基于多传感器和ZigBee技术的智能沼气池监控系统

陈昊 朱军 褚倩云

摘 要： 新能源沼气被认为是一种优质的可再生资源。监管部门需要采取一种能够实时监测并对数据及时处理的系统，以减少潜在危害，提高自动化水平。本文设计了一种基于多传感器和ZigBee技术的远程智能沼气监控系统，远程数据传输平台将传感网络采集的数据发至云服务器，便于用户实时监测现场数据，从而实现了沼气池的智能化和信息化管理。

关键词：多传感器；无线传输；ZigBee技术；云服务器

中图分类号：TP391 文献标志码：A 文章编号：2095-2163（2016）02-

An intelligent monitoring system for methane based on multi-sensor and ZigBee technology

CHEN Hao， ZHU Jun， CHU Qianyun

（ School of Electronic Information Engineering ，Anhui University， Hefei 230601， China ）

Abstract：Methane is regarded as a kind of superior and renewable resource. It is urgent for Regulators to adopt a monitoring system that can constantly monitor environment and

process data duly so as to reduce the potential harm and improve the level of automation. In this paper， a kind of intelligent monitoring system for methane based on multi-sensor and ZigBee technology is designed. Data collected by sensor networks is transmitted to cloud server by remote transmission platform， so that users may process data duly， and the system accomplishes intelligent and information-based management.

Keywords：Multi-sensor； Wireless transmission； ZigBee technology； Cloud server

0 引言

时下研究事实证明：新能源沼气已经认定是一种优质的可再生资源，因此新能源沼气技术的开发利用必将带来显著的经济效益和生态效益[1]。而传统的沼气池自动化程度及安全性不高，当沼气池出现异常或故障时，大部分用户均不具备自主管理能力，且传统的沼气池系统也难以将问题准确即时地反馈给维修技术部门。因此，科学地分析新能源沼气的利用条件和规律，及时地采集现场数据信息并作出合理的分析判断[2]，对新能源沼气的推广安置具有重要意义。本文设计了一种基于多传感器和ZigBee技术的远程智能沼气监控系统，该系统依托分布式无线传感器网络对沼气池内复杂情况进行精确感知[3]，通过4G网络对数据进行可靠的传输，将数据发送至云服务器并完成特征级数据融合，建立基于多传感器分布式无线传感器网络的数据采集和分析的沼气池预警体系[4]，允许移动设备对云服务器中的数据访问，实现远程管理功能。该系统可以减少沼气池使用时的潜在危害，提高系统自动化水平。

1 监控系统的整体结构

基于多传感器和无线传感技术的智能沼气池监控系统主要由3个部分组成：分布式无线传感器网络，远程无线数据传输平台，云数据管理平台。如图1所示。

远程数据传输平台主要采用4G通信技术。无线远程云传输平台的功能是将经过融合处理的数据发送至云服务器，连接前端传感网络和监控维修中心，并将前端监控点采集到的气体浓度、温度、气体压强、PH值等信息传输到云服务器。

云数据管理平台主要由云服务器，数据库和图形界面组成。用户可以通过移动终端如手机、平板等实时获取实时数据信息，实现远程管理。

2 系统设计方案及软件设计

数据采集模块包括温湿度传感器、甲烷传感器、气压传感器等。CC2530芯片具有材料成本低、集成度高、低功耗等优点，满足传感网络节点与协调器的通信要求。

2.2 远程数据传输平台

系统以4G移动通信技术作为远程数据传输方式[7]，其下载速度可以达到100Mbps，在同一时间，能够满足所有的用户对无线服务的要求。此外，4G和DSL可以设置在电缆调制解调器没有被覆盖的地方，并可以拓展到整个区域。

2.3 云数据管理平台

系统中所有节点采集到的监控数据，通过移动网络，最终传入云服务器，并完成特征级数据融合。当存在安全隐患时，该管理平台自动报警，协助维护部门采取有效措施，降低沼气池利用的安全隐患。用户可通过移动终端如手机、平板等访问云服务器，以实现远程管理。

2.4 系统软件设计

3 结束语

本文设计了一种基于多传感器和ZigBee技术的智能沼气池监控系统，提出了4G网络在沼气池监控系统中的具体设计方法。该系统具有结构灵活、材料成本低、操作方便、推广价值优良等特点。具有一定的应用前景和参考价值。

参考文献

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