根据生态工程学原理，充分利用生物适应性原理，发展耐盐植物就可以直接利用海洋空间获取生物资源。20世纪90年代，美国国家研究委员会国际事务办国际科技开发部（BOSTID）曾组织多国专家小组正式提出盐土农业发展计划，就是根据这一原理。盐土农业以获取食物为目标，目前的研究证明并不太理想，因为盐土作物含盐量和毒素，很难直接用于食品。但是，作为生物质资源开发就不存在这一问题。因此，我们提出发展海洋种植业提供生物质能源和材料。在短期内利用海涂资源发展高产盐生植物，应当是生物质资源获取的非常可行途径。在更远的未来，建设海平面漂浮平台，开拓海洋水面空间，发展高产盐土植物应当是最有潜力的生物质资源获取途径。该途径非常符合国家关于生物质资源开发，不与粮争地，不与林争山的战略原则，确保了生物质资源开发与粮食安全和生态安全相协调。本文拟通过互花米草利用及其产业链构建论述该途径的可行性。
2.材料和方法
2.1互花米草
互花米草（Spartinaalterniflora）属禾本科、虎尾草族、米草属（Spartina）的多年生海岸盐沼植物。互花米草原产美国东海岸，于20世纪80年代初引入中国，最初在江苏射阳和浙江温岭等沿海地区试种，是为防止海岸受侵蚀和加速陆地形成而引种的，促进了其在沿海地区的大面积引种。目前，北起辽宁盘山、南至广东电白的淤泥质海岸，都有互花米草间断分布，面积约80～100万亩(1亩=1/15hm2）。互花米草耐盐、耐淹，是仅有的少数能够直接生活在海水环境下的植物之一。本课题组的研究表明：互花米草不仅在海岸带和河口等广阔的潮间带淤泥质滩涂具有高度的适应性，甚至可以利用全海水灌溉在潮上带高盐土壤获得高产。
互花米草属于C4植物，具有高效的光合作用，因此具有高效的生产力。根据课题组在苏北和上海两地的多年研究，互花米草单位面积地上部分收获产量在苏北可以达到2.5～3.0kg/m2，即1600～2000kg/亩；上海地区可以达到3～5kg/m2，即2000～3333kg/亩。目前在良好田间管理的条件下，三大传统粮食作物及其单产(含秸秆产量）分别为：小麦500～600kg/亩，水稻600～1000kg/亩，玉米800～1200kg/亩。在没有任何人为管理投入的条件下，互花米草几乎达到传统作物良好田间管理产量的2～3倍。如果辅以人工肥水管理，互花米草可以获得更高的单位产量。
基于此，我们提出通过现代科学技术进行互花米草生物质资源的转化，使互花米草如此高效的生产力服务和造福于人民，促进沿海居民的经济、生活水平的提升。
2.2利用方法及其产业链构建
本文介绍一套互花米草利用方法及其产业链构建途径。其核心技术是利用现种互花米草为原料，进行沼气发酵预处理转化后，制造纸浆，并获取副产品：高纯度木质素和高效有机肥。该工艺体系涵盖了从原料收割、储存、预处理产能、纸浆制造到纸浆黑液资源化等纸浆制造的全部工艺环节。具体工艺系统见图1。
3.结果
3.1原料成分
互花米草生物质是一类成分非常复杂的有机质。根据课题组多年的研究，互花米草的化学构成指标大致为：灰分10%～13%，盐量（按NaCl计）3%～5%，纤维素30%～35%，木质素18%～20%，半纤维素35%～40%，蛋白质5%～8%，粗脂肪2%～3%。但是，互花米草热水直接提出物仅为原料的15%～20%，含40%灰分和60%有机质。
3.2直接造纸和产沼气效果
实验室小试研究表明：（1）互花米草直接造纸只能获取35%～40%的纤维素，60%～65%的其他成分都进入造纸黑液。由于黑液中杂质大，黑液的碱回收或木质素的提取效益都比较差，同时互花米草生物质内在的N、P元素也溶进黑液，污染负荷非常大，处理费用高。（2）互花米草单独用于沼气发酵，由于厌氧微生物的自身特性，仅能够利用互花米草中的热抽提有机质、半纤维素的70%～80%，纤维素的10%，木质素基本不被利用。
3.3沼气发酵和造纸梯级转化
