CN108522091A - 一种家用植物生长箱及其多目标优化控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家用植物生长箱及其多目标优化控制方法，该生长箱由控制室和生长室组成，生长室设置有LED光源、进气风扇、排气风扇、电热丝、CO₂接入软管、室内温湿度传感器及CO₂传感器，生长室内壁贴有锡箔纸，LED光源置于生长室顶部，进气风扇、排气风扇位于生长室内壁，电热丝、CO₂接入软管位于隔板凹槽内；控制室设置空气开关、开关电源、状态指示灯、控制器，定时器开关、CO₂钢瓶、压力调节阀、CO₂电磁阀及声光报警器，利用隔板将控制室与生长室隔开，控制器根据传感器传入的数据选择相应的调控方案，对生长箱进行加温、降温、除湿及维持箱内CO₂的平衡，满足植物生长的环境要求，提高生长箱的生长效率和作物的品质。

Description

一种家用植物生长箱及其多目标优化控制方法

技术领域

本发明属于植物生长技术领域，特别涉及一种家用植物生长箱及其多目标优化控制方法。

技术背景

随着全球经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，阳台农业正迅速兴起。植物生长箱因其装备简单，控制方便而得到大众的青睐。植物生长依赖于其外部的环境，如光照、温度、湿度、CO₂浓度等环境因子，箱内环境的波动直接影响着植物的生长、发育，影响着植物的产量与品质，调节生长箱内环境因子来满足作物生长具有重要意义。

现有技术中，如中国专利(CN201310468423.1)通过电加热器、压缩机、加湿器、内外循环风机、循环泵等执行部分，实现生长箱内温湿度、光照、CO₂浓度和营养液的综合控制。然而这种植物生长箱成本较高、占地面积大，适合工厂化生产，不适合普通家庭使用。另外，现有植物生长箱控制方法上忽视了箱内光照、温度、湿度、CO₂浓度之间存在强相互作用、非线性、多重约束和相互冲突的关系，难免造成调节不及时、能量浪费，这对生长箱内的控制提出更高的要求。

发明内容

本发明提供了一种家用植物生长箱，通过对生长箱内部环境的智能调控，满足植物生长的环境要求，提高生长箱的生长效率和作物的品质；本发明还提供了该植物生长箱的多目标优化控制方法，用户根据植物生长箱内植物品种类型设置光照、温度、湿度、CO₂浓度的边界条件，在保证作物生长的同时使得光照、加热、降温、除湿和CO₂输入量达到最小化。

一种家用植物生长箱，包括由隔板分成的控制室和生长室，生长室设置有LED光源、进气风扇、排气风扇、电热丝、CO₂接入软管、室内温湿度传感器及CO₂传感器，其中LED光源、排气风扇置于生长室顶部，进气风扇位于生长室下部侧壁上，室内温湿度传感器和CO₂传感器安装在生长室内壁上，CO₂接入软管固定在隔板上的方形凹槽内，电热丝固定在隔板上的U形凹槽内；控制室设置有空气开关、开关电源、状态指示灯、控制器、定时器开关、CO₂钢瓶、压力调节阀、CO₂电磁阀及声光报警器，CO₂钢瓶出口装设压力调节阀，控制器通过空气开关、开关电源连接外部电源；生长箱外侧壁面上安装室外温湿度传感器和液晶显示器。

上述方案中，所述生长箱底部安装万向轮，所述电热丝为铁铬铝合金电热丝或镍铬合金电热丝，所述CO₂接入软管为8-15mm直径橡皮软管，所述隔板上开有圆形通孔，CO₂接入软管穿过圆形通孔连接到CO₂钢瓶，电热丝穿过圆形通孔连接到控制器，所述声光报警器由LED指示灯和蜂鸣器组成，所述U型凹槽深度等于电热丝直径，所述方形凹槽深度等于CO₂接入软管直径，所述植物生长箱箱体铁皮内部设有10-15mm厚的聚氨酯材料保温隔热，所述生长室内表面贴有锡箔。

