CN114860012A - 一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统 - Google Patents
一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114860012A CN114860012A CN202210794967.6A CN202210794967A CN114860012A CN 114860012 A CN114860012 A CN 114860012A CN 202210794967 A CN202210794967 A CN 202210794967A CN 114860012 A CN114860012 A CN 114860012A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- data
- airing
- room
- tobacco leaves
- controller
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 235000019506 cigar Nutrition 0.000 title claims abstract description 54
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 title claims abstract description 22
- 241000208125 Nicotiana Species 0.000 claims abstract description 130
- 235000002637 Nicotiana tabacum Nutrition 0.000 claims abstract description 130
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 claims abstract description 37
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 22
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000003062 neural network model Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 36
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 27
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 25
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 15
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 14
- 230000004927 fusion Effects 0.000 claims description 10
- 238000004886 process control Methods 0.000 claims description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 3
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 claims description 3
- 238000012549 training Methods 0.000 claims description 3
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 claims description 3
- 238000007605 air drying Methods 0.000 description 7
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 235000019504 cigarettes Nutrition 0.000 description 3
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 3
- 101150012579 ADSL gene Proteins 0.000 description 2
- 102100020775 Adenylosuccinate lyase Human genes 0.000 description 2
- 108700040193 Adenylosuccinate lyases Proteins 0.000 description 2
- 238000013475 authorization Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000002457 bidirectional effect Effects 0.000 description 2
- QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N chloralodol Chemical compound CC(O)(C)CC(C)OC(O)C(Cl)(Cl)Cl QVFWZNCVPCJQOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 2
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 238000004383 yellowing Methods 0.000 description 2
- 108010068370 Glutens Proteins 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 235000021312 gluten Nutrition 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D27/00—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00
- G05D27/02—Simultaneous control of variables covered by two or more of main groups G05D1/00 - G05D25/00 characterised by the use of electric means
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B1/00—Preparation of tobacco on the plantation
- A24B1/02—Arrangements in barns for preparatory treatment of the tobacco, e.g. with devices for drying
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A24—TOBACCO; CIGARS; CIGARETTES; SIMULATED SMOKING DEVICES; SMOKERS' REQUISITES
- A24B—MANUFACTURE OR PREPARATION OF TOBACCO FOR SMOKING OR CHEWING; TOBACCO; SNUFF
- A24B3/00—Preparing tobacco in the factory
- A24B3/12—Steaming, curing, or flavouring tobacco
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P90/00—Enabling technologies with a potential contribution to greenhouse gas [GHG] emissions mitigation
- Y02P90/02—Total factory control, e.g. smart factories, flexible manufacturing systems [FMS] or integrated manufacturing systems [IMS]
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Agronomy & Crop Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Manufacture Of Tobacco Products (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,包括控制器、智能采集器、执行机构、云服务器和用户终端;所述智能采集器用于采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据;所述控制器用于将数据上传至云服务器;所述云服务器用于对晾房的环境数据和烟叶的状态数据进行分析处理,基于神经网络模型识别烟叶所处的晾制阶段,根据烟叶的晾制阶段生成晾房环境数据调控指令,并将所述调控指令下发给控制器;所述用户终端通过访问服务器远程查看晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,向控制器发送晾房环境数据调控指令;所述控制器根据调控指令控制执行机构来调节晾房内的环境数据,使晾房内的环境数据与烟叶所处的晾制阶段相匹配。
Description
技术领域
本发明属于烟叶晾制技术领域,具体涉及一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统。
背景技术
烟草在我国种植历史上百年,是高利润商品作物,在烟草主产区经济建设中起到财政支柱的作用。雪茄烟拥有比普通香烟更高的经济价值。然而国内对雪茄烟叶的晾制技术研究较少、缺少成熟的晾制技术和配套的晾制设施,智能化晾制设备或系统研究更是处于空白阶段,高档雪茄烟甚至一度长期依赖于进口烟叶。
