基于蓝藻藻泥资源化处置的生物肥制备系统及工艺的制作方法

本发明涉及生物肥制备，具体基于蓝藻藻泥资源化处置的生物肥制备系统及工艺。

背景技术：

1、蓝藻藻泥资源化处置意义重大。通过先进技术，将其转化为有机肥料、生物燃料等。既能减少环境污染，又能实现资源再利用。例如制成肥料可改善土壤，作燃料能提供能源。这种处置方式促进了生态平衡与可持续发展。

2、而通过蓝藻藻泥制备生物肥的过程中，发酵腐熟工艺是最为关键的一环。

3、申请号为202410197768.6的发明专利中公开了一种基于发酵技术的生物酶氨基酸微生物肥制备方法，其特征在于：所述基于发酵技术的生物酶氨基酸微生物肥原料包含：玉米秸秆，小麦秸秆，红糖，鱼粉，鸡粪，固氮菌，解磷菌，解钾菌，氨基酸，维生素，多糖，核酸，腐殖酸，蛋白酶，淀粉酶，所述基于发酵技术的生物酶氨基酸微生物肥制备方法包含步骤如下步骤一：原料准备，农作物秸秆铡断，加水搅拌；步骤二：农作物秸秆建堆，多次翻堆，搅拌均匀作为基肥；步骤三：动物原料进行湿性配比，加入农作物基肥搅拌混合；步骤四：添加微生物酶菌进行发酵处理；步骤五：添加有机酸以及微量元素，进行发酵处理；步骤六：将发酵堆中物质进行腐熟处理，期间进行翻堆和通风；步骤七：对发酵物进行粉碎和分，打包处理。

4、该申请在于解决：“现有的含生物酶氨基酸的微生物肥及其制备方法在针对土壤中的磷元素绝大多数以植物难以吸收利用的难溶态或有机态形式存在，如果对该状态磷不进行改善无法改善土壤使得农作物对其他营养元素的充分吸收，同时农作物残渣在土壤中保水保肥能力较弱，土壤质量有待提高”的问题。

5、然而，相对于水华的始作俑者蓝藻，利用其制备生物肥的技术不在少数，制备过程中的发酵腐熟，是最后也是最关键的一环，现有制备技术大都以简单的监测仪器、例如温度计、湿度计对蓝藻藻泥发酵腐熟过程的状态进行监测，无法精准、实时的监测发酵腐熟工序的进度、进程。

6、为此，我们提出了基于蓝藻藻泥资源化处置的生物肥制备系统及工艺。

技术实现思路

1、针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了基于蓝藻藻泥资源化处置的生物肥制备系统及工艺，解决了上述背景技术中提出的技术问题。

2、为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

3、第一方面，基于蓝藻藻泥资源化处置的生物肥制备系统，包括：控制终端、监控层、分析层及决策层；

4、控制终端，是系统的主控端，用于发出执行命令；

5、蓝藻藻泥发酵腐熟阶段与有机物混合所得混合料堆状态参数，通过监控层实时监控及记录，分析层同步接收监控层监控到的混合料堆状态参数，基于混合料堆状态参数分析混合料堆发酵腐熟处理进度，决策层实时接收分析层运行分析到的混合料堆发酵腐熟处理进度，基于混合料堆发酵腐熟处理进度监控，判定混合料堆是否完成发酵腐熟处理，进一步通过判定结果决策是否对料堆进行推送；

6、所述分析层包括接收模块、分析模块及转发模块，接收模块用于接收监控层中记录的混合料堆状态参数，分析模块用于遍历接收模块运行接收的混合料堆状态参数，基于混合料堆状态参数分析混料堆发酵腐熟处理进度，转发模块用于实时接收分析模块中分析到的混合料堆发酵腐熟处理进度，将混合料堆发酵腐熟处理进度分析结果向决策层转发；

7、所述分析模块中混料堆发酵腐熟处理进度的分析逻辑表示为：

8、

9、式中：f为混合料堆发酵腐熟处理进度；fz为混合料堆发酵腐熟时，混合料堆呈长条形锥堆状时，混合料堆发酵腐熟处理进度；n为传感器总量；fi为第i组传感器所在混合料堆的发酵腐熟处理进度；ω1、ω2、ω3、ω4为权重；