一种家用植物生长箱的控制方法，采用如下步骤：

步骤1)，按下开关电源，状态指示灯亮，生长箱进入自动控制状态；

步骤2)，通过温湿度传感器、CO₂浓度传感器采集生长室内外当前的温湿度及CO₂浓度，并将数据传输到控制器；

步骤3)，控制器接收到的信息后，选择相应的措施调整生长箱内的风扇、电热丝和CO₂电磁阀的工作状态，实现对生长箱的环境的自动控制。

进一步，所述相应的措施具体为：根据具体的生长作物及生长阶段定义生长室环境的的边界条件，设置植物生长箱的边界条件：白天最高温度T_max、最低温度T_min、最高湿度R_max、最低湿度R_min、最高CO₂浓度C_max、最低CO₂浓度C_min，对应的夜间边界条件为t_max、t_min、r_max、r_min、c_max、c_min，温湿度传感器、CO₂传感器以时间p为间隔采集室内温度、湿度、CO₂浓度、室外温度、湿度，并将测量得到的数据传送到控制器进行处理，控制器按照温度大于湿度大于CO₂浓度的控制优先级顺序，对传来的数据进行分析，控制电热丝、进气风扇、排气风扇、CO₂电磁阀工作，具体控制步骤：

S1.当温度传感器测量室内温度T≥T_max，控制器发出指令打开进排气风扇，对生长室进行降温，当温度时，控制器发出指令停止风扇工作；

S2.当温度传感器测量室内温度T≤T_min，考虑生长室内CO₂浓度：

1)当CO₂浓度C_min＜C＜C_max时，控制器发出指令控制加热丝工作，当室内温度 时控制器发出指令停止加热丝工作；

2)当CO₂浓度C≤C_min，控制器发出指令控制电热丝工作，同时打开CO₂电磁阀通入纯净的工业CO₂，当室内温度时，控制器发出指令停止加热丝工作；当生长室内CO₂浓度时，控制器发出指令关闭CO₂电磁阀；

S3.当温度传感器测量室内温度T_min＜T＜T_max，首先考虑室内湿度：1)室内湿度R_min＜R＜R_maxx，进一步考虑室内CO₂浓度，A.当CO₂浓度C_min＜C＜C_max时，控制器不发出任何命令；B.当CO₂浓度C≤C_min，需进一步考虑室外温度T_out，a.当控制器发出指令打开CO₂电磁阀通入纯净的工业CO₂，当生长室内CO₂浓度时，控制器发出指令关闭CO₂电磁阀；b.控制器发出指令打开进气风扇和排气风扇进行通风换气补充CO₂，同时记录通风换气时间，t分钟后控制器发出指令停止进气风扇和排气风扇工作；2)室内湿度R≥R_max，进一步考虑室内CO₂浓度，A.当CO₂浓度C_min＜C＜C_max时，进一步考虑室外温度T_out，a.当控制器发出指令打开进气风扇和排气风扇进行通风换气进行除湿，同时记录通风换气时间，t分钟后控制器发出指令停止进气风扇和排气风扇工作；b.当控制器发出指令控制加热丝工作进行除湿，当时，控制器发出指令停止加热丝工作；B.当CO₂浓度C＜C_min，进一步考虑室外温度T_out，a.控制器发出指令打开进气风扇和排气风扇进行通风换气进行除湿并引入室外的CO₂，同时记录通风换气时间，t分钟后控制器发出指令停止进气风扇和排气风扇工作；b.当控制器发出指令控制加热丝工作进行除湿同时打开CO₂电磁阀通入纯净的工业CO₂，当时，控制器发出指令停止加热丝工作，当生长室内CO₂浓度时，控制器发出指令关闭CO₂电磁阀；