雪茄烟的晾制根据烟叶的形状和颜色不同分为四个阶段:凋萎期、变黄期、变褐期和干筋期。在不同的晾制阶段,雪茄烟的晾制工艺对温湿度的管理均有特殊要求。传统晾制存在着工人劳动强度大、晾制质量低、晾制质量不均匀等一系列问题。当前阶段,烟农对雪茄烟烟叶晾制的阶段完全依靠人眼识别和经验积累,缺乏科学性与合理性;在设备上,虽然有降低人工劳动强度的自动化晾制机、自动晾制方法甚至自动化控制的晾房出现,然而,他们所做的也仅仅是降低了工人的劳动强度,机械地将工人劳动转换为机械运转,缺乏针对晾制现场多种数据的实时监控与精准合理调节,因而并没有在根本上提高雪茄烟烟叶的晾制质量。
另一方面,近年来,互联网技术飞速发展,生产制造的各个领域几乎都受到了互联网的影响,然而在雪茄烟晾制领域却没有一套行之有效的方案能够将雪茄烟晾制工艺同飞速发展的互联网技术结合起来以改变雪茄烟晾制存在的一系列问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的问题,提供一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,实现雪茄烟晾制过程工艺自控、环境参数自控,降低雪茄烟晾制劳动强度,提高晾制质量。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:
一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,包括控制器以及与所述控制器连接的智能采集器、执行机构、云服务器和用户终端;
所述智能采集器用于采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据;
所述控制器用于接收智能采集器采集到的环境数据和状态数据,并将接收到的数据上传至云服务器;
所述云服务器用于对晾房的环境数据和烟叶的状态数据进行分析处理,基于神经网络模型识别烟叶所处的晾制阶段,根据烟叶的晾制阶段生成晾房环境数据调控指令,并将所述调控指令下发给控制器;
所述用户终端通过访问服务器远程查看晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,所述用户终端还用于向控制器发送晾房环境数据调控指令;
所述控制器根据云服务器或用户终端下发的调控指令控制执行机构来调节晾房内的环境数据,使晾房内的环境数据与烟叶所处的晾制阶段相匹配。
本发明通过智能采集器实时采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,并通过控制器将智能采集器采集的数据上传到云服务器,用户可通过终端远程在线监控雪茄烟叶晾制过程中的关键状态和参数,云服务器利用基于多数据融合的阶段预测模型精准识别烟叶所处的晾制阶段,进而智能调整晾房内的温湿度数据,同时,用户也可以根据自己的经验通过终端远程调控晾房内的温湿度数据,从而实现雪茄烟晾制过程工艺自控、环境参数自控,降低雪茄烟晾制劳动强度,提高晾制质量。
具体地,所述智能采集器包括:
温度传感器,用于检测晾房内的温度数据;
湿度传感器,用于检测晾房内的湿度数据;
重力传感器,用于检测烟叶的重量,从而计算烟叶的失水率;
摄像头,用于采集烟叶的图像数据;所述摄像头自带辅助光源,可在光线环境较差的时候提供辅助照明;
用户可通过终端对智能采集器的网络环境、数据传输、采样间隔、灯光亮度、亮灯时间、失重参数等进行校准,对各外接传感器开关等参数进行设置。
所述晾房内的环境数据包括晾房内的温度数据和湿度数据;所述烟叶的状态数据包括烟叶的失水率和图像数据。
具体地,所述执行机构包括风门、风机和加湿器,所述控制器通过调节风门的开合角度和风机的转速来控制晾房的通风效率,并配合加湿器来调节晾房内的温湿度。所述执行机构通过控制器接收来自云服务器自动下达或用户终端人工下达的控制指令,改变晾房内的温湿度环境,从而提升雪茄烟的晾制质量。
具体地,所述云服务器包括数据库、预测模块和云平台;
所述数据库用于存储控制器上传的晾房环境数据和烟叶状态数据;
所述预测模块用于构建基于多数据融合的阶段预测模型,所述阶段预测模型的输入包括晾房内的温湿度数据、烟叶的失水率和烟叶的图像数据,所述阶段预测模型的输出为烟叶所处的晾制阶段;所述数据库内存储的历史数据经过预处理后作为阶段预测模型的训练数据;
所述基于多数据融合的阶段预测模型,利用多数据融合的优势,采集烟叶在晾制过程中产生的包括图像信息、失水率、温湿度等在内的各类数据,构建雪茄晾制阶段预测模型,保障在晾制过程中对雪茄烟所处晾制阶段的高精度识别,进而实现对晾制工艺的智能控制和调整,缓解烟农工作负担、提高烟叶晾制效率、优化雪茄烟晾制过程。
所述云平台用于对烟叶晾制的过程进行智能化管理。
所述云平台通过控制器关联每个晾房,每个晾房配置一套设备及相关套件(包括智能采集器和执行机构),所述智能采集器与控制器之间通过串口、WiFi或蓝牙的方式进行通信;控制器于云平台之间的通信采用移动、电信ADSL等方式实现,现场数据定时上报给服务器,上报频率可配置。用户按照省、市、区、网格分级授权方式,通过Web端、APP端等多种方式访问云平台中的数据信息。
进一步地,所述云平台包括:
用户管理模块,用于管理用户的账号信息以及对用户的登录进行验证,不同级别的用户账号分配有不同的权限;
数据查询模块,用于查询晾房的实时环境数据、历史环境数据以及烟叶的实时状态数据和历史状态数据;
参数调控模块,用于调整晾房的晾制工艺控制参数;
告警管理模块,用于查询晾房的历史告警信息;
评价模块,用于对烟叶的晾制质量进行评价。
