本發(fā)明涉及農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用，尤其涉及一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、畜禽糞便主要指牛糞、雞糞、豬糞等固體廢棄物，一般需要通過發(fā)酵腐熟才能作為有機(jī)肥施入農(nóng)田。反應(yīng)器發(fā)酵是目前常用的發(fā)酵工藝，是將畜禽糞便等有機(jī)廢棄物在一個具有曝氣、攪拌等功能的密閉式容器中進(jìn)行發(fā)酵的系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)的自然堆肥、條垛式和槽式發(fā)酵工藝具有發(fā)酵周期短、占地面積小等優(yōu)點。

2、畜禽糞便的發(fā)酵腐熟過程主要與微生物活性密切相關(guān)，保持發(fā)酵過程中適宜的水分和溫度條件是進(jìn)一步縮短發(fā)酵時間和提升發(fā)酵效果的重要舉措。隨著畜禽糞便好氧發(fā)酵過程的推進(jìn)，發(fā)酵物料的水分和溫度變化快、浮動大，如果不及時調(diào)節(jié)水分和溫度，將影響發(fā)酵物料的存在形態(tài)和微生物活性，并對發(fā)酵進(jìn)程和發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

3、相關(guān)技術(shù)中，根據(jù)人工經(jīng)驗對發(fā)酵物料進(jìn)行定時或定量補(bǔ)水，人工補(bǔ)水難以滿足發(fā)酵物料的補(bǔ)水需求，容易引起發(fā)酵微環(huán)境的波動，進(jìn)而嚴(yán)重影響微生物活性和發(fā)酵進(jìn)程。

4、由此可見，相關(guān)技術(shù)中的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，存在無法滿足發(fā)酵物料的補(bǔ)水需求，導(dǎo)致影響發(fā)酵進(jìn)程的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，用以解決相關(guān)技術(shù)中的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，存在無法滿足發(fā)酵物料的補(bǔ)水需求，導(dǎo)致影響發(fā)酵進(jìn)程的技術(shù)問題。

2、本發(fā)明提供一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，獲取當(dāng)前重量，其中，所述當(dāng)前重量為發(fā)酵物料在當(dāng)前時刻的重量；根據(jù)所述當(dāng)前重量和初始重量確定當(dāng)前水分損失量，其中，所述初始重量為所述發(fā)酵物料在開始發(fā)酵的初始時刻的重量，所述當(dāng)前水分損失量用于反映所述發(fā)酵物料從所述初始時刻到所述當(dāng)前時刻發(fā)酵所損失的水分；將溫度變化數(shù)據(jù)和所述初始重量輸入訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型，得到所述訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型輸出的當(dāng)前水分損失量預(yù)測范圍，其中，所述溫度變化數(shù)據(jù)為所述發(fā)酵物料從所述初始時刻到所述當(dāng)前時刻的溫度變化過程數(shù)據(jù)；在所述當(dāng)前水分損失量落入所述當(dāng)前水分損失量預(yù)測范圍內(nèi)，且所述當(dāng)前水分損失量大于或等于預(yù)設(shè)補(bǔ)水量的情況下，向所述發(fā)酵物料補(bǔ)充水分，其中，補(bǔ)水溫度處于目標(biāo)溫度區(qū)間內(nèi)，所述目標(biāo)溫度區(qū)間為根據(jù)所述發(fā)酵物料在所述當(dāng)前時刻的當(dāng)前溫度確定的溫度區(qū)間。

