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1.背景及需求
1.1 項目背景
現有 10 家養殖場企業,需對這 10 家養殖場企業現有的沼氣池進行物聯網化改造建設,實現沼氣池的遠程檢測與控制,并且需要一個 3m*3m 的指揮中心大屏,實現縣級、鎮級、鄉級等多部門監管。
1.2 需求明確
1) 實現沼氣池中溫度、甲烷濃度、池內壓力等參數的遠程檢測;
2) 實現遠程控制進出料;
3) 建設指揮中心,查看所轄范圍內所有沼氣池的實時數據。
2.方案概述
物聯網沼氣池監控系統基于云服務器平臺和 LoRa 私有化無線自組網技術,采用物聯網智能網關、節點組網設備、智能控制裝置、環境監測傳感器等,實現對沼氣池池內溫度、池內壓力、池內甲烷濃度、池外溫度、光照強度、環境濕度、安全閥處甲烷濃度、原料 PH 值、周邊煙霧濃度、火源情況等環境參數的實時采集、傳輸、分析、可視化、告警、控制。高效的做到沼氣池數據的本地采集、云端處理、前端展示、掌中控制。
監管:云端將收集的數據進行匯總,并實時生成直觀的數據圖表和報告,各部門管理者可以通過指揮中心大屏或網頁,隨時查看養殖場沼氣池的各項環境參數及生產情況,對養殖場做到更加實時有效的監管。
控制:企業主可以通過 web 端或手機端對相關設備發出控制指令,實現對鶴翔沼氣池進出料等操作的遠程控制。
監測:沼氣池周邊各節點監測數據采集后統一提交到中心控制節點,由中控設備傳至云端服務 器進行實時的匯總分析展示。此外,根據用戶需求,可增加視頻監控。
告警:養殖場企業主可以將微信、手機、郵箱與沼氣池進行綁定,當相關參數超限時,系統會第一時間通過微信消息、手機短信、郵件、系統消息等方式向企業主發送告警,提醒管理者采取相 應的措施,以最大限度避免生產過程中安全事件的發生。
分析:云端服務器將收集的生產數據與行業大數據進行比對分析,給出養殖場企業主更高效的生產建議,實現智能化養殖、精細化管理,有效增大企業產出。
3.設計要點
數據可靠性:控制指令及檢測數據全部采用 SM2、SM4 等國密算法進行多層加密處理,并使用 SSL 協議進行安全傳輸,有效避免不法分子對智能設備的惡意操控。
數據存儲:所有數據全部在云端保存 5 年以上,如有需要可永久保存。
時效性:節點數據需做到及時采集、及時傳輸、及時處理,對沼氣環境做到最有效的監控;
技術標準化:系統成熟的標準化技術,使系統具有先進性、易擴展性、易維護性和易用性 。
4.系統架構
4.1 整體架構
系統主要有節點數據采集、本地數據匯總、數據傳輸、云端存儲、數據解析、云端告警、大屏展示、遠程控制等部分組成,如下圖所示:
4.2 本地架構
本地架構主要有節點數據采集層、本地數據匯總層和本地控制層組成,架構如下圖所示:
4.3 云端架構
云端主要由云端存儲、數據解析、云端告警、大屏展示等部分組成,如下圖所示:
5.關鍵技術參數
本地數據傳輸協議:LoRa 或 Zigbee
協議特點:覆蓋廣、連接多、低成本、超低功耗、穩定可靠
云端服務器:CentOS
支持全私有化部署:是
節點有效傳輸距離:2-5km,空曠處可達 15km
工作頻段:ISM 頻段,包括 433、868、915 MH 等
網絡延遲:低
節點電池續航:理論為 10 年/AA 電池
單網接入節點數:理論 6 萬個,實際受信道數量、數據包大小等限制,可接入 500-5000 個
組網方式:基于 LoRa 網關
6.聯系方式
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