进一步地,所述用户终端包括APP端和Web端,用户通过APP端或Web端访问云平台对烟叶的晾制过程进行远程监测与调控。所述用户终端主要是为了实现在烟叶的晾制过程中,远程监测雪茄烟叶的状态变化和晾房内的环境参数以及远程调控晾房内的环境参数;具体功能包括晾房参数及烟叶状态实时查看、工艺参数调整、烟叶质量及问题录入等,根据实际使用需求划分权限,便于烟农、技术人员及管理人员使用。
具体地,所述控制器与云服务器之间的物联网通信协议包括MQTT协议和HTTP协议,所述MQTT协议承担温湿度数据和失水率数据(结构化数据)的上传以及控制指令的下发,所述HTTP协议承担烟叶图像数据(非结构化数据)的上传。其中,单独晾房控制器中集成3G/4G通讯模块,密集晾房集中通讯网关(带LoRa/WiFi/蓝牙模块)。
进一步地,所述控制器的功能包括:网络连接、数据上传、控制指令下达、晾房终端与云服务器之间的物联网通信协议等,从而形成集采集控制于一体的智能化控制器。
与上述智能监测与调控系统相对应的,本发明还提出了一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控方法,包括以下步骤:
通过所述智能采集器采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,并将采集到的数据传输给控制器;
通过所述控制器将智能采集器采集到的数据上传至云服务器;
通过所述云服务器对晾房的环境数据和烟叶的状态数据进行分析处理,基于神经网络模型识别烟叶所处的晾制阶段,根据烟叶的晾制阶段生成晾房环境数据调控指令,并将所述调控指令下发给控制器;
通过用户终端访问服务器远程查看晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,并向控制器发送晾房环境数据调控指令;
根据云服务器或用户终端下发的调控指令,通过控制器控制执行机构来调节晾房内的环境数据,使晾房内的环境数据与烟叶所处的晾制阶段相匹配。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:(1)本发明结合物联网+云平台在线监控雪茄烟叶晾制过程中的关键状态和参数,利用基于多数据融合的阶段预测模型精准识别烟叶所处的晾制阶段,进而智能调整晾房内的温湿度数据,使晾房内的环境数据与烟叶所处的晾制阶段相匹配,从而实现雪茄烟晾制过程工艺自控、环境参数自控,降低雪茄烟晾制劳动强度,提高晾制质量;(2)本发明中控制器与云服务器之间的物联网通信协议基于MQTT协议与HTTP协议结合实现,可在低带宽和不稳定的网络环境中为物联网设备提供可靠的网络服务,仍能实现控制器与云服务端进行稳定、正常的数据交互,还可以实现云服务器向控制器发起控制。
附图说明
图1为本发明一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统的结构示意图。
图2为本发明实施例中基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统的网络架构图。
图3为本发明实施例中云平台的总体框架图。
图4为本发明实施例中系统主页的功能模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明中的附图,对本发明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做出创造性劳动条件下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
如图1所示,本实施例提供了一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,包括控制器以及与所述控制器连接的智能采集器、执行机构、云服务器和用户终端;
所述智能采集器用于采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据;
所述控制器用于接收智能采集器采集到的环境数据和状态数据,并将接收到的数据上传至云服务器;
所述云服务器用于对晾房的环境数据和烟叶的状态数据进行分析处理,基于神经网络模型识别烟叶所处的晾制阶段,根据烟叶的晾制阶段生成晾房环境数据调控指令,并将所述调控指令下发给控制器;
所述用户终端通过访问服务器远程查看晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,所述用户终端还用于向控制器发送晾房环境数据调控指令;
所述控制器根据云服务器或用户终端下发的调控指令控制执行机构来调节晾房内的环境数据,使晾房内的环境数据与烟叶所处的晾制阶段相匹配。
本发明通过智能采集器实时采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,并通过控制器将智能采集器采集的数据上传到云服务器,用户可通过终端远程在线监控雪茄烟叶晾制过程中的关键状态和参数,云服务器利用基于多数据融合的阶段预测模型精准识别烟叶所处的晾制阶段,进而智能调整晾房内的温湿度数据,同时,用户也可以根据自己的经验通过终端远程调控晾房内的温湿度数据,从而实现雪茄烟晾制过程工艺自控、环境参数自控,降低雪茄烟晾制劳动强度,提高晾制质量。
具体地,所述智能采集器包括:
温度传感器,用于检测晾房内的温度数据;
湿度传感器,用于检测晾房内的湿度数据;
重力传感器,用于检测烟叶的重量,从而计算烟叶的失水率;