3、根據(jù)本發(fā)明提供的一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，所述訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型通過以下步驟訓(xùn)練得到：獲取歷史發(fā)酵數(shù)據(jù)，其中，所述歷史發(fā)酵數(shù)據(jù)包括不同重量物料在發(fā)酵過程中不同時刻的溫度數(shù)據(jù)以及對應(yīng)的水分損失量數(shù)據(jù)；對所述歷史發(fā)酵數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理后劃分為訓(xùn)練數(shù)據(jù)集和測試數(shù)據(jù)集，其中，預(yù)處理步驟包括數(shù)據(jù)清洗步驟和數(shù)據(jù)歸一化步驟；通過所述訓(xùn)練數(shù)據(jù)集迭代訓(xùn)練隨機(jī)森林模型，其中，訓(xùn)練過程包括使用交叉驗證評估所述隨機(jī)森林模型的性能，并基于評估結(jié)果調(diào)整所述隨機(jī)森林模型的參數(shù)；在訓(xùn)練次數(shù)達(dá)到預(yù)設(shè)次數(shù)后，基于均方誤差方法使用所述測試數(shù)據(jù)集評估所述隨機(jī)森林模型的性能，并在所述隨機(jī)森林模型的性能滿足條件的情況下將當(dāng)前的所述隨機(jī)森林模型確定為所述訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型。

4、根據(jù)本發(fā)明提供的一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，所述根據(jù)所述當(dāng)前重量和初始重量確定當(dāng)前水分損失量，包括：將所述發(fā)酵物料的底面積乘以水的密度得到第一乘積；將所述初始重量減去所述當(dāng)前重量得到的值除以所述第一乘積，得到當(dāng)前水分損失量；其中，向所述發(fā)酵物料補(bǔ)充水量為目標(biāo)補(bǔ)水量，所述目標(biāo)補(bǔ)水量為根據(jù)所述預(yù)設(shè)補(bǔ)水量、所述發(fā)酵物料的底面積以及補(bǔ)水系數(shù)確定的。

5、根據(jù)本發(fā)明提供的一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，在所述向所述發(fā)酵物料補(bǔ)充水分之前，所述方法還包括：獲取所述當(dāng)前溫度；將所述當(dāng)前溫度減去預(yù)設(shè)溫度波動值得到所述目標(biāo)溫度區(qū)間的最小閾值；將所述當(dāng)前溫度加上所述預(yù)設(shè)溫度波動值得到所述目標(biāo)溫度區(qū)間的最大閾值；加熱補(bǔ)充水分的溫度至所述目標(biāo)溫度區(qū)間內(nèi)。

6、根據(jù)本發(fā)明提供的一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，在所述向所述發(fā)酵物料補(bǔ)充水分之前，所述方法還包括：獲取溫度數(shù)據(jù)，其中，所述溫度數(shù)據(jù)為所述發(fā)酵物料從所述初始時刻到所述當(dāng)前時刻的溫度變化數(shù)據(jù)；根據(jù)所述溫度數(shù)據(jù)確定所述發(fā)酵物料的當(dāng)前發(fā)酵階段；在所述當(dāng)前發(fā)酵階段為發(fā)酵結(jié)束階段的情況下，停止補(bǔ)水。

7、本發(fā)明還提供一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水裝置，包括：獲取模塊，用于獲取當(dāng)前重量，其中，所述當(dāng)前重量為發(fā)酵物料在當(dāng)前時刻的重量；確定模塊，用于根據(jù)所述當(dāng)前重量和初始重量確定當(dāng)前水分損失量，其中，所述初始重量為所述發(fā)酵物料在開始發(fā)酵的初始時刻的重量，所述當(dāng)前水分損失量用于反映所述發(fā)酵物料從所述初始時刻到所述當(dāng)前時刻發(fā)酵所損失的水分；預(yù)測模塊，用于將溫度變化數(shù)據(jù)和所述初始重量輸入訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型，得到所述訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型輸出的當(dāng)前水分損失量預(yù)測范圍，其中，所述溫度變化數(shù)據(jù)為所述發(fā)酵物料從所述初始時刻到所述當(dāng)前時刻的溫度變化過程數(shù)據(jù)；執(zhí)行模塊，用于在所述當(dāng)前水分損失量落入所述當(dāng)前水分損失量預(yù)測范圍內(nèi)，且所述當(dāng)前水分損失量大于或等于預(yù)設(shè)補(bǔ)水量的情況下，向所述發(fā)酵物料補(bǔ)充水分，其中，補(bǔ)水溫度處于目標(biāo)溫度區(qū)間內(nèi)，所述目標(biāo)溫度區(qū)間為根據(jù)所述發(fā)酵物料在所述當(dāng)前時刻的當(dāng)前溫度確定的溫度區(qū)間。

