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)酵補水方法、裝置、電子設備及存儲介質(zhì)。

背景技術：

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肥施入農(nóng)田。反應器發(fā)酵是目前常用的發(fā)酵工藝，是將畜禽糞便等有機廢棄物在一個具有曝氣、攪拌等功能的密閉式容器中進行發(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，保持發(fā)酵過程中適宜的水分和溫度條件是進一步縮短發(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，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)酵進程和發(fā)酵產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生不利影響。

3、相關技術中，根據(jù)人工經(jīng)驗對發(fā)酵物料進行定時或定量補水，人工補水難以滿足發(fā)酵物料的補水需求，容易引起發(fā)酵微環(huán)境的波動，進而嚴重影響微生物活性和發(fā)酵進程。

4、由此可見，相關技術中的畜禽糞便好氧發(fā)酵補水方法，存在無法滿足發(fā)酵物料的補水需求，導致影響發(fā)酵進程的技術問題。

技術實現(xiàn)思路

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

2、本發(fā)明提供一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補水方法，獲取當前重量，其中，所述當前重量為發(fā)酵物料在當前時刻的重量；根據(jù)所述當前重量和初始重量確定當前水分損失量，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練后的隨機森林模型，得到所述訓練后的隨機森林模型輸出的當前水分損失量預測范圍，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前時刻的溫度變化過程數(shù)據(jù)；在所述當前水分損失量落入所述當前水分損失量預測范圍內(nèi)，且所述當前水分損失量大于或等于預設補水量的情況下，向所述發(fā)酵物料補充水分，其中，補水溫度處于目標溫度區(qū)間內(nèi)，所述目標溫度區(qū)間為根據(jù)所述發(fā)酵物料在所述當前時刻的當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)酵補水方法，所述訓練后的隨機森林模型通過以下步驟訓練得到：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)以及對應的水分損失量數(shù)據(jù)；對所述歷史發(fā)酵數(shù)據(jù)進行預處理后劃分為訓練數(shù)據(jù)集和測試數(shù)據(jù)集，其中，預處理步驟包括數(shù)據(jù)清洗步驟和數(shù)據(jù)歸一化步驟；通過所述訓練數(shù)據(jù)集迭代訓練隨機森林模型，其中，訓練過程包括使用交叉驗證評估所述隨機森林模型的性能，并基于評估結果調(diào)整所述隨機森林模型的參數(shù)；在訓練次數(shù)達到預設次數(shù)后，基于均方誤差方法使用所述測試數(shù)據(jù)集評估所述隨機森林模型的性能，并在所述隨機森林模型的性能滿足條件的情況下將當前的所述隨機森林模型確定為所述訓練后的隨機森林模型。

4、根據(jù)本發(fā)明提供的一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補水方法，所述根據(jù)所述當前重量和初始重量確定當前水分損失量，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前重量得到的值除以所述第一乘積，得到當前水分損失量；其中，向所述發(fā)酵物料補充水量為目標補水量，所述目標補水量為根據(jù)所述預設補水量、所述發(fā)酵物料的底面積以及補水系數(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)酵補水方法，在所述向所述發(fā)酵物料補充水分之前，所述方法還包括：獲取所述當前溫度；將所述當前溫度減去預設溫度波動值得到所述目標溫度區(qū)間的最小閾值；將所述當前溫度加上所述預設溫度波動值得到所述目標溫度區(qū)間的最大閾值；加熱補充水分的溫度至所述目標溫度區(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)酵補水方法，在所述向所述發(fā)酵物料補充水分之前，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)酵物料的當前發(fā)酵階段；在所述當前發(fā)酵階段為發(fā)酵結束階段的情況下，停止補水。

7、本發(fā)明還提供一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補水裝置，包括：獲取模塊，用于獲取當前重量，其中，所述當前重量為發(fā)酵物料在當前時刻的重量；確定模塊，用于根據(jù)所述當前重量和初始重量確定當前水分損失量，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前時刻發(fā)酵所損失的水分；預測模塊，用于將溫度變化數(shù)據(jù)和所述初始重量輸入訓練后的隨機森林模型，得到所述訓練后的隨機森林模型輸出的當前水分損失量預測范圍，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，用于在所述當前水分損失量落入所述當前水分損失量預測范圍內(nèi)，且所述當前水分損失量大于或等于預設補水量的情況下，向所述發(fā)酵物料補充水分，其中，補水溫度處于目標溫度區(qū)間內(nèi)，所述目標溫度區(qū)間為根據(jù)所述發(fā)酵物料在所述當前時刻的當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)酵物料并對其進行發(fā)酵；保溫補水系統(tǒng)，用于向所述發(fā)酵箱體中的所述發(fā)酵物料補水；重量傳感器，所述重量傳感器設于所述發(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)酵補水方法。

9、本發(fā)明還提供一種電子設備，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)酵補水方法。

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

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

12、本發(fā)明提供的畜禽糞便好氧發(fā)酵補水方法、裝置、電子設備及存儲介質(zhì)，根據(jù)當前重量和初始重量確定當前水分損失量，在當前水分損失量落入當前水分損失量預測范圍內(nèi)，且大于或等于預設補水量的情況下，向發(fā)酵物料補充水分，可以提高補水時機的準確性；由于補充的水分的溫度處于目標溫度區(qū)間內(nèi)，因此可以滿足發(fā)酵物料的補水需求，進而解決了相關技術中的畜禽糞便好氧發(fā)酵補水方法，存在無法滿足發(fā)酵物料的補水需求，導致影響發(fā)酵進程的技術問題。

技術特征：

1.一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補水方法，其特征在于，包括：

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

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

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

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

6.一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補水裝置，其特征在于，包括：

7.一種畜禽糞便好氧發(fā)酵補水系統(tǒng)，其特征在于，包括：

8.一種電子設備，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程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計算機程序時實現(xiàn)如權利要求1至5任一項所述畜禽糞便好氧發(fā)酵補水方法。

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

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

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

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