实验室小试表明：（1）沼气发酵过程中，灰分的70%～80%，N、P的80%～90%基本溶解，残渣中纤维素含量提高到50%以上，木质素含量提高到30%以上，材料的结构也得到改善。（2）用这种材料造纸，NaOH用量由原来的16%降到12%，化学试剂消耗大幅降低。同时，按原料计算得浆率仍能够达到35%～38%，与原料直接造纸得浆率相近，但是纸浆透水性、白度和撕裂指数等特性明显得到改善。此外，由于灰分、半纤维素等在沼气发酵中被消耗，造纸黑液的木质素比例和纯度显著提高，商品特性得到显现。
4.讨论
4.1海涂资源直接利用潜力巨大
我国有丰富的海岸带盐土资源，总面积约217.04万公倾。目前海岸带盐土开发存在两个非常普遍的问题：一是只有围垦才能开发利用，这带来非常大的生态风险。另一方面，由于淡水资源短缺，已经围垦的土地不能及时开发利用，综合效益低下。以上海为例，2001～2004年上海市滩涂造地公司在南汇海滩通过三期工程总计围垦滩涂11万亩，但是由于盐度过高，目前基本处于抛荒状态。这些土地未来除部分规划为建设用地使用外，大部分将会因为自然脱盐较慢短期内不能直接农耕，继续处于抛荒状态。
直接进行海水灌溉种植互花米草，不仅能够利用现有80～100万亩的互花米草自然植被生物资源，同时也可以加速滩涂盐土资源的开发，获取生物质资源。如果通过海水直接浇灌开发利用目前滩涂资源的50%种植互花米草，每年可以新增纸浆原料资源3255.60万吨，可以年生产纸浆1500～1600万吨。
此外，利用互花米草作为造纸原料进行纸浆生产，还具有原料供给稳定，成本易于控制的优势。通过农作物秸秆和速生林的种植获取造纸原料需要与农民打交道，而中国目前的农业是联产承包，土地都在农民手中，与千千万万个农民谈判原料的价格，风险非常大，而且稳定性差。而目前海涂资源基本由国家土地管理部门管理，完全可以通过国家立项实现海涂资源的连片开发，资源量稳定，只存在生产成本，不存在原料购买的议价。
4.2技术创新使该工艺途径成为可能
生物酸化湿式储存既不同于传统的干燥保存，也不同于青贮湿式储存。其无火灾风险，且基本不耗能；储存设施简单，容易控制，可以在海滩进行简单施工，就地储存。因此，生物酸化湿式储存既安全，又经济。
生物酸化转化不同于传统的固体有机物沼气转化，也不同于固体有机物两相沼气发酵。传统固体有机质沼气发酵是把生物质在一个反应器中直接生成沼气，进出料难，效率低，管理不便；固体有机物两相沼气发酵把原料管理和微生物管理分置于两个反应器欲达到产酸与产气的分离，但是目前的研究表明产酸与产气的两相分离是很难实现的。因此，这种技术只是提高发酵效率，并没有降低管理难度，相反可能增加管理成本。
生物酸化转化技术通过发酵环境的调控，控制微生物群系，实现开放式产酸，不仅提高效率，而且降低基础设施投入和管理费用。此外，生物酸化转化的抽出物不仅可以用于沼气发酵，同时也可以用于其他生物发酵工程，拓展了生物质转化的途径。
利用厌氧生物酸化转化后的生物质进行纸浆制造，我们提出了厌氧生物转化与化学蒸煮联合纸浆制造新工艺，这一工艺特点是生物处理与化学物理处理相结合，利用生物方法消耗了原料中非纤维有机质，提高造纸原料的纤维含量，改善了原料的结构，不仅可以降低生产单位纸浆的污染负荷，而且可以降低生产单位纸浆的能源和化学试剂消耗量。
5.结论
互花米草是一种优良的耐盐植物，其生物量大，纤维质量高。互花米草的耐盐、耐淹，是仅有的少数能够直接生活在海水环境下的植物之一。不仅在海岸带和河口等广阔的潮间带淤泥质滩涂具有高度的适应性，而且可以利用全海水灌溉在潮上带高盐土壤获取高产。因此，在短期内利用海涂，在长远的未来，建设海平面漂浮平台，开拓海洋水面空间，直接种植互花米草。收获后的互花米草通过梯级转化，获取能源和纤维质生物材料，是最有潜力的生物质资源获取途径。该思想符合国家关于生物质资源开发，“不与粮争地，不与林争山”的战略原则；确保造纸原料开发与粮食安全和生态安全的相互协调。
（注：本项目提供的纸浆制造工艺体系所涉及的技术都已经完成试验过程，并已经申请7项专利）
1.1无线数传电台无线数传电台设备维护简单，建成后运行转费用很低，因此通过无线数传电台进行通信对具有较大用户量的通信系统来说性价比较高。但无线数传电台的造价很高，信号传输容易受外界信号的干扰，传输距离有限，而且大范围的能源管理系统需要通信稳定，通信距离远，因此这种方式在集中抄表系统中应用受到限制。
