CN117236893B - 一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农业生产管控领域，具体为一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，包括农业废弃物处理数据采集模块、统计报表分析模块、有机废弃物处理关系搭建模块、有机废弃物处理事件记录模块；农业废弃物处理数据采集模块采集各养殖场在生产管控中记录的排污数据为目标数据；排污数据是指养殖场对应养殖生物进行排泄的有机废弃物；统计报表分析模块进行统计报表的分类分析；有机废弃物处理关系搭建模块用于构建监测区域内各养殖场的有机废弃物处理关系；有机废弃物处理事件记录模块用于记录关系搭建完成后的有机废弃物处理事件；生产管控系统的应用提高了有机废弃物的高效利用，使得在整体监测方面的资源化利用更加全面智能。
Description
技术领域
本发明涉及农业生产管控技术领域，具体为一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统。
背景技术
近年来，随着经济的快速发展，人民生活水平的不断提高，有机废弃物的数量也迅速递增。有机废弃物的特点是有机质含量高，多数容易被微生物所利用。另外，有机废弃物中常常含有较高的氮、磷和钾元素。如果对有机废弃物处理处置方式不当，将导致侵占土地、污染水体和土壤、大气、传播疾病等一系列环境问题和社会问题，在一定程度上影响到经济的稳定、健康发展；
例如在对养殖场的有机废弃物处理过程中所面临的高成本、低收益问题，如何高效的将有机废弃物进行合理化处理，且做到有效的生产管控和监测，防止在对有机废弃物处理过程中处理不当问题的产生以及废弃物产生与处理进度不匹配的事件发生。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，系统包括农业数据采集模块、统计报表分析模块、有机废弃物处理关系搭建模块、有机废弃物处理事件记录模块、生产管控分析模块和预警响应区分模块；
农业数据采集模块用于以监测区域内的养殖场为目标对象、各养殖场在生产管控中记录的排污数据为目标数据进行采集；排污数据是指养殖场对应养殖生物进行排泄的有机废弃物；
统计报表分析模块用于基于农业数据采集模块的数据进行统计报表的分类分析；
有机废弃物处理关系搭建模块用于基于统计报表分析模块中的统计报表，构建监测区域内各养殖场的有机废弃物处理关系；
有机废弃物处理事件记录模块用于记录关系搭建完成后的有机废弃物处理事件；
生产管控分析模块用于在有机废弃物处理过程中存在废弃物产生与处理进度不匹配的事件进行分析；
预警响应区分模块用于接收生产管控分析模块传输的信号进行预警响应区分。
进一步的，统计报表分析模块包括排污要素报表分析单元和规划报表分析单元；
排污要素报表分析单元用于将有机废弃物种类、排污位置、历史排污储蓄最大值以各养殖场为分类依据生成对应养殖场的排污要素报表；历史排污储蓄最大值是指各养殖场中储蓄有机废弃物的最大容量值；当超过最大容量值后往往会对养殖场造成环境污染等问题影响畜牧养殖；
规划报表分析单元用于以相同有机废弃物为一分析单元存储对应养殖场记录排污要素报表中的其他要素数据。
进一步的，有机废弃物处理关系搭建模块基于每一分析单元，提取分析单元中包含养殖场的排污位置，当分析单元仅记录唯一养殖场时，标记养殖场的有机废弃物处理关系唯一，并基于关系唯一的养殖场建立对应的有机废弃物处理中心；
当分析单元记录养殖场不唯一时，标记分析单元中所有养殖场的有机废弃物处理关系为共有关系；提取互为共有关系的养殖场对应的排污位置两两相连构成闭合区域，选取闭合区域内的中心点为有机废弃物处理中心的建设点。
在本申请中对不同类型的有机废弃物进行区分处理有利于处理流程的区分化，同时将存在搭建关系的各养殖场进行集中处理有利于提高效率。