S4.所对应的夜间控制步骤与白天一致，只需改变生长室内温度、湿度和CO₂浓度边界条件的预设值即可。

本发明的有益效果是：利用定时器开关单独对LED光源进行控制，可根据植物品种类型和所处的生长阶段方便地设置每天的光照时长和光照次数，控制可靠、安全性高、简化控制程序且制造成本降低，综合考虑生长箱内外温度、湿度、CO₂浓度信息，根据优先级控制生长室通风、加热和通入CO₂时间，提高加热丝和CO₂钢瓶中CO₂的使用效率；同时实时显示生长箱内部的环境信息，结构简洁紧凑、功能灵活全面且便于扩展。

附图说明

图1为植物生长箱的结构图；

图2为植物生长箱隔板槽口结构图；

图3为植物生长箱控制结构连接示意图；

图4为植物生长箱环境动态模型图；

图5为植物生长箱内温湿度关系图。

图中：1.植物生长箱；2.控制室；3.隔板；4.进气风扇；5.生长室；6.盆栽植物；7.室内温湿度传感器；8.LED光源；9.排气风扇；10.CO₂传感器；11.CO₂接入软管；12.电热丝；13.定时器开关；14.状态指示灯；15.空气开关；16.万向轮；17.开关电源；18.控制器；19.声光报警器；20.CO₂电磁阀；21.压力调节阀；22.CO₂钢瓶；23室外温湿度传感器；24.液晶显示器；25.外部电源；26.圆形通孔；27.方形凹槽；28.U形凹槽。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，植物生长箱1由控制室2和生长室5组成，植物生长箱1外表面由1-2mm厚的铁皮制成，表面进行喷漆处理，铁皮内部设有10-15mm厚的聚氨酯材料保温隔热，聚氨酯保温材料的接缝处用防漏胶进行密封处理；聚氨酯保温材料一侧与铁皮粘接，面向生长室5内侧表面贴有锡箔纸，来提高光的利用率，生长室5与控制室2利用隔板3隔开，减少生长室5对控制的干扰，隔板3下表面贴有10mm厚的泡沫塑料，提高电热丝12的加热和保温效果，生长箱1外侧壁面上安装室外温湿度传感器23和液晶显示器24，底部安装万向轮16。

生长室5设置有盆栽植物6、LED光源8、进气风扇4、排气风扇9、电热丝12、CO₂接入软管11、室内温湿度传感器7及CO₂传感器10，LED光源8置于生长室顶部，由多个放光二极管组成，LED光源8由定时器开关13单独控制，可根据植物品种类型和所处的生长阶段方便地设置每天的光照时长和光照次数；进气风扇4位于生长室5下部侧壁上，将外部空气吹入室内，与生长室顶部的排气风扇9联合使用，促进空气流动，在一定条件下通过通风换气来起到降低室内温湿度和补充CO₂的作用；电热丝12固定在隔板U形凹槽28内，连接控制器18并接有漏电保护器，在生长室5温度低于预设值时接通电源快速提高室内温度；所述电热丝12为铁铬铝合金电热丝或镍铬合金电热丝，设备费用低，预热时间短且控制性好；CO₂接入软管11固定在隔板方形凹槽27内，一端口连接CO₂钢瓶，另一端口堵住，所述CO₂接入软管11为8-15mm直径橡皮管，每隔100-200mm开一个孔，促进均匀扩散；室内温湿度传感器7和CO₂传感器10安装在生长室5内壁中间高度，实时测量室内温湿度和CO₂浓度，并传递给控制器18。

控制室2设置空气开关15、开关电源17、状态指示灯14、控制器18，定时器开关13、CO₂钢瓶22、压力调节阀21、CO₂电磁阀20、声光报警器19，CO₂钢瓶22出口装设压力调节阀21，将CO₂压力调节到0.1-0.15MPa后释放，再连接CO₂电磁阀20，根据室内CO₂传感器10检测到的浓度和目标浓度要求，在室外温度较低在不适宜用通风手段提高CO₂浓度时控制CO₂电磁阀20启动，通过CO₂接入软管11通入生长室5，保证箱内CO₂的平衡。