2基于GPRS的远程能源管理系统的组成和硬件设计
2.3集中器硬件设计集中器的功能是发起采集命令给采集器，将各个釆集器的数据进行汇总，最后通过GPRS模块将数据上传至服务器。集中器与采集器之间数据连接方式采用无线传输模块。集中器电路模块框图如图3所示。集中器主控芯片选择STC公司的STC12C5A60S2芯片。STC12C5A60S2单片机是STC公司生产的单时钟单片机，具有低功耗、高速、超强抗干扰性、指令集完全兼容传统的8051单片机、ISP下载的特点，而且内部集成了双串口功能用复位，符合采集器设计要求。
3基于GPRS远程能源管理系统的软件设计
3.2采集器软件设计集中器主要对数据进行汇总和传输作用，程序主要采用中断响应和程序查询的方式。部分程序设计思想与采集器相似，本节主要对串口中断数据接受发送程序和GPRS程序做介绍。
3.2.1收发程序设计集中器串口中断流程图如图5所示，接收数据时，当收到前导字符0xFE或者起始符时开始接收，接收到0x68时数据开始移入到缓冲中，接收完成的判断根据数据长度进行判断。接收完成以后进行数据校验，检测到校验和、偶校验或格式出错，均应该放弃该信息帧，校验完成以后数据移入保存。发送数据时，当接收到发送数据请求时，开始发送数据。由于STC12C5A60S2不支持硬件上偶校验发送，故先把数据送到累加器中，获得数据奇偶标准位P，如果是偶校验P移入串口发送第9位，奇校验则取反移入，并把累加器中数移入到串口发送缓冲器中。
4结语
2智慧家庭能源管理系统主要功能分析
2.1家庭总用电计量本项目中家庭网关具有智能电表的功能，可满足供电部门对家庭用户用电计量进行分析。家庭网关可直接向数据中心发送用电数据，同时数据中心可直接为电网公司提供数据接口便于调用家庭用电数据。
2.3家庭负荷控制对家庭内的用电设备进行分类管理，当夏季用电高峰出现电力缺口时，一是可以限定家庭用电总量的方式来保证家庭基本用电，用电高峰时可自动切断非必要使用电器的供电，另一种是通过限定家庭非必要使用电器来保证家庭基本用电，在限电模式下可以有效地解决拉闸限电所带来的弊端，真正意义上实现家庭需求的用电设备控制。
2.4家庭电器远程控制随着物联网和移动互联网的广泛应用，居民对家用电器的远程操控的需求会相应增长。用户可以利用智能终端设备，通过数据中心或家庭网关对用户远程控制指令信息对某个电器下达启用、关闭的命令，并实时查看某个电器工作状态的信息。
3数据中心
智慧家庭数据中心系统是一个运行在云平台上的一个独立的系统，是基于物联网的目标考虑的。按照千万级用户接入的目标进行的设计，为智慧家庭用户提供自主管理服务。数据中心的软件的系统布局分为前台管理系统和后台管理系统两大部分。前台管理系统主要面向居民家庭服务，以便捷操作为导向设计，后台管理主要为单位客户和运营中心操作人员服务，以数据安全及系统安全为导向。在日常运营系统中，按照数据挖掘分析进行日间运营、日终处理、月终处理、年终处理等实现不同的数据分析功能。数据中心同时为用户提供了采用各种主流的终端设备访问数据中心或家庭网关的途径。用户通过短信、手机客户端系统、智慧家庭门户网站，了解到诸如月度末的用电清单，阶梯用电限额信息，峰谷电信息或者是供电公司实时限电、停电等信息，这些信息采用主动推送或自助选择服务的方式，由数据中心发给用户。随着智能手机功能不断发展，数据中心还将逐步的拓展彩信、飞信等模式供越来越多的用户使用。
4家庭网关
家庭网关处于智慧家庭智能用电设备和位于小区内的区网控制中心之间。他一方面接收区网控制中心的调度控制命令，一方面安装预设程序负责智慧家庭的管理工作，通过对家庭用电情况的监测、分析和控制服务，实现有序用电管理和能效服务智能化的重要途径，达到家庭智能用电、进行家庭能源管理、实现智慧家庭的目的。家庭网关的主要功能是：实现数据采集，包括智能插座数据采集；家庭环境温度、光照度、燃气浓度、烟雾浓度的数据采集。数据管理和存储，包括家庭网关所采集到的各种信息的保存和处理，用电分析等。用电设备控制，包括近程控制、远程控制、家庭用电模式控制、峰谷电控制和定时控制等。数据通信，包括上行到楼宇集中器、小区区网的上报数据和接受其的指令；下行到智能插座的数据采集指令和控制指令等。数据接收和转发，包括通过Zigbee、Wifi等方式转发用户和其他职能设备发出的数据。家庭网关逻辑架构图如图2．
