一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的制作方法

1.本发明属于人机环境系统工程技术领域，特别涉及一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱。


背景技术：

2.深远海航行中，当作业人员适应舱室内长时间隔离密闭的稳定舱内人居环境后，在舰船到达目的地出舱时人体立即暴露在与稳定的舱内环境差异较大的目的地舱外自然天气环境中容易造成身体机能的不适应。
3.人体适应新环境的迟滞性引起人员水土不服，身体代谢应激突变而诱发的亚健康甚至突发疾病等不利情况，这使得人员的作业能力下降甚至缺勤，为一些专业班组的持续作业带来重要隐患。尽管当前信息通信技术发达，人们可以通过网络通信提取获取目的地的局部天气环境，但现有的天气预报和局部气象环境均已数值文本或视图信息的形式呈现给用户。仅通过视觉文字或图像信息，用户仍难以准确地感知空气温湿度，气压，风向风速等天气状况，因为这类天气信息实质上是由体表皮肤的触觉而直接被感知和评估。故，面向远航人员的目的地天气信息预报应赋予更多直接的触觉体验环境，以便用户根据自身的直接体验提前做出准确的健康风险评估。然而，人对空气温湿度，气压，风向风速等天气条件突变所带来的健康风险严重依赖于先前的经验。长期驻留于舱室环境稳定的隔离密闭舱内，作业人员恰恰又缺乏应对天气条件变化的经验而不利于其对自身耐受力做出较为准确的主观评估。
4.因此，如何提供一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱，提供目的地局部天气信息的触觉体验环境，为用户在天气条件体验过程中的生理反应提供实时的客观测量与评估，提供应对目的地天气条件变化的个性化预防和适应措施，已经成为一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱，能够提供目的地局部天气信息的触觉体验环境，为用户在天气条件体验过程中的生理反应提供实时的客观测量与评估，提供应对目的地天气条件变化的个性化预防和适应措施。
6.本发明实施例中，一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱，包括：胶囊舱本体100、目的地天气预报数值格式化输入模块200、舱内温度自动控制模块300、舱内湿度自动控制模块400、舱内气压自动控制模块500、舱内风速风向控制模块600、人体多生理参数监测模块700和胶囊舱门禁模块800。
7.胶囊舱本体100，包括：胶囊舱外层固定壳体1，冷凝器环形出风口2，冷凝水溢流孔3，环形照明灯带4，加热滤网5，内层舱壳的上进出风口6，制冷剂蒸发器7，夹层活动舱壳8，内层固定舱壳9，空气增压泵10，气动电磁阀11，夹层活动舱壳的下进出风口12，内层舱壳的下进出风口13，舱内站立底板14，舱体支撑底座15，液压升降台16，液压升降台底座17，舱顶
维修入口端盖18，减速电机吊装套筒19，输出传动轴20，舱内空气内循环驱动电机21，内循环驱动电机输出轴22，风扇叶片23，冷凝器吊装套筒24，冷凝器25，换气鼓风机26，换气电磁阀27，舱内加湿水雾输入孔28，超声波雾化片29。
8.目的地天气预报数值格式化输入模块200包括：胶囊舱的舱外中控上位机30，目的地天气查询终端31，天气预报数值的格式化交互终端32，各地天气状况的vr场景数据库服务器33和视听一体式vr头盔显示器34；舱外中控上位机30上利用所述目的地天气查询终端31搜索拟体验目的地的局部天气的环境噪声、阴晴、气温、湿度、气压、能见度、风力和风向预报信息，并将表征你体验目的地天气状况的各项指数依据天气预报数值的格式化交互终端32的参数格式要求填入并确认；天气预报数值的格式化交互终端32将目的地的位置及对应的天气状况信息数据包发送至各地天气状况的vr场景数据库服务器33；胶囊舱的舱外中控上位机30获得用户启用授权后通过视听一体式vr头盔显示器34向用户呈现目的地天气条件最匹配的vr场景体验。