进一步的，有机废弃物处理事件记录共有关系对应每一分析单元中每一次处理事件对应参与的养殖场以及各养殖场输送的有机废弃物的排污量、有机废弃物处理周期、有机废弃物处理中心的最小启动量和分析单元中各养殖场输送至有机废弃物处理中心的运输时长；有机废弃物处理周期是指有机废弃物运输到废弃物处理中心进行生物处理的过程周期；有机废弃物处理中心的最小启动量是指有机废弃物处理中心开始处理有机废弃物的最小容量。
进一步的，生产管控分析模块包括效率分析模型建立单元；
效率分析模型建立单元用于对有机废弃物处理事件记录的每一次处理事件进行分类，基于分类结果构建效率分析模型；
分类包括：
以参与的养殖场差异为第一分类基础、各养殖场输送的有机废弃物的排污量差异为第二分类基础；以满足任一分类基础为前提进行处理事件的分类；当养殖场记录完全相同、对应养殖场的排污量完全相同时的多个处理事件才归为一个类别；
效率分析模型建立单元提取每一类处理事件记录第i个养殖场的排污量Wi，当存在处理事件中养殖场未输送有机废弃物时，输出对应排污量Wi＝0；
并将每一类处理事件记录的有机废弃物处理周期T与记录各养殖场的排污量构成数据对A，A＝[(W1,W2,...,Wn),T]；W1,W2,...,Wn表示一类处理事件中记录的第1、2、...、n个养殖场排污量，n表示每一类处理事件记录养殖场的个数；n≥i；
提取m类处理事件对应的m个数据对A，m表示处理中心记录处理事件的总类别数；
基于数据对构建以W1,W2,...,Wn为输入变量、T为输出变量的效率分析模型Q；
Q＝β0+β1x1+β2x2+......+βnxn+ε；
其中x1、x2、......、xn表示对应W1,W2,...,Wn的输入变量，β0、β1、......、βn表示对应参考系数，ε表示误差系数；代入数据对分别得到对应的参考系数和误差系数构建系数完整的效率分析模型Q。
建立效率分析模型是为了考量处理中心记录不同处理事件下实施的处理效率，从而确定差异化；且因为对相同类型的有机废弃物进行集中处理虽然类型相同，但是不同养殖场对应饲养会存在差异，所以在相同类型有机废弃物会从存在微生物等含量的差异，从而体现在处理中心处理周期的差异；建立处理周期的差异化评估模型可以将输入来自不同养殖场排污量具体量化分析，来实现处理中心和生产管控关于有机废弃物的精准监测。
进一步的，生产管控分析模块还包括实时监测单元、管控评估单元和单量提醒单元；
实时监测单元用于获取满足有机废弃物处理中心最小启动量时的每一分析单元中各养殖场排运输的排污量，并代入效率分析模型Q计算实时有机废弃物处理周期T1；获取T1内每一分析单元中各养殖场以天为单位的排污量；
管控评估单元用于分析每一分析单元中各养殖场的平均日排污量与实时监测排污量的关系，以及有机废弃物处理周期T1内实时监测排污量的关系；
管控评估单元计算每一分析单元中第i个养殖场的平均日排污量Pi，Pi＝wi/ti，其中wi表示第i个养殖场的历史排污储蓄最大值，ti表示第i个养殖场的历史排污储蓄最大值对应的储蓄周期，周期是以天为单位；计算第i个养殖场的有机废弃物处理周期T1对应的理论日排污量Pi0，Pi0＝(T1*Pi)/ti；
以实时有机废弃物开始处理为起始监测点，T1后为结束监测点；获取分析单元中每个养殖场的每日实际排污量D0，当存在D0大于对应养殖场的理论日排污量Pi0时，管控评估单元传输预警信号至单量提醒单元；
管控评估单元以天为单位对分析单元中n个养殖场进行排污量总计，当在T1周期内排污量总计小于对应分析单元有机废弃物处理中的最小启动量时，继续监测；当存在小于等于T1周期时排污量总计大于等于对应分析单元有机废弃物处理中的最小启动量时，进行验证分析；