摄像头,用于采集烟叶的图像数据;所述摄像头自带辅助光源,可在光线环境较差的时候提供辅助照明;
用户可通过终端对智能采集器的网络环境、数据传输、采样间隔、灯光亮度、亮灯时间、失重参数等进行校准,对各外接传感器开关等参数进行设置。
所述晾房内的环境数据包括晾房内的温度数据和湿度数据;所述烟叶的状态数据包括烟叶的失水率和图像数据。
具体地,所述执行机构包括15个风门、8个风机以及加湿器,所述控制器通过调节风门的开合角度和风机的转速来控制晾房的通风效率,并配合加湿器来调节晾房内的温湿度;当环境参数不符合烟叶当前晾制阶段的要求时,云服务器将自动发送指令给控制器,控制器将指令下达给执行机构,矫正偏离的温湿度等参数,形成数据采集、数据上传、智能控制的闭环;用户可以通过终端,根据不同品种的雪茄烟叶,对预期参数(各晾制阶段的温湿度等参数)进行调整。所述执行机构通过控制器接收来自云服务器自动下达或用户终端人工下达的控制指令,改变晾房内的温湿度环境,从而提升雪茄烟的晾制质量。
具体地,所述云服务器包括数据库、预测模块和云平台;
所述数据库用于存储控制器上传的晾房环境数据和烟叶状态数据;
所述预测模块用于构建基于多数据融合的阶段预测模型,所述阶段预测模型的输入包括晾房内的温湿度数据、烟叶的失水率和烟叶的图像数据,所述阶段预测模型的输出为烟叶所处的晾制阶段;所述数据库内存储的历史数据经过预处理后作为阶段预测模型的训练数据;
由于雪茄烟叶的晾制一共分为四个时期,即凋萎期、变褐期、变黄期、干筋期,而每个晾制阶段所需要的温湿度等环境状态又不尽相同,因此本实施例基于多数据融合的阶段预测模型利用多数据融合的优势,采集烟叶在晾制过程中产生的包括图像信息、失水率、温湿度等在内的各类数据,构建雪茄晾制阶段预测模型,保障在晾制过程中对雪茄烟所处晾制阶段的高精度识别,进而实现对晾制工艺的智能控制和调整,缓解烟农工作负担、提高烟叶晾制效率、优化雪茄烟晾制过程。
所述云平台用于对烟叶晾制的过程进行智能化管理。
如图2所示,所述云平台通过控制器关联每个晾房,每个晾房配置一套设备及相关套件(包括控制器、智能采集器和执行机构),所述智能采集器与控制器之间通过串口、WiFi或蓝牙的方式进行通信;控制器于云平台之间的通信采用移动、电信ADSL等方式实现,现场数据定时上报给服务器,上报频率可配置。用户按照省、市、区、网格分级授权方式,通过Web端、APP端等多种方式访问云平台中的数据信息。
进一步地,所述云平台包括:
用户管理模块,用于管理用户的账号信息以及对用户的登录进行验证,不同级别的用户账号分配有不同的权限;
数据查询模块,用于查询晾房的实时环境数据、历史环境数据以及烟叶的实时状态数据和历史状态数据;实时环境数据和实时状态数据在界面中以数据、图片的形式展现,历史环境数据和历史状态数据以曲线图的形式展现,在用户选择曲线上的时间点后,展示对应时间点的环境数据和图片供用户查看;
参数调控模块,用于调整晾房的晾制工艺控制参数;烟农通过手机APP或电脑Web网页获取晾房实时状态数据后,可通过其专业经验的判断,对晾房的晾制工艺控制参数进行调整,并将指令下达至控制器,优化晾制环境;
告警管理模块,用于查询晾房的历史告警信息,告警信息包括升温报警、偏温报警和偏湿报警;
评价模块,用于晾制结束后的评价反馈,在每个批次的烟叶晾制完成后,烟农对当前晾制烟叶的质量进行评价,并对该批次的晾制质量进行评价和反馈。
所述云平台的总体框架如图3所示,云平台的云端服务包括:系统管理服务、晾制设备服务、监测与控制服务、晾制信息档案管理。
其中:
系统管理服务用于管理用户权限,使不同权限的用户能看到不同的内容;
晾制设备服务用于管理晾房以及晾房中的晾制设备;
监测与控制服务主要用于实时监控晾房温湿度信息并进行控制指令的下发等;
晾制信息档案管理则主要用于记录和管理晾房的包括温湿度、图像信息在内的各种信息。
应用层和云端(后端)通过HTTP协议沟通,前后端分离。数据传输通过智能控制器到服务端,通过专用数据网关实现通讯,实现智能控制器与服务器双向数据交互。
如图4所示,用户通过终端登录界面访问云平台进入系统主页,系统主页共有4个功能模块,分别为:
地图网格化管理模块,该模块将晾房按照省、市、区/县划分为不同的网格进行管理,有助于后期在不同地区进行扩展时管理的方便;
批次管理模块,可查看烟叶的实时批次信息和历史批次信息;
档案管理模块,可查看晾房的维护记录、控制器维护记录、控制器认证信息以及控制设备参数;
系统管理模块,可用于网格管理、用户管理、角色管理和菜单管理。
进一步地,所述用户终端包括APP端和Web端,用户通过APP端或Web端访问云平台对烟叶的晾制过程进行远程监测与调控。所述用户终端主要是为了实现在烟叶的晾制过程中,远程监测雪茄烟叶的状态变化和晾房内的环境参数以及远程调控晾房内的环境参数;具体功能包括晾房参数及烟叶状态实时查看、工艺参数调整、烟叶质量及问题录入等,根据实际使用需求划分权限,便于烟农、技术人员及管理人员使用。
具体地,所述控制器与云服务器之间的物联网通信协议包括MQTT协议和HTTP协议,所述MQTT协议承担温湿度数据和失水率数据(结构化数据)的上传以及控制指令的下发,所述HTTP协议承担烟叶图像数据(非结构化数据)的上传。其中,单独晾房控制器中集成3G/4G通讯模块,密集晾房集中通讯网关(带LoRa/WiFi/蓝牙模块);数据通过控制器上传至网络,云平台通过网络接收数据并存储到数据库中,用户通过终端访问云平台远程查看控制器上传的实时数据和历史数据。
