濰坊鶴翔環(huán)保科技有限公司

1.背景及需求
1.1 項(xiàng)目背景
現(xiàn)有 10 家養(yǎng)殖場(chǎng)企業(yè)，需對(duì)這 10 家養(yǎng)殖場(chǎng)企業(yè)現(xiàn)有的沼氣池進(jìn)行物聯(lián)網(wǎng)化改造建設(shè)，實(shí)現(xiàn)沼氣池的遠(yuǎn)程檢測(cè)與控制，并且需要一個(gè) 3m*3m 的指揮中心大屏，實(shí)現(xiàn)縣級(jí)、鎮(zhèn)級(jí)、鄉(xiāng)級(jí)等多部門(mén)監(jiān)管。
1.2 需求明確
1) 實(shí)現(xiàn)沼氣池中溫度、甲烷濃度、池內(nèi)壓力等參數(shù)的遠(yuǎn)程檢測(cè)；
2) 實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制進(jìn)出料；
3) 建設(shè)指揮中心，查看所轄范圍內(nèi)所有沼氣池的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。

2.方案概述
物聯(lián)網(wǎng)沼氣池監(jiān)控系統(tǒng)基于云服務(wù)器平臺(tái)和 LoRa 私有化無(wú)線自組網(wǎng)技術(shù)，采用物聯(lián)網(wǎng)智能網(wǎng)關(guān)、節(jié)點(diǎn)組網(wǎng)設(shè)備、智能控制裝置、環(huán)境監(jiān)測(cè)傳感器等，實(shí)現(xiàn)對(duì)沼氣池池內(nèi)溫度、池內(nèi)壓力、池內(nèi)甲烷濃度、池外溫度、光照強(qiáng)度、環(huán)境濕度、安全閥處甲烷濃度、原料 PH 值、周邊煙霧濃度、火源情況等環(huán)境參數(shù)的實(shí)時(shí)采集、傳輸、分析、可視化、告警、控制。高效的做到沼氣池?cái)?shù)據(jù)的本地采集、云端處理、前端展示、掌中控制。
監(jiān)管：云端將收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總，并實(shí)時(shí)生成直觀的數(shù)據(jù)圖表和報(bào)告，各部門(mén)管理者可以通過(guò)指揮中心大屏或網(wǎng)頁(yè)，隨時(shí)查看養(yǎng)殖場(chǎng)沼氣池的各項(xiàng)環(huán)境參數(shù)及生產(chǎn)情況，對(duì)養(yǎng)殖場(chǎng)做到更加實(shí)時(shí)有效的監(jiān)管。
控制：企業(yè)主可以通過(guò) web 端或手機(jī)端對(duì)相關(guān)設(shè)備發(fā)出控制指令，實(shí)現(xiàn)對(duì)鶴翔沼氣池進(jìn)出料等操作的遠(yuǎn)程控制。
監(jiān)測(cè)：沼氣池周邊各節(jié)點(diǎn)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)采集后統(tǒng)一提交到中心控制節(jié)點(diǎn)，由中控設(shè)備傳至云端服務(wù) 器進(jìn)行實(shí)時(shí)的匯總分析展示。此外，根據(jù)用戶(hù)需求，可增加視頻監(jiān)控。
告警：養(yǎng)殖場(chǎng)企業(yè)主可以將微信、手機(jī)、郵箱與沼氣池進(jìn)行綁定，當(dāng)相關(guān)參數(shù)超限時(shí)，系統(tǒng)會(huì)第一時(shí)間通過(guò)微信消息、手機(jī)短信、郵件、系統(tǒng)消息等方式向企業(yè)主發(fā)送告警，提醒管理者采取相 應(yīng)的措施，以最大限度避免生產(chǎn)過(guò)程中安全事件的發(fā)生。
分析：云端服務(wù)器將收集的生產(chǎn)數(shù)據(jù)與行業(yè)大數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)分析，給出養(yǎng)殖場(chǎng)企業(yè)主更高效的生產(chǎn)建議，實(shí)現(xiàn)智能化養(yǎng)殖、精細(xì)化管理，有效增大企業(yè)產(chǎn)出。

3．設(shè)計(jì)要點(diǎn)
數(shù)據(jù)可靠性：控制指令及檢測(cè)數(shù)據(jù)全部采用 SM2、SM4 等國(guó)密算法進(jìn)行多層加密處理，并使用 SSL 協(xié)議進(jìn)行安全傳輸，有效避免不法分子對(duì)智能設(shè)備的惡意操控。
數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：所有數(shù)據(jù)全部在云端保存 5 年以上，如有需要可永久保存。
時(shí)效性：節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)需做到及時(shí)采集、及時(shí)傳輸、及時(shí)處理，對(duì)沼氣環(huán)境做到最有效的監(jiān)控；
技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化：系統(tǒng)成熟的標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)，使系統(tǒng)具有先進(jìn)性、易擴(kuò)展性、易維護(hù)性和易用性 。

4．系統(tǒng)架構(gòu)
4.1 整體架構(gòu)
系統(tǒng)主要有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集、本地?cái)?shù)據(jù)匯總、數(shù)據(jù)傳輸、云端存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)解析、云端告警、大屏展示、遠(yuǎn)程控制等部分組成，如下圖所示：

4.2 本地架構(gòu)
本地架構(gòu)主要有節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)采集層、本地?cái)?shù)據(jù)匯總層和本地控制層組成，架構(gòu)如下圖所示：

4.3 云端架構(gòu)
云端主要由云端存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)解析、云端告警、大屏展示等部分組成，如下圖所示：

5.關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)
本地?cái)?shù)據(jù)傳輸協(xié)議：LoRa 或 Zigbee
協(xié)議特點(diǎn)：覆蓋廣、連接多、低成本、超低功耗、穩(wěn)定可靠
云端服務(wù)器：CentOS
支持全私有化部署：是
節(jié)點(diǎn)有效傳輸距離：2-5km，空曠處可達(dá) 15km
工作頻段：ISM 頻段，包括 433、868、915 MH 等
網(wǎng)絡(luò)延遲：低
節(jié)點(diǎn)電池續(xù)航：理論為 10 年/AA 電池
單網(wǎng)接入節(jié)點(diǎn)數(shù)：理論 6 萬(wàn)個(gè)，實(shí)際受信道數(shù)量、數(shù)據(jù)包大小等限制，可接入 500-5000 個(gè)
組網(wǎng)方式：基于 LoRa 網(wǎng)關(guān)

6.聯(lián)系方式
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