单量提醒单元用于在管控评估单元传输信号时对单日排污量异常的情况进行预警提醒。单日排污量异常用以提醒各养殖场关于次日排污量的控制防止超出临界值带来处理不及时造成的污染问题。
进一步的，管控评估单元包括验证分析单元；
验证分析单元用于在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时进行验证分析；
验证分析包括：
记录在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时的实时周期T2，当分析单元记录养殖场的个数大于2时，以T2周期内分析单元各养殖场记录的总排污量进行两两组合，计算在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时的第一周期T3，当分析单元记录养殖场的个数等于2时，分别对单个养殖场记录的总排污量计算第一周期T3；
若存在T3＝T1或到达结束监测点时不存在排污量总计大于等于最小启动量，标记对应剔除的养殖场传输预警响应至预警响应区分模块；剔除的养殖场是指除去分析的两两组合中养殖场数据外n个养殖场中剩余的养殖场数据；
则说明减少一个养殖场后会提高处理中心的处理效率；利用减少养殖场的手段判断分析造成储蓄量异常的情况可以便捷的确定不同养殖场之间在共有一个处理中心时发生异常的具体数字化场景，以及可以快速计算出适当的量化分配，为管理人员做出预警响应起到提醒作用。
若存在T1>T3>T2或T3≤T2，对分析单元中各养殖场按照记录的总排污量进行由大到小的排序；估算第i个养殖场在T1周期内的总排污量Ui，Ui＝Pi0*T1，选取序列中存在不同养殖场总排污量Ui求和小于最小启动量对应的养殖场组合，标记组合外的养殖场为待处理养殖场；将待处理养殖场进行第二处理中心的预警响应选择。
这种情况说明在筛除一个养殖场后仍不能满足T1周期内的储蓄量不过盛，所以此时对实时满足不过剩需求的养殖场排污量进行其他养殖中心的选择，才能够降低储蓄风险。
进一步的，预警响应区分模块接收标记剔除的养殖场对应的预警信号，用于告知管理人员对养殖场进行单独有机废弃物的处理；预警响应区分模块接收第二处理中心的预警响应选择，第二处理中心是指于待处理养殖场的有机废弃物种类相同的其他处理中心；用于提醒管理人员在实时监测过程中可在储蓄有机废弃物超过最小启动容量时可对待处理养殖场进行第二处理中心的选择。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：本发明通过农业物联网平台建设基于NCS智能分子膜发酵技术的管理系统，对不同养殖场产生的有机废弃物进行类别区分，构建对应区域的有机废弃物处理中心，集中化处理同类型有机废弃物，节约成本的同时提高了对有机废弃物的处理效率；除此之外，本发明在处理过程中对各分析单元中的养殖场实时产生的有机废弃物进行监测，防止出现有机废弃物储量过剩的情况；同时验证当前处理中心是否对分析单元中所有养殖场适配，是否会存在减少一方排污量时会降低实时储蓄量过盛的异常事件发生；从而进行预警响应为管理人员提供监测方向。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统的结构示意图。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
请参阅图1，本发明提供技术方案：一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，系统包括农业数据采集模块、统计报表分析模块、有机废弃物处理关系搭建模块、有机废弃物处理事件记录模块、生产管控分析模块和预警响应区分模块；
农业数据采集模块用于以监测区域内的养殖场为目标对象、各养殖场在生产管控中记录的排污数据为目标数据进行采集；排污数据是指养殖场对应养殖生物进行排泄的有机废弃物；