9.舱内温度自动控制模块300，包括：胶囊舱的舱内下位机35，温度传感器36，加热单元37和制冷单元38；所述胶囊舱的舱内下位机35设定胶囊舱内的温度波动阈限，通过温度传感器36实时监测和反馈所述胶囊舱内的实际温度数值，加热单元37和制冷单元38分别用于胶囊舱内实际气温低于预报气温的误差下限或高于预报气温的误差上限时进行加热或制冷。
10.舱内湿度自动控制模块400，包括：湿度传感器39和加湿单元40；湿度传感器39实时监测和反馈所述胶囊舱内的实际湿度数值，加湿单元40用于所述胶囊舱内的实际湿度低于预报湿度的误差下限启动加湿功能；
11.舱内气压自动控制模块500，包括：气压传感器41，双向电控气动阀42，空气增加泵43，蜂鸣器44和警示灯45；胶囊舱内实际气压低于预报气压的误差下限，双向电控气动阀42和空气增加泵43开启；蜂鸣器44和警示灯45用于当因意外故障导致舱内实际气压高于或低于安全阈限值时警示用户。
12.舱内风速风向控制模块600，包括：转体驱动电机46，转角位移传感器47，舱内循环风扇48和风速传感器49；转体驱动电机46设置于胶囊舱顶部，夹层舱壳12上的两对进风口和出风口正对胶囊舱内层舱壳12上与天气预报风向方位一致的进风口和出风口时，所述转角位移传感器47监测到胶囊舱夹层舱壳12的角位移到达指定角度值，关停转体驱动电机46，启动舱内循环风扇48，舱内循环风扇48的转速持续增长，直至安装与胶囊舱内层舱壳12上进风口的风速传感器49监测的舱内纵向截面风速到达天气预报中风速数值的容许范围之内，胶囊舱的舱内下位机35再使舱内循环风扇48维持当前转速。
13.人体多生理参数监测模块700，包括：血氧心率体温检测模块50、心电测量电极51、生理信号降噪处理模块52、人体生理状态检测控制单元53、生理状态警示与反馈模块54和振动电机55；血氧心率体温检测模块50和心电测量电极51分别采集用户在体验沉浸式的目的地天气条件vr场景时的血氧、心率、体温和心电信号，生理信号降噪处理模块52分别对血氧、心率、体温和心电信号进行滤波去除信号噪声处理；人体生理状态检测控制单元53对经过信号处理的血氧、心率、体温和心电信号进行分类同步显示监测，并将用户入舱体验目的地天气中的这些生理参数与入舱前该用户的血氧、心率、体温和心率变异性指标进行对比；生理状态警示与反馈模块54对大于设定阈值的生理反应指数和时段进行颜色标记，并将超
常幅值大小线性地映射于集成在血氧心率体温检测模块50腕带的振动电机55的振动频率。
14.胶囊舱门禁模块800，包括：液压升降台16，红外遥控器56，红外接收器模块57，行程开关58，电动舱盖锁紧总成59，触控开关60，烟雾传感器61，舱盖应急开关62；红外遥控器56向红外接收器模块57发送指令，红外接收器模块57将接收到的指令传递至所述胶囊舱的舱内下位机35，胶囊舱的舱内下位机35启动液压升降台16，将用户抬升至舱内；当胶囊舱底部舱盖升起并与胶囊舱的舱壁贴合时，触发行程开关58，行程开关58触发后激活电动舱盖锁紧总成59，对底部舱盖锁紧密封，向胶囊舱的舱外中控上位机30反馈舱门已关闭信号。
15.进一步地，舱内下位机35通过通讯指令驱动所述温度传感器36实时监测和反馈胶囊舱内的实际温度数值，当要求某一段时段内胶囊舱内部温度保持在天气预报的气温水平时，所述胶囊舱内实际气温低于预报气温的误差下限，胶囊舱内下位机35自动启动加热单元37的制热功能；胶囊舱内实际气温高于预报气温的误差上限，胶囊舱的舱内下位机35自动关停加热单元37的制热，启动制冷单元38的制冷功能，直到舱内实际气温稳定于天气预报中气温数值的容许范围之内，自动关停制冷单元38的制冷。
16.进一步地，加热单元37进行加热，包括：
17.启动舱内空气内循环驱动电机21，舱内空气内循环驱动电机21通过内循环驱动电机输出轴22驱动风扇叶片23的转动，将舱内空气向上抽出，并经由冷凝器环形出风口2将舱内空气送入胶囊舱外层固定壳体1和夹层活动舱壳8两者之间的空腔内，再由电加热滤网5对送入的空气进行加热，由夹层活动舱壳和内层舱壳正对的内层舱壳的一对上进出风口6，以及与夹层活动舱壳的下进出风口12正对的内层舱壳的下进出风口13，将经过加热的舱内空气循环往复地送回到舱内。