5智能插座
摘要：本文对水能资源开发中的问题进行简要分析，针对这些问题如何解决，作一些分析和探讨，从而对规范水电市场应从加强管理入手，使水电市场走上健康的发展道路作进一步的说明。
[关键词]：水能资源加强管理规范水电市场
三是安全设施不到位。从每年的安全检查中，所到建设工地都存在不同程度的安全隐患，电源线路凌乱、作业人员不载安全帽、对地质差的隧洞不做临时支撑或只有简易支撑，石料场和工程爆破地段没有设立警示牌，脚手架不牢固等等。
四是施工现场管理混乱。许多业主是“家族式”开发，家族式管理模式，大多是不懂管理、不懂业务、不懂技术的“三不懂”人员到现场管理，造成施工垃圾乱堆乱倒，堵塞河道，有的为增加部分水头，硬将河道拉深。
五是工程竣工验收难。水电站的开发兴建，当业主通过各式途径和各种方式拿到项目批复后，对于工程竣工后不经有关部门的验收，只要求能上网，一但上电站上网后就什么也不管，有关部门也很难管。
六是水电站运行工无证上岗。
目前所有运行的水电站运行操作工中，绝大多数是未经培训或从未接触过电能知识的人在岗在位，业主只要求其能操作发电上网就行。
七是同网同价。根据中央和有关部委的文件，近年来已下发不少文件都强调同网同价问题，且不说是我们同是一个华东网，就是同省同地区市都不能同一的上网电价。且丰水季节上网难，即使上了省网，电价也比其它上网电价低，这就制约了水电的开发和发展。
其他如投资环境差，发、供电网络尚待完善，上网电价差异大，洪水时不能上网，即使上网也不能结算电费或弃水电量由各电站分摊等问题的存在。究竟该如何解决水电市场中的这些问题呢？
一、加强水能资源管理是规范水电市场的关键
二、加快电力网络建设，消除区域内电能电价差距
电力网络的建设是水电企业效益的关键，目前，很多地方电力网络的发展明显滞后于水电开发的进程，造成有电送不出，弃水现象严重，省电网不能上，即是上了省电网，电价也低的惊人或者干脆就不给电费，在这种情况下，电力调度部门是关键，政府应出台相应的调度制度，节能型、绿色型的水能资源应作为上网的安全优先条件，并制定相应的处罚措施。调度部门应确保水电上网后再考虑高耗能的大电上网。这样既节省了能源又充利用了绿色的水能资源，对供电行业也能取得更大的利润。
三、成立水电企业协会
成立水电企业协会，及时为小水电项目开发建设和管理提供技术、科技、业务咨询、设备安装与维修等服务，研究和解决水电企业在建设和管理过程中遇到的政策、技术和其他一些问题，维护企业的合法权益。
四、提高水电运行工的业务素质
每年举办一至二期培训班，传授新知识、新技能，解答电站运行中存在的技术难题，提高水电行业运行工的业务素质。严把安全审核关，对于水电企业中在岗人员无运行证、上岗证、操作证、电工证的要求各水电企业限期整改，对在限期内既不组织培训，又不另聘有证人员的采取强制措施，不得该企业发电上网。
五、优化投资环境
传统图书馆信息资源管理系统中未对图书馆员的工作行为进行详细管理，并且对纸质图书、期刊等方面的信息只是简单地转化成电子文件进行信息存储。现代化、智能化图书馆要求信息资源管理系统对整个图书馆实行智能化管理，包括馆内的人与物。通过更为科学的管理、更为合理的数据存储和调用分析，真正实现图书馆信息资源管理系统的智能化。物联网技术所具备的在线监测、指挥调度、统计决策等功能可以很好地满足图书馆这方面的需求。
2系统构建要解决的关键技术
智能图书馆信息资源管理系统的构建需要解决3个方面的关键技术，即信息采集、信息传输和信息处理。物联网技术在这3方面的优点突出，现给出物联网技术下感知层技术的信息采集、数据通信技术的信息传输和高性能计算技术的信息处理.