有机废弃物的监测可以通过设置粪肥还田利用监测站监粪肥养分指标、粪肥理化性质等；利用设置定位监测点监测固体粪肥质量、液体粪肥质量等数据；
统计报表分析模块用于基于农业数据采集模块的数据进行统计报表的分类分析；
有机废弃物处理关系搭建模块用于基于统计报表分析模块中的统计报表，构建监测区域内各养殖场的有机废弃物处理关系；
有机废弃物处理事件记录模块用于记录关系搭建完成后的有机废弃物处理事件；
生产管控分析模块用于在有机废弃物处理过程中存在废弃物产生与处理进度不匹配的事件进行分析；
预警响应区分模块用于接收生产管控分析模块传输的信号进行预警响应区分。
统计报表分析模块包括排污要素报表分析单元和规划报表分析单元；
排污要素报表分析单元用于将有机废弃物种类、排污位置、历史排污储蓄最大值以各养殖场为分类依据生成对应养殖场的排污要素报表；历史排污储蓄最大值是指各养殖场中储蓄有机废弃物的最大容量值；当超过最大容量值后往往会对养殖场造成环境污染等问题影响畜牧养殖；
规划报表分析单元用于以相同有机废弃物为一分析单元存储对应养殖场记录排污要素报表中的其他要素数据。
有机废弃物处理关系搭建模块基于每一分析单元，提取分析单元中包含养殖场的排污位置，当分析单元仅记录唯一养殖场时，标记养殖场的有机废弃物处理关系唯一，并基于关系唯一的养殖场建立对应的有机废弃物处理中心；
当分析单元记录养殖场不唯一时，标记分析单元中所有养殖场的有机废弃物处理关系为共有关系；提取互为共有关系的养殖场对应的排污位置两两相连构成闭合区域，选取闭合区域内的中心点为有机废弃物处理中心的建设点。
有机废弃物处理中心是对养殖场产生的有机废弃物进行处理，如牛场粪便、猪场粪便、禽类粪便和对应的污水处理；每一类有机废弃物对应处理中心的流程都是不同的；如牛场粪便及污水在处理过程中，需要利用牛类覆盖膜发酵技术，首先进行固液分离，固体粪污堆肥覆膜，利用NCS智能分子膜发酵技术生成牛床垫料；在本申请中对不同类型的有机废弃物进行区分处理有利于处理流程的区分化，同时将存在搭建关系的各养殖场进行集中处理有利于提高效率。
有机废弃物处理事件记录共有关系对应每一分析单元中每一次处理事件对应参与的养殖场以及各养殖场输送的有机废弃物的排污量、有机废弃物处理周期、有机废弃物处理中心的最小启动量和分析单元中各养殖场输送至有机废弃物处理中心的运输时长；有机废弃物处理周期是指有机废弃物运输到废弃物处理中心进行生物处理的过程周期；有机废弃物处理中心的最小启动量是指有机废弃物处理中心开始处理有机废弃物的最小容量。
在差异的测量等方面可以通过在线水质分析，包括总磷在线分析仪，总磷水质分析仪是用于总磷指标的在线监测仪器。仪器以国标或行业标准为依据，具有操作简单，自动化程度高、便于维护、耗材成本低等特点，仪器标配有RS485/RS232接口，支持MODBUS协议，可以通过远程通讯对其运行状况和数据进行全面的掌握，亦能对其进行远程控制，实现远程分析、远程标定、远程清洗等先进功能。另外仪器自带有稀释功能，针对高浓度的样品亦可以满足其应用的要求。经长时间的反馈验证，其分析的精确度等指标均优于的国家相关标准；
总氮在线分析仪，总氮水质分析仪是用于总氮指标的在线监测仪器。仪器以国标或行业标准为依据，具有操作简单，自动化程度高、便于维护、耗材成本低等特点，仪器标配有RS485/RS232接口，支持MODBUS协议，可以通过远程通讯对其运行状况和数据进行全面的掌握，亦能对其进行远程控制，实现远程分析、远程标定、远程清洗等先进功能。另外仪器自带有稀释功能，针对高浓度的样品亦可以满足其应用的要求。经长时间的反馈验证，其分析的精确度等指标均优于的国家相关标准；
