CN113879750B - 一种普洱茶智能化仓储系统及构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种普洱茶智能化仓储系统，其特征在于，包括：环境感知模块、处理控制模块、通信传输模块、云端服务模块、硬件驱动模块、环境控制模块；其中处理控制模块、通信传输模块、云端服务模块、硬件驱动模块属于物联网异构网关；通过以下步骤S1：构建普洱茶仓储环境标准；S2：构建普洱茶仓储环境数据采集系统；S3：构建分析评价模型；S4：设计普洱茶仓储环境调控系统；S5：普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台建立；搭建系统并形成平台。

Description

一种普洱茶智能化仓储系统及构建方法

技术领域

本发明属于茶叶存储智能化技术领域，具体涉及一种普洱茶智能化仓储系统及构建方法。

背景技术

茶叶专业仓储国内外现状及趋势分析：原料、加工、储存是茶叶品质形成的三大关键环节。茶叶专业仓储通过严格控制茶叶仓储的生态环境、气候条件、微生物、菌群、温度、湿度、氧气、光照、压力等，使茶叶内含物质科学转化，实现茶叶保值增值的目的。多年来，云南茶叶由于仓储不规范，造成大量茶叶品质下降甚至变质而不能饮用，严重影响了云茶产业健康发展。伴随着茶叶消费升级的大趋势和普洱老茶市场的逐步成熟，市场对普洱茶的关注角度从“年份”转向了“普洱仓储标准和仓储品质”，优质的原料、良好的制作工艺以及专业的仓储技术才是衡量普洱价值的标准，普洱茶仓储的重要性日益凸显，并逐渐由后端走向前端，专业化、智能化、数字化的普洱茶仓储体系研究与应用在为茶叶提供升值空间的同时，更为品牌建立了信任背书。

普洱茶智慧仓储建设研究现状及趋势：普洱茶是云南省地理标志保护产品，因其独特的贮藏价值、养生价值和增值空间，被誉为“可以喝的活古董”，受到了众多爱茶人的青睐。而一款优质普洱茶的形成离不开优质原料、精湛工艺、科学仓储这三大要素，好的仓储条件能促使普洱茶的风味品质逐渐得到改善。因此，藏之得法对于普洱茶来说至关重要，从而最大可能提高茶叶品质，创造更高的经济效益。

探索影响茶叶品质的仓储环境因子，打造基于大数据、物联网、人工智能等技术支撑的智慧仓储体系，实现茶产品仓储数字化、智能化、可视化和标准化，不仅是建立和完善云南现代茶产业链的重要环节，也是实现云茶提质增效，保证云南茶叶可持续发展的核心环节，其重要性和必要性不言而喻。

本发明的意义和必要性：本发明，探索了影响普洱茶仓储环境的关键因子及对普洱茶品质的影响，通过智慧仓储物联网系统和大数据平台，构建了普洱茶仓储决策分析和智能控制模型，通过严格控制茶叶仓储的生态环境，使茶叶内含物质科学转化，以实现茶叶保值增值的目的。通过科学、系统的分析温度、湿度、光照、空气、包装、菌群环境和污染物等直接对茶叶品质产生影响的因素，遵循普洱茶仓养理念，综合运用大数据分析、物联网技术、区块链技术、AI技术，对茶叶的入仓存储、仓养、进行全流程的数字化管理和智能化控制，通过异地数据同步，探索影响普洱茶成化的关键因子，实现普洱茶提质增效。

发明内容

为了解决上述技术问题并实现相应的技术效果，本发明提供了一种普洱茶智能化仓储系统，其特征在于，包括：环境感知模块、处理控制模块、通信传输模块、云端服务模块、硬件驱动模块、环境控制模块；其中处理控制模块、通信传输模块、硬件驱动模块属于物联网异构网关；