2.1基于物联网感知层技术的信息采集
2.2基于物联网数据通信技术的信息传输
2.3基于物联网高性能计算技术的信息处理
目前，高性能计算、普适计算、云计算已成为21世纪计算机运算研究与发展的重点之一，这种计算将作为一种公共设施，以服务租赁的方式向企业、团体及用户提供多方位、多角度的服务。高性能计算技术的支撑包括多种计算与通信技术、操作系统技术、软件技术、信息处理技术等。高性能计算、普适计算及云计算组成了物联网的运行计算环境。高性能计算技术的设计理念摆脱了传统自建信息系统计算的常用模式，势必将取代传统技术成为智能图书馆信息处理的核心环节之一。比如，数据挖掘技术通过特定的算法可以在海量信息数据中提取出满足用户要求的数据，并对数据进行分析，有助于物联网的分析和决策功能；人工神经网络技术可以对系统获取的信息根据特定规则进行信息推理，进而判断用户的真实意图，为物联网提供重要的信息。
3系统模型的构建
物联网技术是以需求为主要导向，以应用为最终目的的新兴技术。物联网技术在图书馆领域的应用是以数字化图书馆、智能化图书馆建筑等发展并日趋成熟的图书馆现有结构体系为基础，以物联网的核心技术渗透在图书馆各项工作当中，并根据用户的需求导向，实现图书馆各项管理和服务功能。基于物联网技术的智能图书馆信息资源体系结构包括4个层次：信息感知层、信息接入和传输层、信息智能处理层和系统服务应用层。这4个层次主要由末端感知网络、融合化网络通信基础设施与普适化应用服务体系技术支撑。这些技术主要包括传感器、识别技术、普适计算、M2M通信技术、云计算技术、知识发现与搜索引擎技术、关系网络管理技术、数据和信号处理技术、安全和隐私技术等。
3.1信息感知层
3.2信息接入和传输层
3.3信息智能处理层
信息智能处理层主要包括高性能计算、普适计算、云计算、智能技术、知识发现、微电子、高性能通讯技术等。该层主要是对由信息接入和传输层发送过来的所有信息进行信息分析和处理，得出最终决策，并将该决策传输至系统服务应用层。比如该层同时收到如下信息：①最新购置的《简爱》图书存在质量问题，需要换货；②某用户发出借阅《简爱》一书请求；③《简爱》已入库30本。该信息智能处理层通过人工神经网络根据信息发出用户权限权重，综合分析这3条信息，得出最终决策，即无法满足图书借阅人的需求，并报送至系统服务应用层。
3.4系统服务应用层
系统服务应用层主要包括图书查询、图书借阅、图书定制、个性化服务、期刊查询、专利查询、各领域专家查询等功能界面。该层主要建立系统与用户的交流沟通，将用户需求通过信息接入与传输层传输至信息智能处理层，同时将信息智能处理层所做出的决策实时反馈给用户。比如针对3.3中实例，智能处理层将所做出的“无法满足借阅人的需求”信息发送至系统服务应用层后，该层则向用户做出反馈：“尊敬的用户，图书馆暂时无法借阅《简爱》一书，请谅解”。
4系统服务模式的创新
4.1读者信息的方便获取和修改
智能图书馆信息资源管理系统通过用户所持有的借书卡（无线电讯发射终端），自动获取进入图书馆的读者基本信息，包括读者姓名、年龄、班级、学号、曾借阅图书信息等。在用户提出修改用户信息时，系统根据用户所提修改内容，自动对用户信息进行修改和保存，并告知用户保存成功。智能图书馆信息资源管理系统通过RFID、传感器网络极大地提高了读者信息获取和修改的效率。
4.2图书的快捷管理和精确定位查找
智能图书馆信息资源管理系统通过管理员在图书上粘贴的无线电讯发射终端来录入图书信息，通过每层书架上无线电讯发射终端来精确定位图书所存放的位置，方便用户查找。比如：《简爱》一书进货后，将该书基本信息刻录至无线电讯发射终端，并将该终端粘贴至图书上。在该书进入书库时，信息即时被录入至图书馆信息资源管理系统中，当该图书被放置在第二层第17排书架时，其具置信息被传输至图书馆信息资源管理系统中，用户查找本书时，即可实时提供。
4.3信息资源的实时检索和查询
信息资源的实时检索和查询主要用于图书馆管理人员和读者对图书、期刊等信息的实时掌握。在读者发出图书、期刊、专利等信息查询请求后，智能图书馆信息资源管理系统根据无线电讯发射终端实时确定图书具体存放位置，并将该位置即时提供至用户终端，极大地方便了读者。同时，图书管理人员可通过管理系统实时查看信息资源存储情况、是否饱和、是否缺货、具体需求量、最近借阅情况等，对图书馆的基本情况有所了解。