如图2植物生长箱隔板槽口结构图，隔板上开有圆形通孔26、方形凹槽27和U形凹槽28。方形凹槽27放置CO₂接入软管11，深度等于软管11直径，U形凹槽28里面置有电热丝12，U形凹槽28深度等于电热丝12的直径，相邻两个U形凹槽间的距离30-50mm；CO₂软管11穿过圆孔26连接到控制室2中CO₂钢瓶22，电热丝12穿过圆孔26连接到控制器18。

如图3生长箱内控制结构连接示意图，外部电源25经空气开关15、开关电源17接入控制器18，空气开关15用以实现电路的通断，在电路故障时保护电路；状态指示灯14提示电路的通断，当接通电源，状态指示灯亮，生长箱进入自动控制状态；开关电源17改变电路电压，将高电压转为低电压输入到控制器18，控制器18根据室内温湿度传感器7、室外温湿度传感器23和CO₂传感器11采集到的信息调整电热丝12、进气风扇4、排气风扇9、CO₂电磁阀20的工作状态，改变生长室5内的环境，实现生长箱内环境的自动控制，声光报警器19由LED指示灯和蜂鸣器组成，遇到故障时，发出声光报警提醒用户。

生长箱的工作过程是：接通电源17后，状态指示灯14亮，生长箱1进入自动控制状态，同时液晶显示器24显示室内外温湿度和CO₂浓度，其中LED光源8由定时器开关13单独控制，用户根据植物品种类型和生长阶段预先设定好每天开启时间和次数；生长箱1进入自动控制后，传感器采集室内外环境因子，并将数据传输到控制器18进行处理，控制器18控制进气风扇4、排气风扇9、电热丝12和CO₂电磁阀20的工作状态，当发生故障时，声光报警器19发出声光报警提醒用户。

生长室内的环境复杂，各环境因子之间存在非线性、强耦合关系，在保证作物正常生长的前提条件下，为了减少能源输入，建立如图4所示的生长室环境动态模型，以传感器检测到的生长室内部的温度、湿度、CO₂浓度作为生长箱的外部输入条件，生长箱外部的温度、湿度、CO₂浓度作为箱内环境的干扰项，最终输出项为进气风扇4、排气风扇9、电热丝12和CO₂电磁阀20的工作状态。

温度动态模型方程：

式中：T_air为生长室内温度，Q_sun为入射辐射热量，Q_cov为覆盖层热量损耗热量，Q_trans为作物蒸腾吸收热量，Q_LED为光源发出热量，Q_fan为风机排出热量，Q_heat为电热丝加热热量，Q_vent为通风排出热量，C_cap为生长室容积；

绝对湿度动态模型方程：

式中：χ_air为生长室内湿度，Φ_trans为作物蒸腾水汽通量，Φ_cov为覆盖物冷凝水汽通量，Φ_equ为箱内设备冷凝水汽通量，Φ_vent为排风口通风出水汽通量，h为生长室高度；

如图5，生长室内温度与湿度存在明显的相关关系，当温度升高时，湿度会明显降低。通过Matlab得到散点图的趋势变化曲线，并将相应的函数关系式和表征其线性拟合程度的相关系数求出，建立生长室内温湿度之间的经验公式：

T_air＝aχ_air ²+bχ_air+c (3)

生长室内温湿度拟合关系基本满足二次函数，相关系数大于0.93；

CO₂动态模型方程：

式中：CO_2,air为生长室内CO₂浓度，Φ_c,inj为向生长箱中注入的纯净的工业CO₂量，Φ_c,ass为作物吸收的CO₂量，Φ_c,vent为因通风孔与外部交换的CO₂量；

当室外温度满足作物生长要求时，可以利用通风补充室内CO₂浓度，所需的通风率：

式中：C_o为室外CO₂浓度，一般约为0.6g/m³，C_i室内CO₂浓度，f_c植物叶面积指数，一般2-5，P单位叶面积对平均吸收强度，一般0.5x10^-3-0.8x10^-3g/(m²s)；