所述环境感知模块包括的元器件有环境温度传感器、相对传感器(SHT2X系列)、光照度传感器、氧气浓度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳浓度传感器、负氧离子含量传感器；通信传输模块包括但不限于WiFi、GSM、NB-loT、4G、LoRa、ZigBee，支持多种数据传输方式；硬件驱动模块包括但不限于RS485通信模块、模拟量信号、开关控制、功率控制；环境控制模块包括控温系统、控湿系统、新风系统、通风系统；环境感知模块中的各个元器件实时监测储存仓内的温湿度，氧气、二氧化碳浓度，负氧离子浓度，PM2.5浓度；上述元器件采集的数据经处理控制模块中的MCU分析处理后，预处理部分数据，并通过通信传输模块选择相应的方式将经处理的监测数据远程交互至云端服务模块进行进一步数据分析，而后云端通过通信传输模块返回分析结果，由MCU控制硬件驱动模块使环境控制模块中的控温系统、控湿系统、新风系统对储存仓内的环境进行调节，是茶仓环境里各项指标根据存茶需要的最佳变化曲线变化；以上为本发明系统在工作时控制流程。

本发明的另一目的在于提供一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建普洱茶仓储环境标准：通过收集、调研确定影响普洱茶品质的仓储环境关键因子，初步建立普洱茶的仓储环境标准；

S2：构建普洱茶仓储环境数据采集系统：根据S1中确定的仓储环境关键因子，针对性的设计数据采集项目、方法，进行数据采集和管理、验证，为普洱茶仓储智能化和标准化提供支撑；

S3：构建分析评价模型：以累积的大量物联网监测数据、分析化验数据、感官审评数据为基础，分析数据间的关联和相互影响机理，构建关键因子分析模型、普洱茶品质评价模型、普洱茶仓储环境评价模型、得到普洱茶陈化数据曲线，建立普洱茶仓储环境智能调控模型；

S4：设计普洱茶仓储环境调控系统：根据S3中建立的普洱茶仓储环境智能调控模型，在存储仓内搭建一套仓储环境智能调控系统，包括环境感知模块、物联网异构网关、环境控制模块、雾计算模块；

S5：普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台建立：基于物联网、大数据、雾计算、智能识别技术，汇集物联网数据、检测数据、品鉴数据等，完成普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台开发；

优选的，所述S2中不能直接采集得到的关键性指标，通过物联网设备间接快速检测；

优选的，所述S4中环境感知模块中所有元器件采集数据后均连接至物联网异构网关，由物联网异构网关进行云端数据分析或本地数据分析后返回分析值，再通过与物联网异构网关连接的环境控制模块对仓储环境做出调控；

优选的，所述物联网异构网关由GD32MCU与硬件驱动模块中的RS485通信模块、LoRa通信模块、llC总线设备、单总线设备、模拟量设备通过引脚连接；与通信传输模块中的Wifi模块、GSM模块、NB-loT模块引脚连接；通信模块中的元器件与云端服务模块通过无线网络交互连接；

优选的，所述GD32MCU负责接收交互输入模块输入的数据，并负责将数据信息通过显示模块转换后进行显示；

优选的，所述S5中普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台可实现专业化、智能化、集约化的仓储。

本发明的有益效果：

1)通过该发明控制的茶仓，已解决茶叶霉变、串味、碳化等仓储问题

本发明可根据室内外温差、湿度变化，对茶仓内温度、湿度进行控制，并根据场景变化调节通风，已完全解决茶叶在仓储中发霉、串味、碳化的问题，并能通过温湿度变化的计算得出茶叶霉变预警系数，对存在霉变风险的区域进行预警、调控。

2)促进普洱茶熟化

本发明在普洱茶仓储过程中，根据茶叶规格、品种，针对性调节仓储环境，根据最优的存茶工艺曲线，促进普洱茶快速熟化。

3)异地环境同步

异地仓储环境，可以与思茅、勐海等地的母本仓进行同步，使仓储环境与母本仓保持一直。

4)消除仓储中杂菌、微生物

经过本发明对仓储环境的调控，可以明显降低茶仓环境中杂菌及微生物含量，有益菌群明显增多。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明普洱茶智能化仓储系统的构建方法的技术路线图；

图2是本发明普洱茶智能化仓储系统控制原理图；

图3是本发明物联网异构网关结构图；

图4是本发明具体实施例中茶5G智慧标准酝化仓大数据平台界面；

图5是本发明具体实施例中茶5G茶仓深圳一号仓情况监控界面图；

图6是本发明具体实施例国家普洱茶质量监督检验中心智慧茶仓；

图7是本发明仓中微生物变化情况统计图；

图8是本发明物联网异构网关电路图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

一种普洱茶智能化仓储系统，其特征在于，包括：环境感知模块、处理控制模块、通信传输模块、云端服务模块、硬件驱动模块、环境控制模块；其中处理控制模块、通信传输模块、硬件驱动模块属于物联网异构网关；

