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導(dǎo)讀：物聯(lián)網(wǎng)是繼計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)之后,，世界信息產(chǎn)業(yè)的第三次浪潮,，是互聯(lián)網(wǎng)和通信網(wǎng)的拓展應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)延伸。農(nóng)業(yè)是物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的重要領(lǐng)域,，本文筆者將與大家分享物聯(lián)網(wǎng)在沼氣工程中的研究與應(yīng)用,。

沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)是將物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用在沼氣工程運(yùn)行、管理的各環(huán)節(jié),，通過(guò)信息感知設(shè)備,，按照約定協(xié)議，把沼氣工程運(yùn)行過(guò)程中的關(guān)鍵參數(shù),、環(huán)境要素,、智能管控和虛擬物件等與互聯(lián)網(wǎng)連接起來(lái)，進(jìn)行信息傳遞,，將沼氣工程與業(yè)主,、操作者、管理部門起來(lái),，以實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣及附屬產(chǎn)品生產(chǎn)銷售的智能化識(shí)別,、定位、跟蹤,、監(jiān)控,、服務(wù)、管理和決策的一種網(wǎng)絡(luò),。

利用軟件開(kāi)發(fā)技術(shù),，結(jié)合目前市場(chǎng)成熟的硬件產(chǎn)品，開(kāi)發(fā)出了沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),，系統(tǒng)遵循物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)原則,，結(jié)合沼氣工程特點(diǎn)，分為感知層,、傳輸層,、應(yīng)用層和展現(xiàn)層,。具體細(xì)化為信息采集及傳輸系統(tǒng)、智能化管控系統(tǒng),、視頻監(jiān)控系統(tǒng),、智能預(yù)警系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)及故障處理系統(tǒng),。

感知層由部署在沼氣工程各工藝單元的傳感器和采集節(jié)點(diǎn)組成,，通過(guò)傳輸網(wǎng)絡(luò)將信息傳輸至云平臺(tái)統(tǒng)一存儲(chǔ)管理，系統(tǒng)再將數(shù)據(jù)加以分析整理來(lái)支撐對(duì)沼氣工程和設(shè)備的管理,，同時(shí)結(jié)合海量大數(shù)據(jù)庫(kù)資源及專家意見(jiàn),，縮短運(yùn)行故障處理周期,，提高產(chǎn)氣率和附加值,，獲得顯著的污水處理效果，提高沼氣工程智能化管控水平,。

系統(tǒng)組成

信息采集及傳輸系統(tǒng)

系統(tǒng)在預(yù)處理單元采集水量,、溫度和物料TS濃度等參數(shù)；在厭氧發(fā)酵單元采集溫度,、壓力,，PH值和物料TS濃度等參數(shù)并安裝過(guò)載報(bào)警裝置；在沼氣輸配氣單元采集沼氣成分,、流量,、貯氣容積和壓力等參數(shù)并安裝沼氣泄漏和過(guò)載報(bào)警裝置；在污水處理單元安裝COD,，BOD,，總P和總N等環(huán)保指標(biāo)監(jiān)測(cè)裝置；在沼肥生產(chǎn)單元安裝N,P,K和微量元素檢測(cè)儀器,；在沼氣站采集現(xiàn)場(chǎng)溫度,、濕度和風(fēng)速等環(huán)境條件。

系統(tǒng)將上述參數(shù)轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)信號(hào),，通過(guò)雙絞線或無(wú)線路由節(jié)點(diǎn)傳輸至DTU(數(shù)據(jù)傳輸單元),，DTU將串口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為IP數(shù)據(jù)，再通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)或者3G網(wǎng)絡(luò)將IP數(shù)據(jù)傳輸?shù)胶笈_(tái)服務(wù)器,，管理人員通過(guò)手機(jī)APP,，電腦或LED大屏在線監(jiān)控、調(diào)取數(shù)據(jù),、統(tǒng)計(jì)分析等,。

智能化管控系統(tǒng)

設(shè)計(jì)1個(gè)或多個(gè)智能控制柜，控制柜內(nèi)使用PLC模板進(jìn)行邏輯編程,，與軟件平臺(tái)結(jié)合,，使模板具有控制設(shè)備的功能,。采用手動(dòng)和自動(dòng)兩種方式對(duì)設(shè)備進(jìn)行控制，自動(dòng)方式包含定時(shí)智能控制和智能自動(dòng)控制兩種方式,；智能自動(dòng)控制是設(shè)置沼氣工程處理單元的參數(shù)閾值,，當(dāng)實(shí)時(shí)參數(shù)超過(guò)閾值時(shí)，軟件平臺(tái)將自動(dòng)開(kāi)啟或關(guān)閉相應(yīng)的設(shè)備,。通過(guò)對(duì)設(shè)備的控制從而實(shí)現(xiàn)沼氣工程智能化運(yùn)行,。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)