18.进一步地，制冷单元38制冷，包括：启动舱内空气内循环驱动电机21，空气内循环驱动电机21通过内循环驱动电机输出轴22驱动风扇叶片23的转动，将舱内空气向上抽出；胶囊内的空气经由冷凝器环形出风口2将舱内空气送入胶囊舱外层固定壳体1和夹层活动舱壳8两者之间的空腔内，再由制冷剂蒸发器7对送入的空气进行吸热降温，最后由夹层活动舱壳和内层舱壳正对的内层舱壳的一对上进出风口6，以及与夹层活动舱壳的下进出风口12正对的内层舱壳的下进出风口13，将经过冷却的舱内空气循环往复地送回到舱内。
19.进一步地，胶囊舱的舱内下位机35通过串口通信指令驱动湿度传感器39实时监测和反馈胶囊舱内的实际湿度数值；胶囊舱内实际湿度低于预报湿度的误差下限，舱内下位机35自动启动加湿单元40的加湿功能；胶囊舱内实际湿度高于预报湿度的误差上限，胶囊舱的舱内下位机35自动关停加湿单元40的加湿，并自动启动制冷单元40的制冷除湿功能，直到舱内实际湿度稳定于天气预报中湿度数值的容许范围之内，自动关停制冷单元40的制冷除湿。
20.进一步地，胶囊舱的舱内下位机35发送通讯指令驱动气压传感器41实时监测和反馈胶囊舱内的实际气压数值，当要求某一段时段内胶囊舱内部气压保持在天气预报的气压水平时，胶囊舱内实际气压低于预报气压的误差下限，胶囊舱的舱内下位机35自动开启双向电控气动阀42和空气增加泵43向舱内增压，所述胶囊舱内实际气压高于预报气压的误差上限，胶囊舱的舱内下位机35自动关停双向电控气动阀42和空气增加泵43的增压功能。
21.进一步地，胶囊舱的舱外中控上位机30要求直接管控双向电控气动阀42和空气增加泵43的启停，主动提升或降低舱内的气压时，胶囊舱的舱内下位机35的上述气压自动调
控将被中断，直至胶囊舱的舱外中控上位机30结束对双向电控气动阀42和空气增加泵43的直接管控，胶囊舱的舱内下位机35的上述气压自动调控方可继续运行；当因意外故障导致舱内实际气压高于或低于安全阈限值时，胶囊舱的舱内下位机35自动开启蜂鸣器44和警示灯45，警示用户立即出舱。
22.进一步地，胶囊舱的舱内下位机35根据天气预报的目的地风速和风向设定胶囊舱内纵向截面的风速波动阈限，启动胶囊舱顶部的转体驱动电机46，驱动胶囊舱夹层活动舱壳12转动，胶囊舱内层舱壳12上8对进风口分别对应于东、南、西、北、东南、西南、西北和东北八个方位角；当夹层舱壳12上的两对进风口和出风口正对胶囊舱内层舱壳12上与天气预报风向方位一致的进风口和出风口时，转角位移传感器47同时监测到胶囊舱夹层舱壳12的角位移到达指定角度值，胶囊舱的舱内下位机35关停转体驱动电机46，启动舱内循环风扇48。
23.进一步地，生理信号降噪处理模块52分别对血氧、心率、体温和心电信号进行滤波去除信号噪声处理。胶囊舱的舱外中控上位机30的人体生理状态检测控制单元53对经过信号处理的血氧、心率、体温和心电信号进行分类同步显示监测，并将用户入舱体验目的地天气中的生理参数与入舱前该用户的血氧、心率、体温和心率变异性指标进行对比。
24.进一步地，烟雾传感器61监测到胶囊舱内烟雾浓度达到火警阈值，通过胶囊舱的舱内下位机35自动调用舱内气压自动控制模块的蜂鸣器44和警示灯45向舱内、外的人员发出火灾警报，并立即解除电动舱盖锁紧总成59的锁紧密封，降下液压升降台16的开舱门动作，供用户逃离。若胶囊舱的舱内下位机35因线路故障失灵，舱内用户可通过置于舱内的舱盖应急开关62启动开舱门动作。舱外人员也可以通过舱外中控上位机30或置于舱外的舱盖应急开关62启动开舱门动作。
25.本发明所带来的有益效果如下：
26.从上述方案可以看出，本发明实施例提供一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱，包括：胶囊舱本体100、目的地天气预报数值格式化输入模块200、舱内温度自动控制模块300、舱内湿度自动控制模块400、舱内气压自动控制模块500、舱内风速风向控制模块600、人体多生理参数监测模块700和胶囊舱门禁模块800。本发明技术方案，能够提供目的地局部天气信息的触觉体验环境，为用户在天气条件体验过程中的生理反应提供实时的客观测量与评估，提供应对目的地天气条件变化的个性化预防和适应措施。
