传统农业生产中,堆肥的主要控制操作包括搅拌、翻堆、通风。通常按照特定周期进行人工翻抛,实现对发酵堆体内部环境的再调节。这种人工控制方式不仅费时费力,控制精度难以保障,而且难以对堆肥中各项环境参数进行采集,不利于掌握堆肥过程中的环境变化。反应器式好氧堆肥由于具有堆肥周期短、占地面积小、易实现自动化控制、污染程度较低等特点,存在良好的研究潜力和应用前景。利用反应器进行好氧发酵处理,将电气设备和机械设备相结合,实现监测—控制一体化的工艺流程,在减少人工劳动支出的同时,提高控制效率,对农业废弃物的处理和农业生产具有着显著的意义。本文在前人研究成果的基础上,进行了以下研究工作:(1)针对好氧堆肥过程中相关的环境监测和控制操作,设计了一套好氧堆肥下位机控制器。该设备基于arm7芯片lpc2387进行开发,外接液晶触控屏。将搅拌器、鼓风机等控制设备的电气接口对接到控制器指定接口,通过触控屏进行相关设置,即可激活电气通道实现相关的控制操作。通过触控屏进行参数设置,能够将各个控制设备在手动控制模式、定时控制模式、周期控制模式和自动控制模式之间进行切换。控制器能够对接传感器设备,控制传感器对堆肥反应器内部的环境参数进行采集,并且在触控屏的相关界面将采集数据进行显示,同时通过无线设备将采集数据发送到上位机监测软件进行显示并存储。(2)基于Microsoft Visual Studio 2010开发一套上位机监测软件,能够接收下位机控制器采集上传的堆肥环境数据,在实时监测界面进行显示,同时存储到本地数据库当中。在参数设置界面,可以设置下位机控制器的工作模式和设备参数;在数据查询界面,通过输入实验时间并勾选查询选项,即可从数据库中获取相应的实验数据内容。(3)针对下位机的鼓风曝气操作,提出了一种基于模糊PID控制理论的通风控制方案。通过实时采集发酵反应器堆体内部的氧气浓度值,计算出氧气浓度偏差以及氧气浓度偏差变化率,作为模糊控制算法的输入参数,经过模糊推理求解出适应不同堆肥阶段的最优控制参数,对通风控制设备的通风速率进行实时调整。经堆肥试验表明,本文设计的好氧发酵自动控制系统,伴以好氧堆肥反应器共同使用,具有多种控制模式,自动化程度较高,能够减少堆肥生产中的人力劳动,提高生产效率,为智能化设备在农业好氧堆肥领域的应用提供部分思路以及参考意见。