8、本發(fā)明還提供一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水系統(tǒng)，包括：發(fā)酵箱體，用于存放所述發(fā)酵物料并對其進(jìn)行發(fā)酵；保溫補(bǔ)水系統(tǒng)，用于向所述發(fā)酵箱體中的所述發(fā)酵物料補(bǔ)水；重量傳感器，所述重量傳感器設(shè)于所述發(fā)酵箱體內(nèi)部，用于檢測所述發(fā)酵物料的重量；溫度傳感器，所述溫度傳感器設(shè)于所述發(fā)酵箱體內(nèi)部，用于檢測所述發(fā)酵物料的溫度；控制系統(tǒng)，用于實現(xiàn)如上述任一種所述畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法。

9、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)如上述任一種所述畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法。

10、本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，該計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法。

11、本發(fā)明還提供一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述任一種所述畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法。

12、本發(fā)明提供的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，根據(jù)當(dāng)前重量和初始重量確定當(dāng)前水分損失量，在當(dāng)前水分損失量落入當(dāng)前水分損失量預(yù)測范圍內(nèi)，且大于或等于預(yù)設(shè)補(bǔ)水量的情況下，向發(fā)酵物料補(bǔ)充水分，可以提高補(bǔ)水時機(jī)的準(zhǔn)確性；由于補(bǔ)充的水分的溫度處于目標(biāo)溫度區(qū)間內(nèi)，因此可以滿足發(fā)酵物料的補(bǔ)水需求，進(jìn)而解決了相關(guān)技術(shù)中的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，存在無法滿足發(fā)酵物料的補(bǔ)水需求，導(dǎo)致影響發(fā)酵進(jìn)程的技術(shù)問題。

技術(shù)特征：

1.一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，其特征在于，所述訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型通過以下步驟訓(xùn)練得到：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，其特征在于，所述根據(jù)所述當(dāng)前重量和初始重量確定當(dāng)前水分損失量，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，其特征在于，在所述向所述發(fā)酵物料補(bǔ)充水分之前，所述方法還包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項所述的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，其特征在于，在所述向所述發(fā)酵物料補(bǔ)充水分之前，所述方法還包括：

6.一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水裝置，其特征在于，包括：

7.一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機(jī)程序時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項所述畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法。

9.一種非暫態(tài)計算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項所述畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法。

10.一種計算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計算機(jī)程序，其特征在于，所述計算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項所述畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，屬于農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用技術(shù)領(lǐng)域，包括：獲取當(dāng)前重量；根據(jù)當(dāng)前重量和初始重量確定當(dāng)前水分損失量；將溫度變化數(shù)據(jù)和初始重量輸入訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型，得到訓(xùn)練后的隨機(jī)森林模型輸出的當(dāng)前水分損失量預(yù)測范圍；在當(dāng)前水分損失量落入當(dāng)前水分損失量預(yù)測范圍，且當(dāng)前水分損失量大于或等于預(yù)設(shè)補(bǔ)水量的情況下，向發(fā)酵物料補(bǔ)充水分。本發(fā)明提供的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，解決了相關(guān)技術(shù)中的畜禽糞便好氧發(fā)酵補(bǔ)水方法，存在無法滿足發(fā)酵物料的補(bǔ)水需求，導(dǎo)致影響發(fā)酵進(jìn)程的技術(shù)問題。

技術(shù)研發(fā)人員：李銀坤,趙文文,賈楠,王海峰,朱君,趙宇亮,陳超,陳嘉輝
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京市農(nóng)林科學(xué)院智能裝備技術(shù)研究中心
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6