于温室侧壁的湿帘风机；

所述处理模块用于接收室内检测子系统与室外气象站监测到的各项数据，数据经过计算处理后向控制子系统中的各模块进行信息反馈，控制相应模块开启；控制子系统中各模块工作时的能耗向处理模块反馈，处理模块结合室内检测子系统提供的数据在计算分析后得出结果，根据结果向控制子系统中的相应模块发出继续工作或停止工作的命令；计算模型如公式所示：

式中：W为温室系统在[t₀,τ]时间段内的总能耗；i为温室系统第i个能耗设备；n为温室系统需统计的能耗设备数量；t₀为温室系统总能耗统计起始时刻；τ为温室系统总能耗统计截止时刻；t为温室系统运行时刻；k_it为温室系统第i个设备在t时刻的工作状态；p_i(t)为温室系统第i个设备在t时刻的瞬时工作电耗。

2.根据权利要求1所述的一种基于玻璃温室的智能环控系统，其特征在于：天窗模块控制步骤如下，

步骤1，温度检测组件获取室内温度数据并将温度数据向数据处理模块反馈；

步骤2，在步骤1进行的同时，风速检测模组获取外风速，然后将测得的风速数据向处理模块反馈；

步骤3，处理模块在将数据计算处理后，向天窗模块发送开启命令，其中，天窗模块的开合角度算法如公式所示，

a=

式中，a为开窗角度；b为室内温度；c为通风温度；P-band为天窗开启控制算法；所述天窗模块包括若干天窗，若干天窗活动设置在玻璃温室的顶部。

3.根据权利要求1所述的一种基于玻璃温室的智能环控系统，其特征在于：所述补光模块为LED光源，其开启步骤如下，

步骤1，计算种植植物的蒸腾量和光合作用效率，通过蒸腾量与光合作用效率确定补光时间与补光亮度，其计算过程中如下：

式中，ET₀为参考作物蒸发蒸腾量；T为气温平均值；e_s为饱和水汽压；e_a为实际水汽压；

R_n为参考作物接收到的净辐射；G为土壤热通量， 取0.1R_n和0.5R_n；U₂为2 m高处的风速；Δ为温度-饱和水汽压关系曲线上的斜率；γ为干湿表常数；C_n为分子常量，取决于参考作物类型和时间步长，取37；C_d为分母常量，取决于参考作物类型和时间步长，取0.24和0.96；

式中，P_n为净光合速率；Α是光响应曲线的初始斜率；β和γ，分别为抑制系数和饱和系数；I为光照强度R_d为暗呼吸速率；C_a为叶片周围CO₂浓度；K为Michaelis-Menten常数；d为系数；T为温室内温度；T_max，极限高温；T_opt为最适温度；T_min为极限低温；

步骤2，将计算结果输入数据处理模块；

步骤3，通过光照度检测模组确定外界光照强度，然后与步骤1中的计算结果进行对比，判断外界光照强度是否属于植物最适范围；如果外界光照强度过低，处理模块命令补光模块开启；如果外界光照强度过高，处理模块命令帘幕系统开启。