pH在线分析仪，pH传感器是由玻璃指示电极和参比电极组合在一起的复合电极。pH的测量是根据测量电极和参比电极组成的工作电池在溶液中测得的电位差，利用待测溶液的pH值与工作电池的电势大小之间的线性关系，来实现pH的在线监测；具有良好的重复性及稳定性；清洗活化简单，且平衡速度较快；自动温度补偿功能；可选配模数转换模块，实现数字信号输出，抗干扰能力强，传输距离远；可选配模数转换模块，实现标准数字信号输出(RS485)，可在无控制器的情况下实现和其他设备的集成和组网；传感器现场安装方便快捷，实现即插即用；使用简洁，结果可靠，界面操作指示可以减少操作失误；设置了可视化的警报系统提供重要的告警功能；控制器可以实现壁挂安装/面板安装/夹管安装。
生产管控分析模块包括效率分析模型建立单元；
效率分析模型建立单元用于对有机废弃物处理事件记录的每一次处理事件进行分类，基于分类结果构建效率分析模型；
分类包括：
以参与的养殖场差异为第一分类基础、各养殖场输送的有机废弃物的排污量差异为第二分类基础；以满足任一分类基础为前提进行处理事件的分类；当养殖场记录完全相同、对应养殖场的排污量完全相同时的多个处理事件才归为一个类别；
效率分析模型建立单元提取每一类处理事件记录第i个养殖场的排污量Wi，当存在处理事件中养殖场未输送有机废弃物时，输出对应排污量Wi＝0；
并将每一类处理事件记录的有机废弃物处理周期T与记录各养殖场的排污量构成数据对A，A＝[(W1,W2,...,Wn),T]；W1,W2,...,Wn表示一类处理事件中记录的第1、2、...、n个养殖场排污量，n表示每一类处理事件记录养殖场的个数；n≥i；
提取m类处理事件对应的m个数据对A，m表示处理中心记录处理事件的总类别数；
基于数据对构建以W1,W2,...,Wn为输入变量、T为输出变量的效率分析模型Q；
Q＝β0+β1x1+β2x2+......+βnxn+ε；
其中x1、x2、......、xn表示对应W1,W2,...,Wn的输入变量，β0、β1、......、βn表示对应参考系数，ε表示误差系数；代入数据对分别得到对应的参考系数和误差系数构建系数完整的效率分析模型Q。
建立效率分析模型是为了考量处理中心记录不同处理事件下实施的处理效率，从而确定差异化；且因为对相同类型的有机废弃物进行集中处理虽然类型相同，但是不同养殖场对应饲养会存在差异，所以在相同类型有机废弃物会从存在微生物等含量的差异，从而体现在处理中心处理周期的差异；建立处理周期的差异化评估模型可以将输入来自不同养殖场排污量具体量化分析，来实现处理中心和生产管控关于有机废弃物的精准监测。
生产管控分析模块还包括实时监测单元、管控评估单元和单量提醒单元；
实时监测单元用于获取满足有机废弃物处理中心最小启动量时的每一分析单元中各养殖场排运输的排污量，并代入效率分析模型Q计算实时有机废弃物处理周期T1；获取T1内每一分析单元中各养殖场以天为单位的排污量；
管控评估单元用于分析每一分析单元中各养殖场的平均日排污量与实时监测排污量的关系，以及有机废弃物处理周期T1内实时监测排污量的关系；
管控评估单元计算每一分析单元中第i个养殖场的平均日排污量Pi，Pi＝wi/ti，其中wi表示第i个养殖场的历史排污储蓄最大值，ti表示第i个养殖场的历史排污储蓄最大值对应的储蓄周期，周期是以天为单位；计算第i个养殖场的有机废弃物处理周期T1对应的理论日排污量Pi0，Pi0＝(T1*Pi)/ti；
以实时有机废弃物开始处理为起始监测点，T1后为结束监测点；获取分析单元中每个养殖场的每日实际排污量D0，当存在D0大于对应养殖场的理论日排污量Pi0时，管控评估单元传输预警信号至单量提醒单元；
管控评估单元以天为单位对分析单元中n个养殖场进行排污量总计，当在T1周期内排污量总计小于对应分析单元有机废弃物处理中的最小启动量时，继续监测；当存在小于等于T1周期时排污量总计大于等于对应分析单元有机废弃物处理中的最小启动量时，进行验证分析；