本实施例的系统前后端完全分离,可以实现真正的前后端解耦,同时减少后端云服务器压力,数据传输通过控制器到云服务端,通过专用数据网关实现通讯,实现控制器与云服务器双向数据交互。
本实施例中,所述控制器具有以下功能:
基本参数上传:控制器定时上传结构化数据(如温湿度、失水率等)基本参数,云服务器提供存储以及相应服务;
预警功能:控制器识别烟叶晾制异常状态并向云服务器报警;
添加批次:控制器自动添加烟叶批次并上传批次信息至云服务器,云服务器生产批次号并存储批次信息;
连接安全性认证:每次MQTT连接认证时,云服务器会通过控制器验证其合法性,如果非法连接认证则连接失败,同时检测连接用户终端的id以及相关信息,制定屏蔽恶意连接策略,减轻服务器恶意连接负担;
通过用户终端修改后的工艺参数可直接下发到控制器,进而实现远程调控晾房内的环境参数;
可通过用户终端通知控制器上传实时数据;
图片上传的实现,上传摄像头拍摄的烟叶晾制过程的照片,在结构化数据上传完成后进行。
进一步地,所述控制器的功能包括:网络连接、数据上传、控制指令下达、晾房终端与云服务器之间的物联网通信协议等,从而形成集采集控制于一体的智能化控制器。
本实施例还提出了一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控方法,包括以下步骤:
通过所述智能采集器采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,并将采集到的数据传输给控制器;
通过所述控制器将智能采集器采集到的数据上传至云服务器;
通过所述云服务器对晾房的环境数据和烟叶的状态数据进行分析处理,基于神经网络模型识别烟叶所处的晾制阶段,根据烟叶的晾制阶段生成晾房环境数据调控指令,并将所述调控指令下发给控制器;
通过用户终端访问服务器远程查看晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,并向控制器发送晾房环境数据调控指令;
根据云服务器或用户终端下发的调控指令,通过控制器控制执行机构来调节晾房内的环境数据,使晾房内的环境数据与烟叶所处的晾制阶段相匹配。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (9)
1.一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,包括控制器以及与所述控制器连接的智能采集器、执行机构、云服务器和用户终端;
所述智能采集器用于采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据;
所述控制器用于接收智能采集器采集到的环境数据和状态数据,并将接收到的数据上传至云服务器;
所述云服务器用于对晾房的环境数据和烟叶的状态数据进行分析处理,基于神经网络模型识别烟叶所处的晾制阶段,根据烟叶的晾制阶段生成晾房环境数据调控指令,并将所述调控指令下发给控制器;
所述用户终端通过访问服务器远程查看晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,所述用户终端还用于向控制器发送晾房环境数据调控指令;
所述控制器根据云服务器或用户终端下发的调控指令控制执行机构来调节晾房内的环境数据,使晾房内的环境数据与烟叶所处的晾制阶段相匹配。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,所述智能采集器包括:
温度传感器,用于检测晾房内的温度数据;
湿度传感器,用于检测晾房内的湿度数据;
重力传感器,用于检测烟叶的重量,从而计算烟叶的失水率;
摄像头,用于采集烟叶的图像数据;
所述晾房内的环境数据包括晾房内的温度数据和湿度数据;所述烟叶的状态数据包括烟叶的失水率和图像数据。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,所述执行机构包括风门、风机和加湿器,所述控制器通过调节风门的开合角度和风机的转速来控制晾房的通风效率,并配合加湿器来调节晾房内的温湿度。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,所述云服务器包括数据库、预测模块和云平台;
所述数据库用于存储控制器上传的晾房环境数据和烟叶状态数据;
所述预测模块用于构建基于多数据融合的阶段预测模型,所述阶段预测模型的输入包括晾房内的温湿度数据、烟叶的失水率和烟叶的图像数据,所述阶段预测模型的输出为烟叶所处的晾制阶段;所述数据库内存储的历史数据经过预处理后作为阶段预测模型的训练数据;
所述云平台用于对烟叶晾制的过程进行智能化管理。
5.根据权利要求4所述的一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,所述云平台包括:
用户管理模块,用于管理用户的账号信息以及对用户的登录进行验证,不同级别的用户账号分配有不同的权限;
数据查询模块,用于查询晾房的实时环境数据、历史环境数据以及烟叶的实时状态数据和历史状态数据;
参数调控模块,用于调整晾房的晾制工艺控制参数;
告警管理模块,用于查询晾房的历史告警信息;
评价模块,用于对烟叶的晾制质量进行评价。