在室外气温较低时，仅依靠通风提高CO₂浓度不仅效率低，而且带来大量热量损失，故生长室密封管理，通入纯净的工业CO₂。

控制器13接收传感器传来的数据，选择相应的调控策略调节生长室环境，基本控制策略是：根据具体的生长作物及生长阶段定义生长室环境的边界条件，本实施例以盆栽植物黄瓜苗期到开始结瓜时期为例。当LED灯打开，箱内视为白天，作物主要进行光合作用，当LED灯关闭，视为夜间，植物生理活动不活泼，所以在“白天”和“夜间”的边界条件预设值不同。设置植物生长箱的边界条件：白天最高温度T_max＝33℃、最低温度T_min＝15℃、最高湿度R_max＝85％、最低湿度R_min＝50％、最高CO₂浓度C_max＝1100PPM、最低CO₂浓度C_min＝400PPM，对应的夜间边界条件为t_max＝22℃、t_min＝10℃、r_max＝80％、r_min＝55％、c_max＝1200PPM、c_min＝500PPM。温湿度传感器、CO₂传感器以时间p＝5分钟为间隔采集室内温度、湿度、CO₂浓度、室外温度、湿度，并将测量得到的数据传送到控制器18进行处理。控制器18按照温度大于湿度大于CO₂浓度的控制优先级顺序，对传来的数据进行分析，控制电热丝12、进气风扇4、排气风扇9、CO₂电磁阀20工作，具体控制步骤：

S1.当温度传感器测量室内温度T≥T_max(33℃)，此时不需要考虑湿度传感器和CO₂传感器10测量的湿度和CO₂浓度数据，控制器18发出指令打开进排气风扇4，对生长室5进行降温，通风换气起到降低生长箱1内湿度和补充CO₂的作用，当温度(16℃)时，控制器18发出指令停止风扇工作。

S2.当温度传感器测量室内温度T≤T_min(15℃)，不考虑湿度传感器测量的数据，考虑生长室5内CO₂浓度：1)当CO₂浓度C_min(400PPM)＜C＜C_max(1100PPM)时，控制器18发出指令控制加热丝12工作，在提高生长室5内温度的同时会降低生长室5内的湿度，当生长室5内温度(32℃)时，控制器18发出指令停止加热丝工作；2)当CO₂浓度C≤C_min(400PPM)，若依靠通风引入室外空气提高CO₂浓度不仅效率低，而且会带来热量损失，故生长室5需密封管理，控制器18发出指令控制电热丝12工作，同时打开CO₂电磁阀20通入纯净的工业CO₂，当生长室5内温度(32℃)时，控制器18发出指令停止加热丝工作，当生长室5内CO₂浓度(1000PPM)时，控制器18发出指令关闭CO₂电磁阀20。

S3.当温度传感器测量室内温度T_min＜T＜T_max，首先考虑室内湿度：1)室内湿度R_min(50％)＜R＜R_max(85％)，进一步考虑室内CO₂浓度：

A.当CO₂浓度C_min(400PPM)＜C＜C_max(1100PPM)时，生长室5内环境无需进行调整，控制器18不发出任何命令，风扇、加热丝12、CO₂电磁阀20不工作；

B.当CO₂浓度C≤C_min(400PPM)，需进一步考虑室外温度T_out：

a.当(24℃)，控制器18发出指令打开CO₂电磁阀20通入纯净的工业CO₂，当生长室5内CO₂浓度(1000PPM)时，控制器18发出指令关闭CO₂电磁阀20；