附图说明
27.图1表示本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱示意图；
28.图2表示本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱结构示意图；
29.图3表示本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的舱内温度自动控制模块控制流程图；
30.图4表示本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的舱内湿度自动控制模块控制流程图；
31.图5表示本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的人体多生理参数监测模块控制流程图；
32.图6表示本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的舱内风速风向控制模块控制流程图；
33.图7表示本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的胶囊舱门禁模块控制流程图；
34.图中，100为胶囊舱本体、200为目的地天气预报数值格式化输入模块、300为舱内温度自动控制模块、400为舱内湿度自动控制模块、500为舱内气压自动控制模块、600为舱内风速风向控制模块、700为人体多生理参数监测模块、800为胶囊舱门禁模块，1为胶囊舱外层固定壳体，2为冷凝器环形出风口，3为冷凝水溢流孔，4为环形照明灯带，5为加热滤网，6为内层舱壳的上进出风口，7为制冷剂蒸发器，8为夹层活动舱壳，9为内层固定舱壳，10为空气增压泵，11为气动电磁阀，12为夹层活动舱壳的下进出风口，13为内层舱壳的下进出风口，14为舱内站立底板，15为舱体支撑底座，16为液压升降台，17为液压升降台底座，18为舱顶维修入口端盖，19为减速电机吊装套筒，20为输出传动轴，21为舱内空气内循环驱动电机，22为内循环驱动电机输出轴，23为风扇叶片，24为冷凝器吊装套筒，25为冷凝器，26为换气鼓风机，27为换气电磁阀，28为舱内加湿水雾输入孔，29为超声波雾化片，30为胶囊舱的舱外中控上位机，31为目的地天气查询终端，32为天气预报数值的格式化交互终端，33为各地天气状况的vr场景数据库服务器，34为视听一体式vr头盔显示器，35为胶囊舱的舱内下位机，36为温度传感器，37为加热单元，38为制冷单元，39为湿度传感器，40为加湿单元40，41为气压传感器，42为双向电控气动阀，43为空气增加泵，44为蜂鸣器，45为警示灯，46为转体驱动电机，47为转角位移传感器，48为舱内循环风扇，49为风速传感器，50为血氧心率体温检测模块，51为心电测量电极、52为生理信号降噪处理模块、53为人体生理状态检测控制单元、54为生理状态警示与反馈模块，55为振动电机，56为红外遥控器，57为红外接收器模块，58为行程开关，59为电动舱盖锁紧总成，60为触控开关，61为烟雾传感器，62为舱盖应急开关。
具体实施方式
35.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.为长期驻留于隔离密闭舱室的作业人员提前感受目的地舱外自然天气条件的提供一种隔离密闭的模拟体验胶囊舱。该发明通过设计一个单人的隔离密闭胶囊舱，并在舱内设计一套能为用户模拟指定目的地的天气条件的舱内环境调控系统。该系统利用沉浸式vr系统为用户呈现随风而动的光照明暗变化，局部云层移动，周边草木景观飘扬，风声、鸣笛及动物啼叫等周边环境的视、听觉感受，利用舱内环境调控系统为用户呈现温、湿度和气压等触觉感受，同时利用穿戴式生理参数测量单元监测用户的身体应激反应。
37.如图1所示，图1本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱示意图。