单量提醒单元用于在管控评估单元传输信号时对单日排污量异常的情况进行预警提醒。单日排污量异常用以提醒各养殖场关于次日排污量的控制防止超出临界值带来处理不及时造成的污染问题。
造成污染时可从耕地的质量监测上来分析有机废弃物对耕地的影响，如设置耕地质量监测站，包括土壤多参数自动监测站，实时显示采集数据，包括：土壤墒情(4层)，土壤温度(4层)等。采用四层土壤温度土壤水分一体式管式传感器，通过PVC导管进行测量，无需与土壤直接接触。内置GPS可准确获取设备所在的具体地理位置(经度，纬度)，具有跟踪防盗功能。历史数据永不丢失，数据可上传到物联网平台；墒情数据将数据格式以图表形式显示，图表形式可分为折线图、柱状图、3D柱状图、区域图显示。
管控评估单元包括验证分析单元；
验证分析单元用于在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时进行验证分析；
验证分析包括：
记录在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时的实时周期T2，当分析单元记录养殖场的个数大于2时，以T2周期内分析单元各养殖场记录的总排污量进行两两组合，计算在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时的第一周期T3，当分析单元记录养殖场的个数等于2时，分别对单个养殖场记录的总排污量计算第一周期T3；
若存在T3＝T1或到达结束监测点时不存在排污量总计大于等于最小启动量，标记对应剔除的养殖场传输预警响应至预警响应区分模块；剔除的养殖场是指除去分析的两两组合中养殖场数据外n个养殖场中剩余的养殖场数据；
如养殖场为三个分别为a、b、c时；
两两组合则表示ab、ac、bc；且对应的数据对为：
ab：(总排污量a,总排污量b,0)；
ac：(总排污量a,0,总排污量c)；
bc：(0,总排污量b,总排污量c)；
分别计算对应的第一周期，若存在ac对应的第一周期时等于T1的，则说明去除b养殖场后可以提高效率并且不同担心在T1周期内出现有机废弃物堆积的情况，降低了各分析单元在处理中心处理周期内时新增排污量过高带来的不能及时处理的概率；
则说明减少一个养殖场后会提高处理中心的处理效率；利用减少养殖场的手段判断分析造成储蓄量异常的情况可以便捷的确定不同养殖场之间在共有一个处理中心时发生异常的具体数字化场景，以及可以快速计算出适当的量化分配，为管理人员做出预警响应起到提醒作用。
若存在T1>T3>T2或T3≤T2，对分析单元中各养殖场按照记录的总排污量进行由大到小的排序；估算第i个养殖场在T1周期内的总排污量Ui，Ui＝Pi0*T1，选取序列中存在不同养殖场总排污量Ui求和小于最小启动量对应的养殖场组合，标记组合外的养殖场为待处理养殖场；将待处理养殖场进行第二处理中心的预警响应选择。
这种情况说明在筛除一个养殖场后仍不能满足T1周期内的储蓄量不过盛，所以此时对实时满足不过剩需求的养殖场排污量进行其他养殖中心的选择，才能够降低储蓄风险。
在n＝2时，对不同养殖场总排污量的求和可以是以一个养殖场为分析；
在n>2时，如n＝3时，各养殖场的总排污量为1.2t、1.6t、2.3t，而最小启动量为3.0t；则只有1.2t+1.6t<3.0t，所以待处理养殖场为2.3t对应的养殖场。
预警响应区分模块接收标记剔除的养殖场对应的预警信号，用于告知管理人员对养殖场进行单独有机废弃物的处理；预警响应区分模块接收第二处理中心的预警响应选择，第二处理中心是指于待处理养殖场的有机废弃物种类相同的其他处理中心；用于提醒管理人员在实时监测过程中可在储蓄有机废弃物超过最小启动容量时可对待处理养殖场进行第二处理中心的选择。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，其特征在于，所述系统包括农业数据采集模块、统计报表分析模块、有机废弃物处理关系搭建模块、有机废弃物处理事件记录模块、生产管控分析模块和预警响应区分模块；
