一种厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置及其控制方法，属于厨余垃圾处理领域。包括发酵舱，其用于收集厨余垃圾并进行发酵；垃圾投喂模块，其用于将厨余垃圾投放到发酵舱内；微生物投料模块，其用于将复合微生物菌种投放到发酵舱内；传感器组，其用于采集发酵舱内的多物理量数据；主控模块，其用于根据发酵舱内的多物理量数据控制发酵舱的工作参数。本发明专利技术结合厨余垃圾好氧集成处理技术，采用基于神经网络的厨余垃圾处理模型综合考虑多种物理量数据之间的相互作用，能够根据发酵过程动态自适应调整控制方案，营造良好的微生物生活环境，提高微生物的发酵效率，实现智能化自适应的室外厨余垃圾降解。实现智能化自适应的室外厨余垃圾降解。实现智能化自适应的室外厨余垃圾降解。

【技术实现步骤摘要】
一种厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置及其控制方法


[0001]本专利技术属于厨余垃圾处理领域，尤其涉及一种厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置及其控制方法。

技术介绍

[0002]厨余垃圾泛指在食品加工过程中产生的食物残余及饮食消费后的食物残余。随着饮食业的快速发展，餐厨垃圾的产量与日剧增，如何高效合理快捷地处理厨余垃圾，成为社会乃至人类造福是政府和全社会普遍关切的问题。
[0003]传统的填埋、焚烧等处理技术不仅工人清运垃圾的难度大，而且劳动强度也很大。在填埋过程中厨余垃圾会产生大量渗滤液，其中含有的大量高浓度有机污染物会造成土壤和地下水严重污染。如果将厨余垃圾与生活垃圾混合焚烧，不仅会降低垃圾热值，而且还会因燃烧不充分产生二噁英、二氧化硫等严重的空气污染物。
[0004]由于厨余垃圾中富含的蛋白质、脂肪等有机物可被微生物分解并转化为相对稳定的物质，可作为能源或其他可利用的资源，所以采用生物方法处理厨余垃圾是较安全可行的方法，其中，饲料化技术由于存在蛋白同源性污染问题，不鼓励进行推广；肥料化或能源化技术可以获得具有高附加值的产物，但在应用上仍然存在不足；厨余垃圾处理设备是在肥料化和能源化技术基础上设计出的机械设备，既安全可靠，又绿色环保，而且机械化和自动化程度高，也是近年来厨余垃圾资源化处理的主要研究方向和应用方案。
[0005]而厨余垃圾的微生物处理方式需要控制多项参数以营造最佳的微生物生活环境，传统的参数控制依赖于人工经验，不能实自适应厨余垃圾降解。

