1.背景及需求
1.1项目背景
现有10家养殖场企业，需对这10家养殖场企业现有的沼气池进行物联网化改造建设，实现沼气池的远程检测与控制，并且需要一个3m*3m的指挥中心大屏，实现县级、镇级、乡级等多部门监管。
1.2需求明确
1)实现沼气池中温度、甲烷浓度、池内压力等参数的远程检测；
2)实现远程控制进出料；
3)建设指挥中心，查看所辖范围内所有沼气池的实时数据。
2.方案概述
物联网沼气池监控系统基于云服务器平台和LoRa私有化无线自组网技术，采用物联网智能网关、节点组网设备、智能控制装置、环境监测传感器等，实现对沼气池池内温度、池内压力、池内甲烷浓度、池外温度、光照强度、环境湿度、安全阀处甲烷浓度、原料PH值、周边烟雾浓度、火源情况等环境参数的实时采集、传输、分析、可视化、告警、控制。高效的做到沼气池数据的本地采集、云端处理、前端展示、掌中控制。
监管：云端将收集的数据进行汇总，并实时生成直观的数据图表和报告，各部门管理者可以通过指挥中心大屏或网页，随时查看养殖场沼气池的各项环境参数及生产情况，对养殖场做到更加实时有效的监管。
控制：企业主可以通过web端或手机端对相关设备发出控制指令，实现对鹤翔沼气池进出料等操作的远程控制。
监测：沼气池周边各节点监测数据采集后统一提交到中心控制节点，由中控设备传至云端服务器进行实时的汇总分析展示。此外，根据用户需求，可增加视频监控。
告警：养殖场企业主可以将微信、手机、邮箱与沼气池进行绑定，当相关参数超限时，系统会第一时间通过微信消息、手机短信、邮件、系统消息等方式向企业主发送告警，提醒管理者采取相应的措施，以最大限度避免生产过程中安全事件的发生。
分析：云端服务器将收集的生产数据与行业大数据进行比对分析，给出养殖场企业主更高效的生产建议，实现智能化养殖、精细化管理，有效增大企业产出。
3．设计要点
数据可靠性：控制指令及检测数据全部采用SM2、SM4等国密算法进行多层加密处理，并使用SSL协议进行安全传输，有效避免不法分子对智能设备的恶意操控。
数据存储：所有数据全部在云端保存5年以上，如有需要可永久保存。
时效性：节点数据需做到及时采集、及时传输、及时处理，对沼气环境做到最有效的监控；
技术标准化：系统成熟的标准化技术，使系统具有先进性、易扩展性、易维护性和易用性。
4．系统架构
4.1整体架构
系统主要有节点数据采集、本地数据汇总、数据传输、云端存储、数据解析、云端告警、大屏展示、远程控制等部分组成，如下图所示：
4.2本地架构
本地架构主要有节点数据采集层、本地数据汇总层和本地控制层组成，架构如下图所示：
4.3云端架构
云端主要由云端存储、数据解析、云端告警、大屏展示等部分组成，如下图所示：
5.关键技术参数
本地数据传输协议：LoRa或Zigbee
协议特点：覆盖广、连接多、低成本、超低功耗、稳定可靠
云端服务器：CentOS
支持全私有化部署：是
节点有效传输距离：2-5km，空旷处可达15km
工作频段：ISM频段，包括433、868、915MH等
网络延迟：低
节点电池续航：理论为10年/AA电池
单网接入节点数：理论6万个，实际受信道数量、数据包大小等限制，可接入500-5000个
组网方式：基于LoRa网关
