[實用新型]一種農村沼氣池監測預警系統

有效

• 申請號: 201420057222.2
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN203812054U
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發明（設計）人: 鄭爭兵
• 申請（專利權）人: 陜西理工學院
• 主分類號: G05B19/418
• 分類號: G05B19/418;H04L29/06;G08B25/10;H04W84/18
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型涉及沼氣工程的自動監測技術領域，尤其是涉及一種農村沼氣池監測預警系統。

背景技術

在農村沼氣池管理維護的過程中，一般需要對沼氣池內部環境進行監測管理。沼氣發酵是一個非常復雜的生物過程，必須對發酵的生物過程進行監測調控，為優勢發酵菌提供良好的生長與繁殖環境，才能使產氣量始終維持在一個較高的水平。此外，需要對沼氣池的周圍環境和輸氣管道進行監測管理。沼氣池的長期使用，可能導致沼氣池及輸氣管道出現漏氣。沼氣是一種以甲烷和二氧化碳為主要成分的可燃性混合氣體，如若管理不善，容易造成氣體蓄積，當達到一定濃度后，若泄漏會造成人員中毒，如遇明火則極易產生爆炸，造成傷亡事故，對人民群眾的人身安全造成危害。目前，由于農村戶用沼氣池的數量龐大且分布零散，農村戶用沼氣池的管理維護方式主要采取以農戶為主，專業技術人員為輔的人工方式。農戶受到自身專業技術的限制，在不使用專業儀器的情況下，主要依靠經驗管理沼氣池，不能充分發揮沼氣池的效能，且很難發現安全隱患，此外，還需要耗費大量的技術人員進行跟蹤服務。這種人工管理的方式大大限制了沼氣池的推廣應用。

發明內容

針對現有技術的不足，本實用新型的目的是提供一種農村沼氣池監測預警系統，其操作方便，成本低，便于實施，可以有效的實現農村沼氣池的分散式維護管理和集中式維護管理。

為實現上述目的，本實用新型采用的技術方案是：一種農村沼氣池監測預警系統，包括安裝在沼氣池內部的無線采集終端1、安裝在沼氣池外部的無線采集終端2、無線數據傳輸終端和遠程監測中心；所述無線數據傳輸終端、無線采集終端1和無線采集終端2構成星型網絡結構，并按照Zigbee協議進行無線通信；所述無線數據傳輸終端與遠程監測中心之間通過GPRS網絡和Internet網絡連接并進行無線通信。

所述無線采集終端1包括用于控制的處理器單元、用于監測沼氣池內部環境參數采集單元、用于功率放大的射頻模塊、用于計時的時鐘模塊以及為無線采集終端1的各部分進行供電的電源模塊；處理器單元分別與環境參數采集單元、射頻模塊、時鐘模塊、電源模塊連接；環境參數采集單元包括溫度采集模塊、濃度采集模塊、壓力檢測模塊和液位檢測模塊。

所述無線采集終端2包括用于控制的處理器單元、用于監測沼氣池外部環境參數采集單元、用于功率放大的射頻模塊、用于計時的時鐘模塊以及為無線采集終端2的各部分進行供電的電源模塊；處理器單元分別與環境參數采集單元、射頻模塊、時鐘模塊、電源模塊連接；環境參數采集單元包括溫度采集模塊和濃度采集模塊。

所述無線數據傳輸終端包括GPRS數據傳輸單元、串口通信模塊、處理器單元和射頻模塊；處理器單元分別與串口通信模塊、射頻模塊連接；GPRS數據傳輸單元與串口通信模塊連接。

所述無線采集終端1和無線采集終端2的數量可以為一個或者多個。

所述無線采集終端1、無線采集終端2和無線數據傳輸終端的電源模塊采用相同的硬件結構；電源模塊包括太陽能電池板、充電管理模塊、蓄電池和供電電壓轉換模塊，充電管理模塊分別與太陽能電池板、蓄電池連接，供電電壓轉換模塊與蓄電池連接。

所述無線采集終端1、無線采集終端2和無線數據傳輸單元的處理器單元和射頻模塊采用相同的硬件結構；處理器單元采用TI公司的Zigbee模塊CC2530F256，射頻模塊采用TI公司的CC2591模塊。

所述遠程監測中心包括計算機和數據服務器。

為實現本實用新型的目的，還提供一種農村沼氣池監測預警系統的監測方法，該方法包括以下步驟：

(1)初始化無線采集終端1、無線采集終端2和無線數據傳輸終端，由無線數據傳輸終端建立無線網絡，無線采集終端1和無線采集終端2自動尋找該網絡，獲取網絡地址，建立網絡綁定關系；

(2)無線采集終端1大部分時間處于休眠模式，按照一定時間間隔自動采集沼氣池內部環境參數的狀態數據，當狀態數據變化值超過預定值時，發送狀態數據給無線數據傳輸終端；

(3)無線采集終端2大部分時間處于休眠模式，按照一定時間間隔自動采集沼氣池外部環境參數的狀態數據，當沼氣濃度變化值超過預定值時，發送環境參數的狀態數據給無線數據傳輸終端；

(4)無線數據傳輸終端將環境參數的狀態數據進行一定的處理，按照TCP/IP協議的數據幀格式通過GPRS網絡和Internet網絡發送給遠程監測中心。當狀態數據在環境參數預警范圍時，以手機短信方式通知指定農戶對沼氣池進行管理維護。