技术实现思路
r/>[0006]为了克服现有的厨余垃圾微生物处理方式对设备参数无法智能控制的缺陷，本专利技术提供了一种厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置及其控制方法，结合厨余垃圾好氧集成处理技术，采用多物理量传感物联网装置对厨余垃圾处理设备进行高效地控制，即基于多物理量传感器，对氧浓度、VOC浓度、垃圾PH、舱内压力等数据进行实时测量，将数据信息及时传输到上位主控PLC以及物联网监测中心，采用神经网络算法准确地预测垃圾降解控制参数，给出厨余垃圾降解的实时自适应控制方案，实现智能化的自适应的厨余垃圾降解，以达到减量化、无害化、资源化的处理。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0008]一种厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置，包括：
[0009]发酵舱，其用于收集厨余垃圾并进行发酵；
[0010]垃圾投喂模块，其用于将厨余垃圾投放到发酵舱内；
[0011]微生物投料模块，其用于将复合微生物菌种投放到发酵舱内；
[0012]传感器组，其用于采集发酵舱内的多物理量数据；
[0013]主控模块，其用于根据发酵舱内的多物理量数据控制发酵舱的工作参数。
[0014]作为本专利技术的优选，还包括与所述发酵舱相连的带有报警装置的除臭系统，所述的除臭系统包含催化降解、微波除臭、生物除臭三种除臭模式。
[0015]作为本专利技术的优选，所述的多物理量数据包括氧气浓度、VOC浓度、舱内压力值和垃圾pH值；所述的工作参数包括进出口风速、pH调理剂投放量和报警信号的启闭。
[0016]作为本专利技术的优选，所述的发酵舱内设有垃圾搅拌器。
[0017]一种厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置的控制方法，包括以下步骤：
[0018]1)将厨余垃圾划分成不同质量份，将各质量份的厨余垃圾依次投放到发酵舱内，根据垃圾量添加复合微生物菌种；在各质量份厨余垃圾的整个发酵过程中，人工调整最佳工作参数并实时记录整个发酵过程中的多物理量数据；
[0019]2)将采集到的多物理量数据和最佳工作参数进行时序对齐，采样若干训练样本，将每一个样本记为{I1,
…
,I
m
,O1,
…
On}，其中，I
m
表示采集到的第m个物理量数据，On表示输出的第n个工作参数；
[0020]3)建立基于神经网络的厨余垃圾处理模型；所述的厨余垃圾处理模型包含传感数据输入层、隐藏层和工作参数输出层；将每一个样本中的{I1,
…
,I
m
}数据作为传感数据输入层的输入对象，将{O1,
…
On}作为工作参数输出层的标签，对厨余垃圾处理模型进行监督训练；
[0021]4)在实际的厨余垃圾处理过程中，采用传感器组实时获取发酵舱内的多物理量数据，利用训练好的厨余垃圾处理模型输出工作参数，使得发酵舱内保持最佳工作状态。
[0022]作为本专利技术的优选，所述的多物理量数据包括氧气浓度、VOC浓度、舱内压力值和垃圾pH值；所述的工作参数包括发酵舱的进出口风速、pH调理剂投放量和报警信号的启闭。
[0023]作为本专利技术的优选，所述的报警信号的启闭通过VOC浓度进行判断，若VOC浓度超出预设阈值，则不满足排气标准，报警提示需更换除臭模式或者更换新的除臭系统。进一步的，可以对VOC浓度划分不同的等级，当等级低时，提醒更换除臭模式或者补充除臭材料，当等级高时，提醒更换新的除臭系统。
[0024]本专利技术具备的有益效果是：
[0025]本专利技术提供了一种能够实时控制厨余垃圾处理设备处于最佳工作环境的多物理量传感物联网装置和控制方法，由于随着一个物理量数据的变化，对应的垃圾降解控制参数也发生变化，这些垃圾降解控制参数产生变化的同时，也会改变其它物理量数据大小。本专利技术采用神经网络模型综合考虑多种物理量数据之间的相互作用，克服了该技术难题，能够根据发酵过程动态自适应调整控制方案，营造良好的微生物生活环境，提高微生物的发酵效率，实现智能化自适应的室外厨余垃圾降解。
附图说明
[0026]图1是本专利技术示出的厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置控制流程示意图；
[0027]图2是本专利技术示出的多物理量传感物联网硬件示意图；
[0028]图3是本专利技术示出的基于神经网络的厨余垃圾处理模型的示意图。
具体实施方式
[0029]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明。
[0030]本专利技术结合厨余垃圾好氧集成处理技术，采用多物理量传感物联网装置对厨余垃圾处理设备进行高效地控制，以实现智能化的自适应的厨余垃圾降解，以达到减量化、无害化、资源化的处理。
[0031]厨余垃圾好氧集成处理技术是由微生物菌群和处理设备配套组成，其工作原理是在处理设备中添加由自然界筛选和驯化的高效复合微生物菌种，该菌种均具有较强的生命力和增殖能力，经过发酵、干燥、除臭等处理工序快速完成对餐厨垃圾中各种有机物的降解和转化。厨余垃圾好氧发酵集成处理技术的优点主要有：1)占地面积小、操作方便、可实现源头就地处理或者中转站及时处理；2)不用运往大型焚烧场或填埋场，可节约大量运输费用、避免垃圾清运产生二次污染；3)不会产生厌氧发酵导致的甲烷等温室气体，安全环保；3)使用范围广，既可用于社区家庭，也可用于餐厨垃圾产生量较大的单位食堂、饭店等场所，也十分便于在我国广大城本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置，其特征在于，包括：发酵舱，其用于收集厨余垃圾并进行发酵；垃圾投喂模块，其用于将厨余垃圾投放到发酵舱内；微生物投料模块，其用于将复合微生物菌种投放到发酵舱内；传感器组，其用于采集发酵舱内的多物理量数据；主控模块，其用于根据发酵舱内的多物理量数据控制发酵舱的工作参数。2.根据权利要求1所述的厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置，其特征在于，还包括与所述发酵舱相连的带有报警装置的除臭系统，所述的除臭系统包含催化降解、微波除臭、生物除臭三种除臭模式。3.根据权利要求2所述的厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置，其特征在于，所述的多物理量数据包括氧气浓度、VOC浓度、舱内压力值和垃圾pH值；所述的工作参数包括进出口风速、pH调理剂投放量和报警信号的启闭。4.根据权利要求1所述的厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置，其特征在于，所述的发酵舱内设有垃圾搅拌器。5.一种基于权利要求1所述的厨余垃圾处理设备的多物理量传感物联网装置的控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将厨余垃圾划分成不同质量份，将各质量份的厨余垃圾依次投放到发酵舱内，根据垃圾量添加复合微生物菌种；在各质量份厨余垃圾的整个发酵过程中，人工调整最佳工作参数并实时记录整个发酵过程中的多物理量数据；2)将采集到的多物理量数据和最佳工作参数进行时序对齐，采样若干训练样本，将每一个样本记为{I1,
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【专利技术属性】
技术研发人员：孙爱西，张昱，蔡建程，
申请(专利权)人：浙江师范大学，
类型：发明
国别省市：