38.图1中，一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱，包括：胶囊舱本体100、目的地天气预报数值格式化输入模块200、舱内温度自动控制模块300、舱内湿度自动控制模
块400、舱内气压自动控制模块500、舱内风速风向控制模块600、人体多生理参数监测模块700和胶囊舱门禁模块800。
39.如图2所示，图2为本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱结构示意图。
40.胶囊舱本体100，包括：胶囊舱外层固定壳体1，冷凝器环形出风口2，冷凝水溢流孔3，环形照明灯带4，加热滤网5，内层舱壳的上进出风口6，制冷剂蒸发器7，夹层活动舱壳8，内层固定舱壳9，空气增压泵10，气动电磁阀11，夹层活动舱壳的下进出风口12，内层舱壳的下进出风口13，舱内站立底板14，舱体支撑底座15，液压升降台16，液压升降台底座17，舱顶维修入口端盖18，减速电机吊装套筒19，输出传动轴20，舱内空气内循环驱动电机21，内循环驱动电机输出轴22，风扇叶片23，冷凝器吊装套筒24，冷凝器25，换气鼓风机26，换气电磁阀27，舱内加湿水雾输入孔28，超声波雾化片29。
41.目的地天气预报数值格式化输入模块200包括：胶囊舱的舱外中控上位机30，目的地天气查询终端31，天气预报数值的格式化交互终端32，各地天气状况的vr场景数据库服务器33和视听一体式vr头盔显示器34；舱外中控上位机30上利用所述目的地天气查询终端31搜索拟体验目的地的局部天气的环境噪声、阴晴、气温、湿度、气压、能见度、风力和风向预报信息，并将表征你体验目的地天气状况的各项指数依据天气预报数值的格式化交互终端32的参数格式要求填入并确认；天气预报数值的格式化交互终端32将目的地的位置及对应的天气状况信息数据包发送至各地天气状况的vr场景数据库服务器33；胶囊舱的舱外中控上位机30获得用户启用授权后通过视听一体式vr头盔显示器34向用户呈现目的地天气条件最匹配的vr场景体验。
42.舱内温度自动控制模块300，包括：胶囊舱的舱内下位机35，温度传感器36，加热单元37和制冷单元38；所述胶囊舱的舱内下位机35设定胶囊舱内的温度波动阈限，通过温度传感器36实时监测和反馈所述胶囊舱内的实际温度数值，加热单元37和制冷单元38分别用于胶囊舱内实际气温低于预报气温的误差下限或高于预报气温的误差上限时进行加热或制冷。
43.如图3所示，图3为本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的舱内温度自动控制模块控制流程图。
44.本发明实施例中，胶囊舱的舱外中控上位机30指定拟体验的目的地温度值后，胶囊舱的舱内下位机35根据天气预报的目的地温度范围设定胶囊舱内的温度波动阈限。为了调控胶囊舱内部空气的温度，舱内下位机35通过通讯指令驱动所述温度传感器36实时监测和反馈胶囊舱内的实际温度数值，当要求某一段时段内胶囊舱内部温度保持在天气预报的气温水平时，所述胶囊舱内实际气温低于预报气温的误差下限，胶囊舱内下位机35自动启动加热单元37的制热功能；胶囊舱内实际气温高于预报气温的误差上限，胶囊舱的舱内下位机35自动关停加热单元37的制热，启动制冷单元38的制冷功能，直到舱内实际气温稳定于天气预报中气温数值的容许范围之内，自动关停制冷单元38的制冷。
45.本发明实施例中，当胶囊舱的舱外中控上位机30要求直接管控制热和制冷功能的启停，以实现主动升温或降温时，胶囊舱的舱内下位机35的上述温度自动调控将被中断，直至胶囊舱的舱外中控上位机30结束对加热单元37和制冷单元38的直接管控，胶囊舱的舱内下位机35的上述温度自动调控方可继续运行。
46.本发明实施例的一个实施方式中，加热单元37进行加热，包括：
47.启动舱内空气内循环驱动电机21，舱内空气内循环驱动电机21通过内循环驱动电机输出轴22驱动风扇叶片23的转动，将舱内空气向上抽出，并经由冷凝器环形出风口2将舱内空气送入胶囊舱外层固定壳体1和夹层活动舱壳8两者之间的空腔内，再由电加热滤网5对送入的空气进行加热，由夹层活动舱壳和内层舱壳正对的内层舱壳的一对上进出风口6，以及与夹层活动舱壳的下进出风口12正对的内层舱壳的下进出风口13，将经过加热的舱内空气循环往复地送回到舱内。