10、cnow为混合料堆中心最新采集温度；c0为混合料堆中心初始采集温度；ctgt为混合料堆发酵腐熟目标温度；

11、rhnow为混合料堆中心最新采集湿度；rh0为混合料堆中心初始采集湿度；rhtgt为混合料堆发酵腐熟目标湿度；

12、qnow为混合料堆中心最新采集氧气含量；q0为混合料堆中心初始采集氧气含量；qtgt为混合料堆发酵腐熟目标氧气含量；

13、simm(p0,pnow)为混合料堆最新采集图像数据与初始采集的混合料堆图像数据的相似度；

14、其中，表对的求均，混料堆发酵腐熟处理进度的分析逻辑在应用前，优先确定混合料堆堆积形态，堆积形态为锥堆状时，仅求取f，以f作为分析结果；堆积形态呈长条形锥堆状时，在求取f后，进一步求取fz，以fz作为分析结果。

15、更进一步地，所述监控层包括监控模组、拾取模块、记录模块，监控模组用于实时捕捉混合料堆的状态参数，拾取模块用于接收监控模组实时运行捕捉到的混合料堆状态参数，在混合料堆状态参数中拾取特征参数，并对特征参数进行标记，记录模块用于接收监控模组捕捉到的拾取模块在其中拾取特征参数并标记的混合料堆状态参数，对混合料堆状态参数进行记录；

16、其中，监控模组捕捉的混合料堆状态参数包括：混合料堆图像数据、混合料堆中心温度、混合料堆中心湿度、混合料堆氧气含量，拾取模块在拾取混合料堆状态参数中特征参数时，以混合料堆图像数据作为拾取目标，记录模块对混合料堆状态参数进行记录时，同步对混合料堆状态参数的捕捉时间戳进行获取，并与对应混合料堆状态参数相互绑定的于记录单元中执行记录操作。

17、更进一步地，所述监控模组由支架、摄像头、电动伸缩杆及传感器所集成，所述支架固定连接于地面，所述摄像头通过电动滑轨安装于支架的底面，所述电动伸缩杆内嵌安装于地面，所述电动伸缩杆的顶端安装有传感器，所述电动伸缩杆完全收缩时，电动伸缩杆顶端安装传感器的顶面与地面处于同一平面；

18、所述摄像头的摄像端与各传感器的顶面中心点，于俯视视角下处于同一直线上；

19、混合堆料呈锥堆状或长条形锥堆状，堆积于地面，电动伸缩杆部署位置，始终处于混合堆料的中心区域，所述混合堆料的中心区域为混合堆料底面基于底面中心等距缩小三分之二后的区域。

20、更进一步地，所述监控模组中设定有运行周期，监控模组基于运行周期连续运行，监控模组运行周期处于3～5天；

21、所述拾取模块在混合料堆状态参数中拾取特征参数时，服从：

22、

23、式中：f(·)为判定函数；为混合料堆图像数据中(x，y)位置的像素的颜色特征向量；为特征像素颜色特征向量；λ为常数；

24、其中，时，时，混合料堆图像数据中每一像素均基于上式执行判定，判定值为1时，上式中对应像素被判定为特征像素，混合料堆图像数据中特征像素在确定后，进一步对各特征像素进行是否存在相邻的特征像素的判定，在特征像素不存在相邻的特征像素时，对执行判定的特征像素进行舍弃，剩余特征像素与各自相邻特征像素组成特征区域，各组特征区域即拾取模块拾取的特征参数。

25、更进一步地，所述接收模块基于记录模块运行对于混合料堆状态参数的记录频率同步运行，始终接收记录模块中最新记录的混合料堆状态参数；

26、所述接收模块在接收到混合堆料状态参数后，同步监测转发模块运行状态，在监测到转发模块运行执行分析结果的转发操作时，再次执行混合料堆状态参数的接收或接收等待；

27、分析模块运行分析混合料堆发酵腐熟进度及转发模块向决策层转发分析结果的过程所用时间，始终小于监控模组运行周期。

28、更进一步地，所述ctgt、rhtgt及qtgt由系统端用户手动设定；

29、所述simm(p0,pnow)通过下式进行求取，公式为：

30、

31、式中：snow为混合料堆最新采集图像数据中所有特征区域的为特征像素总量；s0为初始采集的混合料堆图像数据中所有特征区域的为特征像素总量；y(·)为调整函数；

