基于物联网技术的农村沼气监测系统

摘要：随着互联网时代不断的前进，各种各样基于互联网的技术正在大行其道。众所周知，现在的人类正在不断的探求着各种各样的新能源。而沼气则是这样一种新型的能源，其具有清洁、可再生等多项优点。但是沼气也并不是完美无缺的，其仍旧存在各种各样的问题，故而我们需要采用一种合理合适的方法去驾驭它。而这种方法就是采用物联网技术，使用物联网相关设备检测并将其传送的服务器上，然后采用JavaEE技术对数据进行处理，最后以的网页的形式展示在同学们的面前。

关键词：物联网 JavaEE 沼气监测系统

Abstract: With the continuous advancement of the Internet era, a variety of Internet-based technologies are gaining popularity. As we all know, human beings are constantly exploring a variety of new energy sources. Biogas is such a new type of energy, which has many advantages such as clean and renewable. But biogas is not perfect, it still has a variety of problems, so we need to use a reasonable and appropriate method to control it. The method is to use the Internet of Things technology, use the Internet of Things related equipment to detect and transmit it on the server, and then use JavaEE technology to process the data, and finally display it in front of the students in the form of a web page.

Keywords: Internet of Things JavaEE biogas monitoring system

研究目的及意义

沼气，一般来说是指沼泽湿地里的气体。在沼泽地里,在污水沟里或者在粪池里，我们常常能看到有一些气泡冒出来，假如我们采用明火去引燃它们，就会发现它们可以被点燃，他们就是自然界会自动产生的沼气。如果我们采用一种科学的语言去定义沼气的话，可以这样来说，沼气是各种有机物质，在隔绝空气（还原条件），并在适宜的温度、PH值下，经过微生物的发酵作用产生的一种可燃烧气体。沼气是一种非常优秀的可再生能源，而且属于清洁能源。

沼气其主要成分是甲烷，而甲烷则是一种可燃性气体。可燃性气体必须在纯净的条件下点燃，否则将会有爆鸣。通常情况下沼气中除了甲烷还有其他很多杂质，诸如一氧化碳等，所以沼气遇明火则可能会发生爆炸。尽管沼气有着可能存在爆炸的风险，但其对我们来说还是具有巨大的价值，因此如何将这些潜在的价值转换为我们有实际意义的价值，是一个巨大的课题。所以我们要研究沼气，监测沼气，使之能够持续稳定、安全、有效的为我们提供持续不断的价值。通过沼气监测系统，我们可以对农村沼气工程所产生的数据进行实时的采集、监控、预警，保障沼气工程能够一直安全平稳的运行下去，并以此提升对沼气工程整体的管理水平。除此之外，我们还可以通过对实时监控数据、预警数据的分析、研究和处理，优化沼气工程的运行模式，并以此达到有效减少能源消耗以及提升沼气工程的综合效益的目的，并使得沼气工程成为管理科学、资源节约、环境友好、效益显著的产业。从而实现精确统计沼气工程产气量的目标，并进一步为沼气工程的科学监测提供大量的有效的依据，为政府的宏观调控提供相应支撑服务。

国内外研究

在现阶段，我国对于农村沼气的研究以及废弃物资源的处理，与沼气发酵产物的综合利用和生态环境的保护等一些农业生产生活活动密切相关，从地域上来看，南方形成了“猪圈——沼气池——果园”的农村沼气发展模式，北方则形成了四位一体(厕所、猪圈、沼气池、太阳能暖棚)的农村沼气发展模式，而西北“五配套”(在猪圈——沼气池——果园的基础上再加上太阳能暖圈和暖棚)的农村沼气发展模式。中国沼气产业的规模，近年来正在不断扩大，尤其是农村户用的沼气池，它们的数量增加明显，目前已经成为沼气产业的主力。这既得益于政府对相关资源的重视，也是市场经济不断发展的结果，近几年来，我国农村户用沼气池的数量不断增加，在最初统计的2000年底，农村户用沼气池已经有了848万户，而2006年底相较于2000年翻了近两翻，达到2 200万户，而到了 2010年底农村户用沼气池的数量已经超过4 000万户。可以看出，户用沼气池数量的增长一直非常的快速，即使平均下来，每年也有约17%的增长速度。2015年农村户用沼气用户达到了5 000万户，这已经快要到所能达到的极限了。根据《可再生能源中长期发展规划》报告显示，到2020年我国沼气年利用总量将达到440亿立方米，而其中农村沼气利用量将会占2/3,达到300亿立方米。

近几年来，国内外的沼气监测系统发展的都相对不错，从沼气发酵过程控制的角度来看，其基本呈现出以下的一些趋势:(1)从由对局部、个别简单的参数的控制转向对全局的、所有参数的控制，并从中寻找动态的最优化解;(2)由手工化、半手工化、半自动化转向全智能化、自动化、信息化、网络化等多个维度的、全面的方向发展;(3)沼气能源的分散式生产、储存，将通过物联网技术来实现网络化管理、实时处理从而达到一个空前的高度。鉴于我国的地里面积十分的辽阔，而各地的沼气工程的实际情况和地理状况也各有不同，因此在国家对沼气工程的建设不断地进行投入和支持下，各地将更加积极的探索适合自己的发展模式,并相互交流和研究研究适合各地的监测设备、技术以及工艺等，以满足当地沼气工程的发展。