48.本发明实施例的一个实施方式中，制冷单元38制冷，包括：启动舱内空气内循环驱动电机21，空气内循环驱动电机21通过内循环驱动电机输出轴22驱动风扇叶片23的转动，将舱内空气向上抽出；胶囊内的空气经由冷凝器环形出风口2将舱内空气送入胶囊舱外层固定壳体1和夹层活动舱壳8两者之间的空腔内，再由制冷剂蒸发器7对送入的空气进行吸热降温，最后由夹层活动舱壳和内层舱壳正对的内层舱壳的一对上进出风口6，以及与夹层活动舱壳的下进出风口12正对的内层舱壳的下进出风口13，将经过冷却的舱内空气循环往复地送回到舱内。
49.舱内湿度自动控制模块400，包括：湿度传感器39和加湿单元40；湿度传感器39实时监测和反馈所述胶囊舱内的实际湿度数值，加湿单元40用于所述胶囊舱内的实际湿度低于预报湿度的误差下限启动加湿功能。
50.如图4所示，图4为本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的舱内湿度自动控制模块控制流程图。
51.本发明实施例中，胶囊舱的舱内下位机35通过串口通信指令驱动湿度传感器39实时监测和反馈胶囊舱内的实际湿度数值；胶囊舱内实际湿度低于预报湿度的误差下限，舱内下位机35自动启动加湿单元40的加湿功能；胶囊舱内实际湿度高于预报湿度的误差上限，胶囊舱的舱内下位机35自动关停加湿单元40的加湿，并自动启动制冷单元40的制冷除湿功能，直到舱内实际湿度稳定于天气预报中湿度数值的容许范围之内，自动关停制冷单元40的制冷除湿。
52.本发明实施例中，胶囊舱的舱外中控上位机30指定拟体验的目的地湿度值后，胶囊舱的舱内下位机35根据天气预报的目的地湿度范围设定胶囊舱内的湿度波动阈限。为了调控胶囊舱内部空气的湿度，胶囊舱的舱内下位机35通过串口通信指令驱动湿度传感器39实时监测和反馈胶囊舱内的实际湿度数值。当要求某一段时段内胶囊舱内部湿度保持在天气预报的湿度水平时，一旦舱内实际湿度低于预报湿度的误差下限，胶囊舱的舱内下位机35自动启动加湿单元40的加湿功能。当胶囊舱的舱外中控上位机30要求直接管控加湿和制冷除湿功能的启停，以实现主动提升或降低舱内空气湿度时，胶囊舱的舱内下位机35的上述湿度自动调控将被中断，直至胶囊舱的舱外中控上位机30结束对加湿单元和制冷单元的直接管控，胶囊舱的舱内下位机35的上述湿度自动调控方可继续运行。
53.其中，加湿单元的加湿功能的实现，包括：启动加湿单元40后，在舱内站立底板14下面的舱底空腔中的水经过超声波雾化片29后产生水雾，然后水雾由舱内加湿水雾输入孔28进入舱内，增加舱内空气的湿度。
54.制冷单元的制冷除湿功能的实现，包括：启动舱内空气内循环驱动电机21，舱内空气内循环驱动电机21通过内循环驱动电机输出轴22驱动风扇叶片23的转动，将舱内空气经
由冷凝器25冷凝液化后向上抽出，再通过冷凝器环形出风口2将舱内空气送入胶囊舱外层固定壳体1和夹层活动舱壳8两者之间的空腔内，最后由夹层活动舱壳和内层舱壳正对的内层舱壳的一对上进出风口6，以及与夹层活动舱壳的下进出风口12正对的内层舱壳的下进出风口13，将经过冷凝除湿的舱内空气循环往复地送回到舱内，降低舱内空气的湿度。由冷凝器25冷凝液化而产生的水经过冷凝水溢流孔3环绕舱内天花板滴下，经过舱内加湿水雾输入孔28流回至舱内站立底板14下面的舱底空腔中存储，作为加湿的水源。
55.舱内气压自动控制模块500，包括：气压传感器41，双向电控气动阀42，空气增加泵43，蜂鸣器44和警示灯45；胶囊舱内实际气压低于预报气压的误差下限，双向电控气动阀42和空气增加泵43开启；蜂鸣器44和警示灯45用于当因意外故障导致舱内实际气压高于或低于安全阈限值时警示用户。
56.如图5所示，图5为本发明实施例的局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的人体多生理参数监测模块控制流程图。