6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,所述用户终端包括APP端和Web端,用户通过APP端或Web端访问云平台对烟叶的晾制过程进行远程监测与调控。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,所述控制器与云服务器之间的物联网通信协议包括MQTT协议和HTTP协议,所述MQTT协议承担温湿度数据和失水率数据的上传以及控制指令的下发,所述HTTP协议承担烟叶图像数据的上传。
8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,所述智能采集器与控制器之间通过串口、WiFi或蓝牙的方式进行通信。
9.一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控方法,基于权利要求1至8任一项所述的一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统,其特征在于,包括以下步骤:
通过所述智能采集器采集晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,并将采集到的数据传输给控制器;
通过所述控制器将智能采集器采集到的数据上传至云服务器;
通过所述云服务器对晾房的环境数据和烟叶的状态数据进行分析处理,基于神经网络模型识别烟叶所处的晾制阶段,根据烟叶的晾制阶段生成晾房环境数据调控指令,并将所述调控指令下发给控制器;
通过用户终端访问服务器远程查看晾房内的环境数据和烟叶的状态数据,并向控制器发送晾房环境数据调控指令;
根据云服务器或用户终端下发的调控指令,通过控制器控制执行机构来调节晾房内的环境数据,使晾房内的环境数据与烟叶所处的晾制阶段相匹配。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210794967.6A CN114860012A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202210794967.6A CN114860012A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN114860012A true CN114860012A (zh) | 2022-08-05 |
Family
ID=82626106
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202210794967.6A Pending CN114860012A (zh) | 2022-07-07 | 2022-07-07 | 一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN114860012A (zh) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115052024A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-09-13 | 山东理工职业学院 | 基于物联网的远程自动控制系统 |
CN118244826A (zh) * | 2024-05-27 | 2024-06-25 | 昆明昊拜农业科技有限公司 | 一种用于晾制房的智能温度、湿度控制方法及系统 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106509969A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-03-22 | 福建省烟草公司三明市公司 | 一种基于云平台的在线智能化烤烟系统及烘烤工艺 |
WO2019085369A1 (zh) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 高大启 | 一种电子鼻仪器和烟草与烟草制品感官质量评价方法 |
CN212809020U (zh) * | 2020-10-13 | 2021-03-26 | 中国农业科学院烟草研究所 | 基于图像识别与烤烟房环境参数的智能烤烟控制系统装置 |
CN213344326U (zh) * | 2020-08-14 | 2021-06-04 | 湖北省烟草科学研究院 | 一种集成式烟叶状态监控箱 |
CN114266419A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-01 | 华中科技大学 | 基于数据融合的雪茄烟烟叶工艺阶段预测方法、系统及介质 |
CN114359697A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-15 | 华中科技大学 | 一种基于增量学习的雪茄烟烟叶晾制工艺阶段识别方法 |
CN114661077A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-24 | 云南省烟草公司玉溪市公司 | 一种用于雪茄晾房的控制系统 |
-
2022
- 2022-07-07 CN CN202210794967.6A patent/CN114860012A/zh active Pending