b.(24℃)，控制器18发出指令打开进气风扇4和排气风扇9进行通风换气补充CO₂，同时记录通风换气时间，5分钟后控制器18发出指令停止进气风扇和排气风扇工作。

2)室内湿度R≥R_max(85％)，进一步考虑室内CO₂浓度：

A.当CO₂浓度C_min(400PPM)＜C＜C_max(1100PPM)时，进一步考虑室外温度T_out：

a.当(24℃)，控制器18发出指令打开进气风扇4和排气风扇9进行通风换气进行除湿，同时记录通风换气时间，5分钟后控制器发出指令停止进气风扇4和排气风扇9工作；

b.当(24℃)，控制器18发出指令控制加热丝12工作进行除湿，当 (45％)时，控制器18发出指令停止加热丝工作；

B.当CO₂浓度C＜C_min(400PPM)，进一步考虑室外温度T_out：

a.(24℃)，控制器18发出指令打开进气风扇4和排气风扇9进行通风换气进行除湿并引入室外的CO₂，同时记录通风换气时间，5分钟后控制器18发出指令停止进气风扇4和排气风扇9工作；

b.当(24℃)，控制器18发出指令控制加热丝12工作进行除湿同时打开CO₂电磁阀20通入纯净的工业CO₂，当(45％)时，控制器18发出指令停止加热丝工作，当生长室5内CO₂浓度(1000PPM)时，控制器18发出指令关闭CO₂电磁阀20。

S4.所对应的夜间控制步骤与白天一致，只需改变生长室内温度、湿度和CO₂浓度边界条件的预设值，即t_max＝22℃、t_min＝10℃、r_max＝80％、r_min＝55％、c_max＝1200PPM、c_min＝500PPM。

所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种家用植物生长箱(1)，其特征在于，包括由隔板(3)分成的控制室(2)和生长室(5)，生长室(5)设置有LED光源(8)、进气风扇(4)、排气风扇(9)、电热丝(12)、CO₂接入软管(11)、室内温湿度传感器(7)及CO₂传感器(10)，其中LED光源(8)、排气风扇(9)置于生长室(5)顶部，进气风扇(4)位于生长室(5)下部侧壁上，室内温湿度传感器(7)和CO₂传感器(10)安装在生长室(5)内壁上，CO₂接入软管(11)固定在隔板(3)上的方形凹槽(27)内，电热丝(12)固定在隔板(3)上的U形凹槽(28)内；控制室(2)设置有空气开关(15)、开关电源(17)、状态指示灯(14)、控制器(18)、定时器开关(13)、CO₂钢瓶(22)、压力调节阀(21)、CO₂电磁阀(20)及声光报警器(19)，CO₂钢瓶(22)出口装设压力调节阀(21)，控制器(18)通过空气开关(15)、开关电源(17)连接外部电源(25)；生长箱(1)外侧壁面上安装室外温湿度传感器(23)和液晶显示器(24)。

2.根据权利要求1所述的家用植物生长箱，其特征在于，所述生长箱(1)底部安装万向轮(16)。

3.根据权利要求1所述的家用植物生长箱，其特征在于，所述电热丝(12)为铁铬铝合金电热丝或镍铬合金电热丝。

4.根据权利要求1所述的家用植物生长箱，其特征在于，所述CO₂接入软管(11)为8-15mm直径橡皮软管。

5.根据权利要求1所述的家用植物生长箱，其特征在于，所述隔板(3)上开有圆形通孔(26)，CO₂接入软管(11)穿过圆形通孔(26)连接到CO₂钢瓶(22)，电热丝(12)穿过圆形通孔(26)连接到控制器(18)。