視頻監(jiān)控系統(tǒng)主要是對(duì)沼氣工程各運(yùn)行單元和整個(gè)沼氣站進(jìn)行視頻圖像監(jiān)測(cè)，一方面滿足日常監(jiān)控需要,，管理人員可通過(guò)視頻圖像對(duì)沼氣站安防,、處理單元狀態(tài)、作業(yè)規(guī)范等進(jìn)行監(jiān)管;另一方面能夠?qū)舆h(yuǎn)程指揮系統(tǒng),，管理人員和專家可實(shí)時(shí)在線查看沼氣工程的運(yùn)行情況,，為專家咨詢故障處理提供輔助支撐。

智能預(yù)警系統(tǒng)

沼氣工程智能預(yù)警系統(tǒng)可分為:運(yùn)行參數(shù)預(yù)警,、設(shè)備預(yù)警,、操作違規(guī)預(yù)警和災(zāi)害天氣預(yù)警。系統(tǒng)操作人員可根據(jù)專家指導(dǎo)在系統(tǒng)中設(shè)置處理單元的參數(shù)預(yù)警值,，當(dāng)沼氣工程運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)參數(shù)異常時(shí),，可提供多種方式(如短信、廣播等方式)對(duì)管理人員或生產(chǎn)人員進(jìn)行告警,，并提示生產(chǎn)人員進(jìn)行下一步操作,。

數(shù)據(jù)庫(kù)及故障處理系統(tǒng)

建立數(shù)據(jù)庫(kù)，將所收集到的沼氣工程運(yùn)行數(shù)據(jù)匯集到系統(tǒng)大數(shù)據(jù)中心進(jìn)行統(tǒng)一管理,。管理人員可利用系統(tǒng)將沼氣工程按照發(fā)酵規(guī)模,、工藝流程和工程類型等進(jìn)行分類管理，以文字,、統(tǒng)計(jì)圖和表格等形式,，供第三方系統(tǒng)或人員調(diào)用、查閱,，為生產(chǎn)人員,、管理人員和專家提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)支持，為沼氣工程故障處理提供可靠依據(jù),，為政府決策提供技術(shù)支撐,。

沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)的作用

1.為創(chuàng)新沼氣項(xiàng)目補(bǔ)貼方式提供技術(shù)支撐

為保證沼氣工程長(zhǎng)期有效運(yùn)行、充分發(fā)揮建設(shè)效益,，應(yīng)對(duì)沼氣工程終端產(chǎn)品(沼氣,、沼肥、發(fā)電)進(jìn)行補(bǔ)貼，建立“先建后補(bǔ)”和“終端補(bǔ)貼”機(jī)制,。沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)能對(duì)沼氣,、沼肥和發(fā)電進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和計(jì)量統(tǒng)計(jì)，能有效防止業(yè)主弄虛作假,，騙取項(xiàng)目資金,，為“先建后補(bǔ)”和“終端補(bǔ)貼”提供技術(shù)支撐和補(bǔ)貼依據(jù)。

2.提高沼氣工程管控水平和生產(chǎn)效率

沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)對(duì)沼氣工程生產(chǎn)全程進(jìn)行在線監(jiān)測(cè),，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)和專家咨詢系統(tǒng)可及時(shí)發(fā)現(xiàn)并解決設(shè)備問(wèn)題,，排除運(yùn)行故障，通過(guò)智能化管控系統(tǒng),，實(shí)現(xiàn)進(jìn)出料,、輸配氣、沼肥生產(chǎn)和污水處理等環(huán)節(jié)自動(dòng)化控制,，能提高產(chǎn)氣量,、提升沼肥生產(chǎn)質(zhì)量和污水處理效果，實(shí)現(xiàn)沼氣工程管理科學(xué)化,、控制自動(dòng)化,、運(yùn)行智能化,，節(jié)約勞動(dòng)成本,，降低能耗，提高沼氣工程生產(chǎn)效率,。

3.保障沼氣工程運(yùn)行安全

通過(guò)沼氣工程物聯(lián)網(wǎng)智能預(yù)警系統(tǒng)和視頻監(jiān)控,，能對(duì)運(yùn)行參數(shù)異常、設(shè)備故障,、操作違規(guī)和災(zāi)害天氣發(fā)出警報(bào),，并以短信和廣播等方式通知操作人員和管理人員，如:沼氣站內(nèi)煙霧探測(cè)報(bào)警,、水位超高報(bào)警,、沼氣泄漏、物料過(guò)載報(bào)警,，無(wú)關(guān)人員誤入,、違規(guī)操作報(bào)警等，能排除人員傷亡,、工程損壞,、起火爆炸等安全隱患，有效保障沼氣工程運(yùn)行安全,。