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106509969A (zh) * | 2016-11-29 | 2017-03-22 | 福建省烟草公司三明市公司 | 一种基于云平台的在线智能化烤烟系统及烘烤工艺 |
WO2019085369A1 (zh) * | 2017-10-31 | 2019-05-09 | 高大启 | 一种电子鼻仪器和烟草与烟草制品感官质量评价方法 |
CN213344326U (zh) * | 2020-08-14 | 2021-06-04 | 湖北省烟草科学研究院 | 一种集成式烟叶状态监控箱 |
CN212809020U (zh) * | 2020-10-13 | 2021-03-26 | 中国农业科学院烟草研究所 | 基于图像识别与烤烟房环境参数的智能烤烟控制系统装置 |
CN114266419A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-01 | 华中科技大学 | 基于数据融合的雪茄烟烟叶工艺阶段预测方法、系统及介质 |
CN114359697A (zh) * | 2022-01-12 | 2022-04-15 | 华中科技大学 | 一种基于增量学习的雪茄烟烟叶晾制工艺阶段识别方法 |
CN114661077A (zh) * | 2022-03-31 | 2022-06-24 | 云南省烟草公司玉溪市公司 | 一种用于雪茄晾房的控制系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
陈积明等: "《阿里物联网技术与系统丛书 物联网平台Link Platform探索与实践》", 31 March 2020 * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN115052024A (zh) * | 2022-08-15 | 2022-09-13 | 山东理工职业学院 | 基于物联网的远程自动控制系统 |
CN118244826A (zh) * | 2024-05-27 | 2024-06-25 | 昆明昊拜农业科技有限公司 | 一种用于晾制房的智能温度、湿度控制方法及系统 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN114860012A (zh) | 一种基于物联网的雪茄烟晾制智能监测与调控系统 | |
CN110376980B (zh) | 一种温室大棚远程动态智能监控系统及监控方法 | |
KR102366075B1 (ko) | 스마트팜 제어 시스템 | |
CN108363435A (zh) | 一种猪舍环境远程监控系统及方法 | |
CN106509969B (zh) | 一种基于云平台的在线智能化烤烟系统及烘烤工艺 | |
CN108874004A (zh) | 一种温室大棚作物种植环境物联网智能调控系统和方法 | |
CN213092145U (zh) | 一种植物生长智能管理测控系统 | |
CN104881012A (zh) | 一种基于cps的智能农作物培养种植管理系统 | |
CN107678410A (zh) | 一种面向温室环境的智能控制方法、系统与控制器 | |
CN206573960U (zh) | 一种基于物联网的农业智能温室大棚监控系统 | |
CN109282412A (zh) | 一种新风自动调速系统及方法 | |
CN114355857A (zh) | 一种烟叶烘烤智能控制系统、方法、介质、设备及终端 | |
CN112914141B (zh) | 基于物联网的智能烟叶烘烤采集系统 | |
US20210137035A1 (en) | Low-power intelligent irrigation system based on radio frequency networking technology | |
CN204667158U (zh) | 一种基于cps的智能农作物培养种植管理系统 | |
CN201583835U (zh) | 烟草育苗温室大棚集中控制装置 | |
KR102494406B1 (ko) | Ict 스마트 팜 융합 제어 시스템 | |
CN107942880A (zh) | 一种基于物联网技术的苗床自动化控制系统及控制方法 | |
CN117872790A (zh) | 一种智能家居物联网控制系统 | |
CN114868948A (zh) | 一种烟叶智能化烘烤动态管理方法 | |
Wang et al. | Research on control system of intelligent greenhouse of IoT based on ZigBee | |
CN207965592U (zh) | 环境监测控制系统 | |
CN213069562U (zh) | 基于物联网的镀膜设备远程控制系统及镀膜设备 | |
CN109375600A (zh) | 基于LoRa技术的草莓园环境管理系统及控制方法 | |
CN112130608A (zh) | 一种智慧大棚系统 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20220805 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |