一种沼气工程大数据平台系统与方法技术方案

本发明专利技术一种沼气工程大数据平台系统与方法属于沼气工程领域；包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；所述数据采集模块通过数据传输模块连接数据处理模块；所述数据采集模块包括温度传感器、压力传感器、PH值传感器、甲烷传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器和重量传感器，数据传输模块包括双边带调幅电路，所述数据处理模块包括用户基站单元和服务器单元，所述用户基站单元为PC机，用户基站单元数量最少为一个，所述服务器单元为服务器；本发明专利技术通过总结沼气发酵的参数规律，提升沼气工程智能监控、状态预警与自处理的能力，指导发酵工艺优化、降低发酵能耗、发酵状态预警和运行效果评价等。

A large data platform system and method for Biogas Engineering

With the method of large data platform system of the invention belongs to a biogas biogas engineering field; including data acquisition module, data transmission module and data processing module; the data acquisition module, data processing module through the data transmission module is connected; the data acquisition module includes temperature sensor, pressure sensor, pH sensor, carbon dioxide, methane sensor hydrogen sulfide sensor, sensor and weight sensor, data transmission module including double sideband amplitude modulation circuit, the data processing module including user base unit and server unit, the user base unit for PC, the number of users is at least a base unit, the server unit for the server; the invention by the regularity of biogas fermentation parameters and enhance the biogas project of intelligent monitoring, early warning and self treatment ability, guidance The fermentation process is optimized, the energy consumption of fermentation, the early warning of fermentation state and the evaluation of the operation effect are evaluated.

【技术实现步骤摘要】
一种沼气工程大数据平台系统与方法
本专利技术一种沼气工程大数据平台系统与方法属于沼气工程领域。
技术介绍
近年来，中国投入大量资金用于沼气技术处理畜禽粪便、工业有机废水、生活污水、城市有机垃圾等工程建设，已形成了户用沼气、小区联户沼气工程、大中型沼气工程等共同发展的新格局。据有关部门不完全统计，我国已建成的各类型沼气工程已超过100000处。沼气工程在其大规模发展的过程中逐渐累积了庞大的、有利用价值的状态监测历史数据，一个全天候运行的大型沼气工程每年采集的数据量多达1亿个。所涉及的数据资料量规模已经巨大到无法通过人脑甚至主流软件工具进行分析和处理。这些状态监测数据往往存储在不同的计算机或者关系数据库中，无法实现数据共享及统筹分析，其潜在的价值难以得到充分的利用。同时，传统的数据分析越来越难以满足沼气工程的需求，仍存在很多亟待解决的问题，主要包含以下几个方面：1、后续管理的技术力量薄弱，服务网络不完善，服务机制不健全，信息分享不及时；2、运行管理粗放，缺乏更精细化的运行管理；3、沼气工作信息化流程不健全，企业、专家与政府缺乏有效沟通；4、沼气工程的安全评估不完善等。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术的目的在于提供一种沼气工程大数据平台系统与方法。本专利技术的目的是这样实现的：一种沼气工程大数据平台系统，包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；所述数据采集模块通过数据传输模块连接数据处理模块；所述数据采集模块包括温度传感器、压力传感器、PH值传感器、甲烷传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器和重量传感器，数据传输模块包括双边带调幅电路，所述数据处理模块包括用户基站单元和服务器单元，所述用户基站单元为PC机，用户基站单元数量最少为一个，所述服务器单元为服务器，用户基站单元通过无线连接服务器单元。进一步地，所述一种沼气工程大数据平台系统，所述双边带调幅电路包括乘法器MC1496、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5；所述乘法器MC1496有1、2、3、4、5、7、8、10、12和14管脚，所述管脚4分别连接电阻R6、电容C3和电阻R8，所述电阻R6分别连接电容C3和电阻R7，所述电容C3通过电阻R8、电阻R9、电阻R10和电容C5连接端点UX，所述电阻R7通过电容C5连接端点UX，所述管脚1通过电容C5连接端点UX，所述管脚10通过电容C4连接端点UC，所述管脚8分别连接电阻R11、电阻R12、电容C1和电阻R2，所述电阻R11连接电容C4，所述电阻R12连接地线，所述电容C1连接地线，所述管脚6连接电阻R3，所述电阻R3分别连接电阻R2、端点+12V和电阻R4，所述管脚12分别连接电阻R4和电容C2，所述电容连接端点UO，所述管脚2通过电阻R1连接管脚3，所述管脚5通过电阻R5连接地线，所述管脚14分别连接电阻R9和端点-8V。一种在所述一种沼气工程大数据平台系统上实现的沼气工程大数据的方法，包括以下步骤：步骤a、通过数据采集模块采集沼气工程的运行状态参数，包括温度、压力、PH值、固含量、产气率和沼气成分的数据参数；步骤b、数据传输模块将数据采集模块采集的数据传输给用户基站单元；步骤c、通过现场调研和测试，人工将沼气工程的工艺设计参数输入到用户基站单元，工艺设计参数包括工程规模、预处理的形式、发酵形式、发酵反应器的规格尺寸、保温设计和进出料形式；步骤d、用户基站单元将运行状态参数和工艺设计参数通过GPRS无线网络实时或者定时传输至服务器单元；步骤e、服务器单元接收运行状态参数和工艺设计参数，利用DPS对采集到原始数据进行初步的编辑、整理、分类、归并，剔除异常数据，得到精确的数据资源储存在存储器当中；步骤f、当存储器中的数据积累到阈值的时候，对数据参数进行分析计算，通过大量的基础数据分析，总结沼气发酵的参数规律和故障诊断分析数据，并将总结的沼气发酵参数规律和故障诊断分析数据传回用户基站单元。有益效果：本专利技术提供了一种沼气工程大数据平台系统与方法，具体优势如下：本专利技术装置采用数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；所述数据采集模块通过数据传输模块连接数据处理模块；所述数据采集模块包括温度传感器、压力传感器、PH值传感器、甲烷传感器、二氧化碳传感器、硫化氢传感器和重量传感器，数据传输模块包括双边带调幅电路，所述数据处理模块包括用户基站单元和服务器单元，所述用户基站单元为PC机，用户基站单元数量最少为一个，所述服务器单元为服务器，用户基站单元通过无线连接服务器单元；本专利技术结构简单，易于操作，实现了一种沼气工程大数据平台系统的硬件设备；本专利技术方法能将大量沼气工程的数据集中存储与管理，通过大量的数据基础，通过对全过程数据进行多方法挖掘与分析，总结沼气发酵的参数规律，提升沼气工程智能监控、状态预警与自处理的能力，指导发酵工艺优化、降低发酵能耗、发酵状态预警和运行效果评价。实现对未来趋势更深入、更准确地分析与预测，以此来适应沼气工程安全经济的运行的要求，对于沼气工程的高效稳定运行、经济性与安全性具有重要意义。附图说明图1是一种沼气工程大数据平台系统结构简图。图2是双边带调幅电路图。图3是一种沼气工程大数据平台系统功能图。图中：11温度传感器、12压力传感器、13PH值传感器、14甲烷传感器、15二氧化碳传感器、16硫化氢传感器、17重量传感器、21双边带调幅电路、31用户基站单元、32服务器单元。具体实施方式下面结合附图对本专利技术具体实施方式作进一步详细描述。具体实施方式一一种沼气工程大数据平台系统，如图1所示，包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；所述数据采集模块通过数据传输模块连接数据处理模块；所述数据采集模块包括温度传感器11、压力传感器12、PH值传感器13、甲烷传感器14、二氧化碳传感器15、硫化氢传感器16和重量传感器17，数据传输模块包括双边带调幅电路21，所述数据处理模块包括用户基站单元31和服务器单元32，所述用户基站单元31为PC机，用户基站单元31数量最少为一个，所述服务器单元32为服务器，用户基站单元31通过无线连接服务器单元32。工作原理：通过温度传感器11、压力传感器12、PH值传感器13、甲烷传感器14、二氧化碳传感器15、硫化氢传感器16和重量传感器17实时采集沼气发酵中的温度、压力、PH值、甲烷含量、二氧化碳含量、硫化氢含量和发酵之后的固含量，通过数据传输模块传输至用户基站单元31暂时存储，用户基站单元31数量最少为一个，然后每个用户基站单元31通过无线传输将数据信息传输到服务器单元32，经过服务器处理后，将分析结果传回用户基站单元31，方便用户随时查看，了解发酵规律和故障信息，有利于更好的掌握发酵信息和及时处理问题。具体实施方式二具体地，所述一种沼气工程大数据平台系统，如图2所示，所述双边带调幅电路21包括乘法器MC1496、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5；电阻R1值为1kΩ，电阻R2值为1kΩ本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种沼气工程大数据平台系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；所述数据采集模块通过数据传输模块连接数据处理模块；所述数据采集模块包括温度传感器(11)、压力传感器(12)、PH值传感器(13)、甲烷传感器(14)、二氧化碳传感器(15)、硫化氢传感器(16)和重量传感器(17)，数据传输模块包括双边带调幅电路(21)，所述数据处理模块包括用户基站单元(31)和服务器单元(32)，所述用户基站单元(31)为PC机，用户基站单元(31)数量最少为一个，所述服务器单元(32)为服务器，用户基站单元(31)通过无线连接服务器单元(32)。

【技术特征摘要】
1.一种沼气工程大数据平台系统，其特征在于，包括数据采集模块、数据传输模块和数据处理模块；所述数据采集模块通过数据传输模块连接数据处理模块；所述数据采集模块包括温度传感器(11)、压力传感器(12)、PH值传感器(13)、甲烷传感器(14)、二氧化碳传感器(15)、硫化氢传感器(16)和重量传感器(17)，数据传输模块包括双边带调幅电路(21)，所述数据处理模块包括用户基站单元(31)和服务器单元(32)，所述用户基站单元(31)为PC机，用户基站单元(31)数量最少为一个，所述服务器单元(32)为服务器，用户基站单元(31)通过无线连接服务器单元(32)。2.根据权利要求1所述一种沼气工程大数据平台系统，其特征在于，所述双边带调幅电路(21)包括乘法器MC1496、电阻R1、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4和电容C5；所述乘法器MC1496有1、2、3、4、5、7、8、10、12和14管脚，所述管脚4分别连接电阻R6、电容C3和电阻R8，所述电阻R6分别连接电容C3和电阻R7，所述电容C3通过电阻R8、电阻R9、电阻R10和电容C5连接端点UX，所述电阻R7通过电容C5连接端点UX，所述管脚1通过电容C5连接端点UX，所述管脚10通过电容C4连接端点UC，所述管脚8分别连接电阻R11、电阻R12、电容C1和电阻R2，所述电阻R...

【专利技术属性】
技术研发人员：周闯，罗向东，秦国辉，王玉鹏，刘伟，王欣，徐晓秋，陆佳，苏小红，范超，樊川，
申请(专利权)人：黑龙江省能源环境研究院，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23