所述环境感知模块包括的元器件有环境温度传感器、相对传感器(SHT2X系列)、光照度传感器、氧气浓度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳浓度传感器、负氧离子含量传感器；通信传输模块包括但不限于WiFi、GSM、NB-loT、4G、LoRa、ZigBee，支持多种数据传输方式；硬件驱动模块包括但不限于RS485通信模块、模拟量信号、开关控制、功率控制；环境控制模块包括控温系统、控湿系统、新风系统、通风系统；环境感知模块中的各个元器件实时监测储存仓内的温湿度，氧气、二氧化碳浓度，负氧离子浓度，PM2.5浓度；上述元器件采集的数据经处理控制模块中的MCU分析处理后，预处理部分数据，并通过通信传输模块选择相应的方式将经处理的监测数据远程交互至云端服务模块进行进一步数据分析，而后云端通过通信传输模块返回分析结果，由MCU控制硬件驱动模块使环境控制模块中的控温系统、控湿系统、新风系统对储存仓内的环境进行调节，是茶仓环境里各项指标根据存茶需要的最佳变化曲线变化；以上为本发明系统在工作时控制流程。

实施例2

一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建普洱茶仓储环境标准：通过收集、调研确定影响普洱茶品质的仓储环境关键因子，初步建立普洱茶的仓储环境标准；

S2：构建普洱茶仓储环境数据采集系统：根据S1中确定的仓储环境关键因子，针对性的设计数据采集项目、方法，进行数据采集和管理、验证，为普洱茶仓储智能化和标准化提供支撑；

S3：构建分析评价模型：以累积的大量物联网监测数据、分析化验数据、感官审评数据为基础，分析数据间的关联和相互影响机理，构建关键因子分析模型、普洱茶品质评价模型、普洱茶仓储环境评价模型、得到普洱茶陈化数据曲线，建立普洱茶仓储环境智能调控模型；

S4：设计普洱茶仓储环境调控系统：根据S3中建立的普洱茶仓储环境智能调控模型，在存储仓内搭建一套仓储环境智能调控系统，包括环境感知模块、物联网异构网关、环境控制模块、雾计算模块；

S5：普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台建立：基于物联网、大数据、雾计算、智能识别技术，汇集物联网数据、检测数据、品鉴数据等，完成普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台开发；

优选的，所述S2中不能直接采集得到的关键性指标，通过物联网设备间接快速检测；

优选的，所述S4中环境感知模块中所有元器件采集数据后均连接至物联网异构网关，由物联网异构网关进行云端数据分析或本地数据分析后返回分析值，再通过与物联网异构网关连接的环境控制模块对仓储环境做出调控；

优选的，所述物联网异构网关由GD32MCU与硬件驱动模块中的RS485通信模块、LoRa通信模块、llC总线设备、单总线设备、模拟量设备通过引脚连接；与通信传输模块中的Wifi模块、GSM模块、NB-loT模块引脚连接；通信模块中的元器件与云端服务模块通过无线网络交互连接；

优选的，所述GD32MCU负责接收交互输入模块输入的数据，并负责将数据信息通过显示模块转换后进行显示；

优选的，所述S5中普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台可实现专业化、智能化、集约化的仓储。

实施例3

按照实施例1和实施例2的系统及系统的完整构建方法成功构建出仓储环境智能调控系统，并在此基础上开发出普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台，将其应用在中茶存储仓和国家普洱茶质量监督检验中心智慧茶仓。

实施例4

在存储仓内搭建使用本发明的系统，并对仓内的微生物进行半年的抽样检验，整理数据后得到图7的仓内微生物变化情况统计图。

综上所述，1)通过该发明控制的茶仓，已解决茶叶霉变、串味、碳化等仓储问题

本发明可根据室内外温差、湿度变化，对茶仓内温度、湿度进行控制，并根据场景变化调节通风，已完全解决茶叶在仓储中发霉、串味、碳化的问题，并能通过温湿度变化的计算得出茶叶霉变预警系数，对存在霉变风险的区域进行预警、调控。