6.根据权利要求1所述的家用植物生长箱，其特征在于，所述声光报警器(19)由LED指示灯和蜂鸣器组成。

7.根据权利要求1所述的家用植物生长箱，其特征在于，所述U型凹槽(28)深度等于电热丝(12)直径，所述方形凹槽(27)深度等于CO₂接入软管(11)直径。

8.根据权利要求1所述的家用植物生长箱，其特征在于，所述植物生长箱(1)箱体铁皮内部设有10-15mm厚的聚氨酯材料保温隔热，所述生长室(5)内表面贴有锡箔。

9.一种家用植物生长箱的多目标优化控制方法，其特征在于，采用如下步骤：

步骤1)，按下开关电源，状态指示灯亮，生长箱进入自动控制状态；

步骤2)，通过温湿度传感器、CO₂浓度传感器采集生长室内外当前的温湿度及CO₂浓度，并将数据传输到控制器；

步骤3)，控制器接收到的信息后，选择相应的措施调整生长箱内的风扇、电热丝和CO₂电磁阀的工作状态，实现对生长箱的环境的自动控制。

10.根据权利要求9所述多目标优化控制方法，其特征在于，所述相应的措施具体为：根据具体的生长作物及生长阶段定义生长室环境的的边界条件，设置植物生长箱的边界条件：白天最高温度T_max、最低温度T_min、最高湿度R_max、最低湿度R_min、最高CO₂浓度C_max、最低CO₂浓度C_min，对应的夜间边界条件为t_max、t_min、r_max、r_min、c_max、c_min，温湿度传感器、CO₂传感器以时间p为间隔采集室内温度、湿度、CO₂浓度、室外温度、湿度，并将测量得到的数据传送到控制器进行处理，控制器按照温度大于湿度大于CO₂浓度的控制优先级顺序，对传来的数据进行分析，控制电热丝、进气风扇、排气风扇、CO₂电磁阀工作，具体控制步骤：

S1.当温度传感器测量室内温度T≥T_max，控制器发出指令打开进排气风扇，对生长室进行降温，当温度时，控制器发出指令停止风扇工作；

S2.当温度传感器测量室内温度T≤T_min，考虑生长室内CO₂浓度：

1)当CO₂浓度C_min＜C＜C_max时，控制器发出指令控制加热丝工作，当室内温度 时控制器发出指令停止加热丝工作；

2)当CO₂浓度C≤C_min，控制器发出指令控制电热丝工作，同时打开CO₂电磁阀通入纯净的工业CO₂，当室内温度时，控制器发出指令停止加热丝工作；当生长室内CO₂浓度时，控制器发出指令关闭CO₂电磁阀；

S3.当温度传感器测量室内温度T_min＜T＜T_max，首先考虑室内湿度：1)室内湿度R_min＜R＜R_maxx，进一步考虑室内CO₂浓度，A.当CO₂浓度C_min＜C＜C_max时，控制器不发出任何命令；B.当CO₂浓度C≤C_min，需进一步考虑室外温度T_out，a.当控制器发出指令打开CO₂电磁阀通入纯净的工业CO₂，当生长室内CO₂浓度时，控制器发出指令关闭CO₂电磁阀；b.控制器发出指令打开进气风扇和排气风扇进行通风换气补充CO₂，同时记录通风换气时间，t分钟后控制器发出指令停止进气风扇和排气风扇工作；2)室内湿度R≥R_max，进一步考虑室内CO₂浓度，A.当CO₂浓度C_min＜C＜C_max时，进一步考虑室外温度T_out，a.当控制器发出指令打开进气风扇和排气风扇进行通风换气进行除湿，同时记录通风换气时间，t分钟后控制器发出指令停止进气风扇和排气风扇工作；b.当控制器发出指令控制加热丝工作进行除湿，当时，控制器发出指令停止加热丝工作；B.当CO₂浓度C＜C_min，进一步考虑室外温度T_out，a.控制器发出指令打开进气风扇和排气风扇进行通风换气进行除湿并引入室外的CO₂，同时记录通风换气时间，t分钟后控制器发出指令停止进气风扇和排气风扇工作；b.当控制器发出指令控制加热丝工作进行除湿同时打开CO₂电磁阀通入纯净的工业CO₂，当时，控制器发出指令停止加热丝工作，当生长室内CO₂浓度时，控制器发出指令关闭CO₂电磁阀；

S4.所对应的夜间控制步骤与白天一致，只需改变生长室内温度、湿度和CO₂浓度边界条件的预设值即可。