奶牛个体瘤胃碳排放量在线检测装备设计与试验OA

发展奶牛个体瘤胃碳排放在线检测技术对于推动畜牧业减排降碳、实现持续高质量发展具有重要意义。针对我国奶牛养殖个体瘤胃碳排放检测/监测流程繁琐、效率低、适用装备缺乏等问题,设计了一种奶牛个体瘤胃碳排放在线检测装备,并提出了基于支持向量机(SVM)的奶牛个体日碳排放量预测模型。以STM32微处理器为主控制核心,集成RFID/甲烷/二氧化碳等传感器采集数据,采用LoRa/4G双模通信技术传输数据,基于Qt Creator软件/云平台分析与显示数据,实现奶牛个体碳排放数据本地/远程一体化监测、传输、分析与可视化显示。采用背景浓度扣除法与时间点对齐重构方式,构建了基于SVM的奶牛个体碳排放预测模型,实现浓度数据到奶牛个体碳排放量准确测算。在北京某牧场对25头荷斯坦奶牛进行了实地测试,与二氧化碳平衡法相比,基于SVM回归预测模型的奶牛平均日二氧化碳排放量、甲烷排放量、碳排放量MAE平均值分别为511.13、58.16、2 202.10 g/d;MRE平均值分别为3.78%、14.34%、8.55%;在牛舍打开风机情况下,SVM预测奶牛个体平均二氧化碳排放量、甲烷排放量、碳排放量波动幅度分别为10.85、8.15、255.35 g/d,均显著低于二氧化碳平衡法对应差值。研究结果能够实现奶牛个体瘤胃甲烷和二氧化碳排放量实时、快速、准确测定,可为农牧业碳排放量精准核算提供技术参考。