2)促进普洱茶熟化

本发明在普洱茶仓储过程中，根据茶叶规格、品种，针对性调节仓储环境，根据最优的存茶工艺曲线，促进普洱茶快速熟化。

3)异地环境同步

异地仓储环境，可以与思茅、勐海等地的母本仓进行同步，使仓储环境与母本仓保持一直。

4)消除仓储中杂菌、微生物

经过本发明对仓储环境的调控，可以明显降低茶仓环境中杂菌及微生物含量，有益菌群明显增多。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：构建普洱茶仓储环境标准：通过收集、调研确定影响普洱茶品质的仓储环境关键因子，初步建立普洱茶的仓储环境标准；

S2：构建普洱茶仓储环境数据采集系统：根据S1中确定的仓储环境关键因子，针对性的设计数据采集项目、方法，进行数据采集和管理、验证，为普洱茶仓储智能化和标准化提供支撑；

S3：构建分析评价模型：以累积的大量物联网监测数据、分析化验数据、感官审评数据为基础，分析数据间的关联和相互影响机理，构建关键因子分析模型、普洱茶品质评价模型、普洱茶仓储环境评价模型、得到普洱茶陈化数据曲线，建立普洱茶仓储环境智能调控模型；

S4：设计普洱茶仓储环境调控系统：根据S3中建立的普洱茶仓储环境智能调控模型，在存储仓内搭建一套仓储环境智能调控系统，包括环境感知模块、物联网异构网关、环境控制模块、雾计算模块；

S5：普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台建立：基于物联网、大数据、雾计算、智能识别技术，汇集物联网数据、检测数据、品鉴数据等，完成普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台开发。

2.根据权利要求1所述一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，所述S2中不能直接采集得到的关键性指标，通过物联网设备间接快速检测。

3.根据权利要求1所述一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，所述S4中环境感知模块中所有元器件采集数据后均连接至物联网异构网关，由物联网异构网关进行云端数据分析或本地数据分析后返回分析值，再通过与物联网异构网关连接的环境控制模块对仓储环境做出调控。

4.根据权利要求1所述一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，所述物联网异构网关由GD32MCU与硬件驱动模块中的RS485通信模块、LoRa通信模块、llC总线设备、单总线设备、模拟量设备通过引脚连接；与通信传输模块中的Wifi模块、GSM模块、NB-loT模块引脚连接；通信模块中的元器件与云端服务模块通过无线网络交互连接。

5.根据权利要求4所述一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，所述GD32MCU负责接收交互输入模块输入的数据，并负责将数据信息通过显示模块转换后进行显示。

6.根据权利要求1所述一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，所述S5中普洱茶仓储环境数据管理与决策分析平台可实现专业化、智能化、集约化的仓储。

7.根据权利要求1所述一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，其特征在于，所述普洱茶智能化仓储系统，包括：环境感知模块、处理控制模块、通信传输模块、云端服务模块、硬件驱动模块、环境控制模块；其中处理控制模块、通信传输模块、硬件驱动模块属于物联网异构网关；

所述环境感知模块包括的元器件有环境温度传感器、相对传感器、光照度传感器、氧气浓度传感器、PM2.5传感器、二氧化碳浓度传感器、负氧离子含量传感器；通信传输模块包括但不限于WiFi、GSM、NB-loT、4G、LoRa、ZigBee，支持多种数据传输方式；硬件驱动模块包括但不限于RS485通信模块、模拟量信号、开关控制、功率控制；环境控制模块包括控温系统、控湿系统、新风系统、通风系统；环境感知模块中的各个元器件实时监测储存仓内的温湿度，氧气、二氧化碳浓度，负氧离子浓度，PM2.5浓度；上述元器件采集的数据经处理控制模块中的MCU分析处理后，预处理部分数据，并通过通信传输模块选择相应的方式将经处理的监测数据远程交互至云端服务模块进行进一步数据分析，而后云端通过通信传输模块返回分析结果，由MCU控制硬件驱动模块使环境控制模块中的控温系统、控湿系统、新风系统对储存仓内的环境进行调节，是茶仓环境里各项指标根据存茶需要的最佳变化曲线变化；以上为本发明系统在工作时控制流程。

8.根据权利要求2-7任意一项所述一种普洱茶智能化仓储系统的构建方法，公开了其在茶叶存储智能化技术领域的应用。

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