所述农业数据采集模块用于以监测区域内的养殖场为目标对象、各养殖场在生产管控中记录的排污数据为目标数据进行采集；所述排污数据是指养殖场对应养殖生物进行排泄的有机废弃物；
所述统计报表分析模块用于基于农业数据采集模块的数据进行统计报表的分类分析；
所述有机废弃物处理关系搭建模块用于基于统计报表分析模块中的统计报表，构建监测区域内各养殖场的有机废弃物处理关系；
所述有机废弃物处理事件记录模块用于记录关系搭建完成后的有机废弃物处理事件；
所述生产管控分析模块用于在有机废弃物处理过程中存在废弃物产生与处理进度不匹配的事件进行分析；
所述生产管控分析模块包括效率分析模型建立单元；
所述效率分析模型建立单元用于对有机废弃物处理事件记录的每一次处理事件进行分类，基于分类结果构建效率分析模型；
所述分类包括：
以参与的养殖场差异为第一分类基础、各养殖场输送的有机废弃物的排污量差异为第二分类基础；以满足任一分类基础为前提进行处理事件的分类；当养殖场记录完全相同、对应养殖场的排污量完全相同时的多个处理事件才归为一个类别；
所述效率分析模型建立单元提取每一类处理事件记录第i个养殖场的排污量Wi，当存在处理事件中养殖场未输送有机废弃物时，输出对应排污量Wi=0；
并将每一类处理事件记录的有机废弃物处理周期T与记录各养殖场的排污量构成数据对A，A=[(W1,W2,...,Wn),T]；W1,W2,...,Wn表示一类处理事件中记录的第1、2、...、n个养殖场排污量，n表示每一类处理事件记录养殖场的个数；n≥i；
提取m类处理事件对应的m个数据对A，m表示处理中心记录处理事件的总类别数；
基于数据对构建以W1,W2,...,Wn为输入变量、T为输出变量的效率分析模型Q；
Q=β0+β1x1+β2x2+......+βnxn+ε；
其中x1、x2、......、xn表示对应W1,W2,...,Wn的输入变量，β0、β1、......、βn表示对应参考系数，ε表示误差系数；代入数据对分别得到对应的参考系数和误差系数构建系数完整的效率分析模型Q；
所述生产管控分析模块还包括实时监测单元、管控评估单元和单量提醒单元；
所述实时监测单元用于获取满足有机废弃物处理中心最小启动量时的每一分析单元中各养殖场排运输的排污量，并代入效率分析模型Q计算实时有机废弃物处理周期T1；获取T1内每一分析单元中各养殖场以天为单位的排污量；
所述管控评估单元用于分析每一分析单元中各养殖场的平均日排污量与实时监测排污量的关系，以及有机废弃物处理周期T1内实时监测排污量的关系；
所述管控评估单元计算每一分析单元中第i个养殖场的平均日排污量Pi，Pi=wi/ti，其中wi表示第i个养殖场的历史排污储蓄最大值，ti表示第i个养殖场的历史排污储蓄最大值对应的储蓄周期，周期是以天为单位；计算第i个养殖场的有机废弃物处理周期T1对应的理论日排污量Pi0，Pi0=(T1*Pi)/ti；
以实时有机废弃物开始处理为起始监测点，T1后为结束监测点；获取分析单元中每个养殖场的每日实际排污量D0，当存在D0大于对应养殖场的理论日排污量Pi0时，所述管控评估单元传输预警信号至所述单量提醒单元；
所述管控评估单元以天为单位对分析单元中n个养殖场进行排污量总计，当在T1周期内排污量总计小于对应分析单元有机废弃物处理中的最小启动量时，继续监测；当存在小于等于T1周期时排污量总计大于等于对应分析单元有机废弃物处理中的最小启动量时，进行验证分析；
所述单量提醒单元用于在所述管控评估单元传输信号时对单日排污量异常的情况进行预警提醒；
所述预警响应区分模块用于接收所述生产管控分析模块传输的信号进行预警响应区分。