32、所述权重ω1、ω2、ω3、ω4之和为1，且ω1、ω2、ω3服从ω1＝ω3＞ω2，ω1、ω2、ω3之和不小于0.75；

33、其中，则y(·)＝0，则每组混合料堆图像数据在采集前，均执行至少一次的混合料堆翻堆处理。

34、更进一步地，所述决策层包括判定模块、可视化单元及决策模块，判定模块用于设定完成判定阈值，接收分析层最新分析到的混合料堆发酵腐熟处理进度，将混合料堆发酵腐熟处理进度与设定的完成判定阈值比对，判定混合料堆是否完成发酵腐熟，可视化单元用于同步于判定模块中获取其接收的混合料堆发酵腐熟处理进度，基于获取的混合料堆发酵腐熟处理进度，生成混合料堆发酵腐熟处理进程变化态势图，决策模块用于接收判定模块中判定结果，在判定结果为混合料堆发酵腐熟已完成时，对料堆进行推送；

35、其中，可视化单元由具备图像显示功能的显示设备所集成，可视化单元中生成的混合料堆发酵腐熟处理进程变化态势图横轴表示时间，纵轴表示f或fz，且所述混合料堆发酵腐熟处理进程变化态势图为折线图。

36、更进一步地，所述决策模块中对于料堆的推送操作，即对料堆位置信息推送至可视化单元中显示，以供系统端用户读取的操作；

37、决策模块在推送料堆时，对判定结果为混合料堆发酵腐熟已完成的f或fz来源传感器部署位置进行确定，以确定的传感器部署位置作为料堆位置信息，进一步执行推送操作。

38、更进一步地，所述控制终端通过无线网络交互连接有接收模块，所述接收模块通过无线网络交互连接有分析模块及转发模块，所述接收模块通过无线网络交互连接有记录模块，所述记录模块通过无线网络交互连接有拾取模块及监控模组，所述转发模块通过无线网络交互连接有判定模块，所述判定模块通过无线网络交互连接有可视化单元及决策模块。

39、第二方面，基于蓝藻藻泥资源化处置的生物肥制备工艺，包括以下步骤：

40、step1：部署蓝藻藻泥混合料堆发酵腐熟状态参数监控设备，基于监控设备捕捉混合料堆发酵腐熟状态参数；

41、step2：在捕捉到的混合料堆发酵腐熟状态参数中失去特征参数，对捕捉到的混合料堆发酵腐熟状态参数进行记录；

42、step3：获取记录的混合料堆发酵腐熟状态参数，基于混合料堆发酵腐熟状态参数分析混合料堆发酵腐熟处理进度；

43、step31：混合料堆发酵腐熟处理进度分析逻辑的设定阶段；

44、step4：设定发酵腐熟完成判定阈值，实时与分析的混合料堆发酵腐熟处理进度比对，判定混合料堆是否完成发酵腐熟；

45、step5：step4判定结果为是，执行完成发酵腐熟的混合料堆的推送；

46、step6：step4判定结果为否，执行跳转step4的判定阶段。

47、采用本发明提供的技术方案，与已知的公有技术相比，具有如下

48、有益效果：

49、本发明提供一种基于蓝藻藻泥资源化处置的生物肥制备系统，该系统在运行过程中，通过蓝藻藻泥发酵腐熟过程中的堆料温度、湿度、含氧量及图形数据综合分析，对蓝藻藻泥发酵腐熟的制备过程进度进行监控，使得基于蓝藻藻泥制备生物肥的过程能够通过该系统得到实时监管，确保蓝藻藻泥制备生物肥的过程更加稳定，制备蓝藻藻泥生物肥的综合效率及品质更佳；

50、且进一步提供了一种基于蓝藻藻泥资源化处置的生物肥制备工艺，通过该工艺中的步骤执行，为上述制备系统的运行提供了进一步的运行逻辑支持，确保上述系统及工艺所组成的技术方案更加有效的服务于蓝藻藻泥生物肥制备过程中的发酵腐熟工序。