57.本发明实施例中，胶囊舱的舱外中控上位机30要求直接管控双向电控气动阀42和空气增加泵43的启停，主动提升或降低舱内的气压时，胶囊舱的舱内下位机35的上述气压自动调控将被中断，直至胶囊舱的舱外中控上位机30结束对双向电控气动阀42和空气增加泵43的直接管控，胶囊舱的舱内下位机35的上述气压自动调控方可继续运行；当因意外故障导致舱内实际气压高于或低于安全阈限值时，胶囊舱的舱内下位机35自动开启蜂鸣器44和警示灯45，警示用户立即出舱。
58.其中，囊舱的舱外中控上位机30指定拟体验的目的地气压值后，胶囊舱的舱内下位机35根据天气预报的目的地气压范围设定胶囊舱内的气压波动阈限。为了调控胶囊舱内部空气的气压，胶囊舱的舱内下位机35发送通讯指令驱动气压传感器41实时监测和反馈胶囊舱内的实际气压数值。当要求某一段时段内胶囊舱内部气压保持在天气预报的气压水平时，一旦舱内实际气压低于预报气压的误差下限，胶囊舱的舱内下位机35自动开启双向电控气动阀42和空气增加泵43向舱内增压。一旦舱内实际气压高于预报气压的误差上限，胶囊舱的舱内下位机35自动关停双向电控气动阀42和空气增加泵43的增压功能。
59.舱内风速风向控制模块600，包括：转体驱动电机46，转角位移传感器47，舱内循环风扇48和风速传感器49；转体驱动电机46设置于胶囊舱顶部，夹层舱壳12上的两对进风口和出风口正对胶囊舱内层舱壳12上与天气预报风向方位一致的进风口和出风口时，所述转角位移传感器47监测到胶囊舱夹层舱壳12的角位移到达指定角度值，关停转体驱动电机46，启动舱内循环风扇48，舱内循环风扇48的转速持续增长，直至安装与胶囊舱内层舱壳12上进风口的风速传感器49监测的舱内纵向截面风速到达天气预报中风速数值的容许范围之内，胶囊舱的舱内下位机35再使舱内循环风扇48维持当前转速。
60.本发明实施例中，胶囊舱的舱外中控上位机30指定拟体验的目的地风速和风向后，胶囊舱的舱内下位机35根据天气预报的目的地风速和风向设定胶囊舱内纵向截面的风速波动阈限，启动胶囊舱顶部的转体驱动电机46，驱动胶囊舱夹层活动舱壳12转动，胶囊舱内层舱壳12上8对进风口分别对应于东、南、西、北、东南、西南、西北和东北八个方位角。本发明技术方案，能够给用户提供目的地天气预报的风向和风速体验。
61.人体多生理参数监测模块700，包括：血氧心率体温检测模块50、心电测量电极51、生理信号降噪处理模块52、人体生理状态检测控制单元53、生理状态警示与反馈模块54和
振动电机55；血氧心率体温检测模块50和心电测量电极51分别采集用户在体验沉浸式的目的地天气条件vr场景时的血氧、心率、体温和心电信号，生理信号降噪处理模块52分别对血氧、心率、体温和心电信号进行滤波去除信号噪声处理；人体生理状态检测控制单元53对经过信号处理的血氧、心率、体温和心电信号进行分类同步显示监测，并将用户入舱体验目的地天气中的这些生理参数与入舱前该用户的血氧、心率、体温和心率变异性指标进行对比；生理状态警示与反馈模块54对大于设定阈值的生理反应指数和时段进行颜色标记，并将超常幅值大小线性地映射于集成在血氧心率体温检测模块50腕带的振动电机55的振动频率。
62.如图6所示，图6为本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的舱内风速风向控制模块控制流程图。
63.本发明实施例中，生理信号降噪处理模块52分别对血氧、心率、体温和心电信号进行滤波去除信号噪声处理。胶囊舱的舱外中控上位机30的人体生理状态检测控制单元53对经过信号处理的血氧、心率、体温和心电信号进行分类同步显示监测，并将用户入舱体验目的地天气中的生理参数与入舱前该用户的血氧、心率、体温和心率变异性指标进行对比。
64.本发明实施例的一个实施方式中，用户在体验目的地天气条件前，佩戴于由腕带束紧的血氧心率体温检测模块50和由贴附于用户胸前的心电测量电极51分别采集用户在体验沉浸式的目的地天气条件vr场景时的血氧、心率、体温和心电信号。人体生理状态检测控制单元53对用户在体验目的地天气中的各项生理反应指数实时存储，当监测到超常生理反应指数时，利用生理状态警示与反馈模块54对这些超常的生理反应指数和时段进行颜色标记，并将超常幅值大小线性地映射于集成在血氧心率体温检测模块50腕带的振动电机55的振动频率，为用户提供腕部振动触觉反馈，提醒用户当前生理反应状态和注意潜在的健康风险，考虑及时主动退出体验。