2.根据权利要求1所述的一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，其特征在于：所述统计报表分析模块包括排污要素报表分析单元和规划报表分析单元；
所述排污要素报表分析单元用于将有机废弃物种类、排污位置、历史排污储蓄最大值以各养殖场为分类依据生成对应养殖场的排污要素报表；所述历史排污储蓄最大值是指各养殖场中储蓄有机废弃物的最大容量值；
所述规划报表分析单元用于以相同有机废弃物为一分析单元存储对应养殖场记录排污要素报表中的其他要素数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，其特征在于：所述有机废弃物处理关系搭建模块基于每一分析单元，提取分析单元中包含养殖场的排污位置，当分析单元仅记录唯一养殖场时，标记所述养殖场的有机废弃物处理关系唯一，并基于关系唯一的养殖场建立对应的有机废弃物处理中心；
当分析单元记录养殖场不唯一时，标记分析单元中所有养殖场的有机废弃物处理关系为共有关系；提取互为共有关系的养殖场对应的排污位置两两相连构成闭合区域，选取闭合区域内的中心点为有机废弃物处理中心的建设点。
4.根据权利要求1所述的一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，其特征在于：所述有机废弃物处理事件记录共有关系对应每一分析单元中每一次处理事件对应参与的养殖场以及各养殖场输送的有机废弃物的排污量、有机废弃物处理周期、有机废弃物处理中心的最小启动量和分析单元中各养殖场输送至有机废弃物处理中心的运输时长；所述有机废弃物处理周期是指有机废弃物运输到废弃物处理中心进行生物处理的过程周期；所述有机废弃物处理中心的最小启动量是指有机废弃物处理中心开始处理有机废弃物的最小容量。
5.根据权利要求4所述的一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，其特征在于：所述管控评估单元包括验证分析单元；
所述验证分析单元用于在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时进行验证分析；
所述验证分析包括：
记录在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时的实时周期T2，当分析单元记录养殖场的个数大于2时，以T2周期内分析单元各养殖场记录的总排污量进行两两组合，计算在T1周期内存在排污量总计大于等于最小启动量时的第一周期T3，当分析单元记录养殖场的个数等于2时，分别对单个养殖场记录的总排污量计算第一周期T3；
若存在T3=T1或到达结束监测点时不存在排污量总计大于等于最小启动量，标记对应剔除的养殖场传输预警响应至预警响应区分模块；所述剔除的养殖场是指除去分析的两两组合中养殖场数据外n个养殖场中剩余的养殖场数据；
若存在T1>T3>T2或T3≤T2，对分析单元中各养殖场按照记录的总排污量进行由大到小的排序；估算第i个养殖场在T1周期内的总排污量Ui，Ui=Pi0*T1，选取序列中存在不同养殖场总排污量Ui求和小于最小启动量对应的养殖场组合，标记组合外的养殖场为待处理养殖场；将待处理养殖场进行第二处理中心的预警响应选择。
6.根据权利要求5所述的一种基于农业物联网平台大数据应用于生产管控的系统，其特征在于：所述预警响应区分模块接收标记剔除的养殖场对应的预警信号，用于告知管理人员对所述养殖场进行单独有机废弃物的处理；所述预警响应区分模块接收第二处理中心的预警响应选择，所述第二处理中心是指于待处理养殖场的有机废弃物种类相同的其他处理中心；用于提醒管理人员在实时监测过程中可在储蓄有机废弃物超过最小启动容量时可对待处理养殖场进行第二处理中心的选择。
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