65.胶囊舱门禁模块800，包括：液压升降台16，红外遥控器56，红外接收器模块57，行程开关58，电动舱盖锁紧总成59，触控开关60，烟雾传感器61，舱盖应急开关62；红外遥控器56向红外接收器模块57发送指令，红外接收器模块57将接收到的指令传递至所述胶囊舱的舱内下位机35，胶囊舱的舱内下位机35启动液压升降台16，将用户抬升至舱内；当胶囊舱底部舱盖升起并与胶囊舱的舱壁贴合时，触发行程开关58，行程开关58触发后激活电动舱盖锁紧总成59，对底部舱盖锁紧密封，向胶囊舱的舱外中控上位机30反馈舱门已关闭信号。
66.如图7所示，图7为本发明实施例的一种局部天气情况模拟体验的隔离密闭胶囊舱的胶囊舱门禁模块控制流程图。
67.本发明实施例中，烟雾传感器61监测到胶囊舱内烟雾浓度达到火警阈值，通过胶囊舱的舱内下位机35自动调用舱内气压自动控制模块的蜂鸣器44和警示灯45向舱内、外的人员发出火灾警报，并立即解除电动舱盖锁紧总成59的锁紧密封，降下液压升降台16的开舱门动作，供用户逃离。若胶囊舱的舱内下位机35因线路故障失灵，舱内用户可通过置于舱内的舱盖应急开关62启动开舱门动作。舱外人员也可以通过舱外中控上位机30或置于舱外的舱盖应急开关62启动开舱门动作。
68.本发明实施例的一个实施方式中，用户站立于支撑胶囊舱底部舱盖的液压升降台16做好进入胶囊舱内的准备，然后按下随身携带的红外遥控器56，向红外接收器模块57发送升举液压升降台16的指令，红外接收器模块57将接收到的指令传递至胶囊舱的舱内下位机35，胶囊舱的舱内下位机35启动液压升降台16，将用户抬升至舱内。当胶囊舱底部舱盖升
起并与胶囊舱的舱壁贴合时，触发行程开关58。胶囊舱的舱内下位机35监测到行程开关58被触发后激活电动舱盖锁紧总成59，对底部舱盖锁紧密封，并向胶囊舱的舱外中控上位机30反馈舱门已关闭信号。用户自主佩戴视听一体式vr头盔显示器34，血氧心率体温检测模块50和心电测量电极51后，触摸集成于血氧心率体温检测模块50腕带上的触控开关60，向胶囊舱的舱外中控上位机30授权启动舱内天气模拟程序。然后胶囊舱的舱内下位机35依据舱外中控上位机30指定的目的地天气条件启动目的地vr场景的视听初始化，对应的风向风速、温湿度、气压触感模拟。倘若用户在体验过程中烟雾传感器61监测到胶囊舱内烟雾浓度达到火警阈值，则通过胶囊舱的舱内下位机35自动调用舱内气压自动控制模块的蜂鸣器44和警示灯45向舱内、外的人员发出火灾警报，并立即解除电动舱盖锁紧总成59的锁紧密封，降下液压升降台16的开舱门动作，供用户逃离。若胶囊舱的舱内下位机35因线路故障失灵，舱内用户可通过置于舱内的舱盖应急开关62启动开舱门动作。舱外人员也可以通过舱外中控上位机60或置于舱外的舱盖应急开关62启动开舱门动作。
69.本发明技术方案，提出一种面向单人的隔离密闭胶囊舱，并为该舱室配备空气温湿度、烟雾、气压、风向风速和火警消防报警监测系统测试舱室，此外集成监测用户体验目的地天气环境过程中心电、体温、心率和血氧含量的多生理参数监测单元。现有的舱室环境智能调控系统主要面向看护病房或水下密闭舱室的空气成分保障，温室大棚或农场养殖的生长环境模拟，高精尖设备机房的恒温恒湿调控。少数基于多生理参数的个性化舱室环境控制方法及系统依据用户平均身体特征动态调节单人作业或居住的舱室环境，旨在确保舱室空气环境对用户的实时适配。本发明则侧重根据天气预报信息为用户提前适应目的地舱外自然气象环境而的模拟体验，使用户提前适应即将到来的天气条件，并以多生理参数的监测为身体适应的潜力提供客观的评估。该发明专利具备可预见的技术转化和产品应用前景，即作为支撑和谐人-机-环境研究和应用的技术平台。
70.以上是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。