CN117106577A - 一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，涉及环境监测技术领域，解决了现有技术中，无法对培养温度进行实时监管，且在监管过程中不能够准确判断温度异常源头的技术问题，本发明对乳酸菌制备进行酸碱度实时监测，判断当前环境内乳酸菌酸碱度是否满足当前制备需求，从而避免乳酸菌制备环境异常，导致乳酸菌制备效率降低；对乳酸菌制备培养温度进行监测，判断乳酸菌制备培养过程中实时培养温度是否满足需求，避免温度异常造成乳酸菌制备效率降低，影响乳酸菌的成分发酵进度，导致乳酸菌的制备合格性降低；同时根据不同位置的温度进行准确判断，提高了乳酸菌制备整改的针对性。

Description

一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统

技术领域

本发明涉及环境监测技术领域，具体为一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统。

背景技术

乳酸菌指发酵糖类主要产物为乳酸的一类无芽孢、革兰氏染色阳性细菌的总称；为原核生物；乳酸菌是一类能利用可发酵碳水化合物产生大量乳酸的细菌的通称；这类细菌在自然界分布极为广泛，具有丰富的物种多样性；它们不仅是研究分类、生化、遗传、分子生物学和基因工程的理想材料，在理论上具有重要的学术价值，而且在工业、农牧业、食品和医药等与生活密切相关的重要领域应用价值也极高。

但是在现有技术中，乳酸菌制备过程中无法对酸碱度和制备操作执行进行监测，导致乳酸菌制备风险增加，降低制备合格率，同时无法对培养温度进行实时监管，且在监管过程中不能够准确判断温度异常源头，以至于制备整顿效率降低。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，包括服务器，服务器通讯连接有酸碱度监测单元、空气接触监测单元以及培养温度监测单元；

服务器生成酸碱度监测信号并将酸碱度监测信号发送至酸碱度监测单元，酸碱度监测单元接收到酸碱度监测信号后，对乳酸菌制备进行酸碱度实时监测，获取到乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数，根据酸碱度监测系数比较生成酸碱度异常信号或者酸碱度正常信号，并将其发送至服务器；

服务器接收到酸碱度正常信号后，生成培养温度监测信号并将培养温度监测信号发送至培养温度监测单元，培养温度监测单元接收到培养温度监测信号后，对乳酸菌制备培养温度进行监测，通过分析生成器皿控温异常信号、器皿控温正常信号、内部温度异常信号、外部温度正常信号以及温度持续监测信号，并将其发送至服务器；

服务器生成空气接触监测信号并将空气接触监测信号发送至空气接触监测单元，空气接触监测单元接收到空气接触监测信号后，对乳酸菌制备过程中进行操作执行检测，通过分析生成操作执行异常信号或者操作执行正常信号，并将其发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，酸碱度监测单元的运行过程如下：

获取到乳酸菌制备器皿初始酸碱度与预设酸碱度的偏差值以及乳酸菌制备器皿开始制备后酸碱度往复浮动平均跨度，并将乳酸菌制备器皿初始酸碱度与预设酸碱度的偏差值以及乳酸菌制备器皿开始制备后酸碱度往复浮动平均跨度分别标记为PPC和PJK；获取到乳酸菌制备器皿制备过程中酸碱度浮动数值控制值预设酸碱度的最长需求时长，并将乳酸菌制备器皿制备过程中酸碱度浮动数值控制值预设酸碱度的最长需求时长标记为XQS；通过公式获取到乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG；将乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG与酸碱度监测系数阈值进行比较：

作为本发明的一种优选实施方式，公式为其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞1，α为误差修正因子，取值为0.98。

作为本发明的一种优选实施方式，若乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG超过酸碱度监测系数阈值，则判断乳酸菌制备过程中酸碱度监测异常，生成酸碱度异常信号并将酸碱度异常信号发送至服务器，服务器接收到酸碱度异常信号后，对当前执行制备的制备器皿进行乳酸菌成分监测并将后续制备过程进行酸碱度控制；若乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG未超过酸碱度监测系数阈值，则判断乳酸菌制备过程中酸碱度监测正常，生成酸碱度正常信号并将酸碱度正常信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，培养温度监测单元的运行过程如下：

获取到乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率以及制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值，并将乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率以及制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值进行分析。

作为本发明的一种优选实施方式，若乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率超过浮动频率阈值，则判定乳酸菌制备过程中制备器皿的温度控制性能异常，生成器皿控温异常信号并将器皿控温异常信号发送至服务器，服务器接收到器皿控温异常信号后，将当前制备器皿进行更换；

若乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率未超过浮动频率阈值，则判定乳酸菌制备过程中制备器皿的温度控制性能正常，生成器皿控温正常信号并将器皿控温正常信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值超过数值比值阈值范围，则判定制备器皿内乳酸菌培养温度异常，生成内部温度异常信号并将内部温度异常信号发送至服务器，服务器接收到内部温度异常信号后，将实时添加成分进行监测并对制备器皿的内部温度进行控制；若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值未超过数值比值阈值范围，则判定制备器皿外乳酸菌培养温度异常，生成外部温度正常信号并将外部温度正常信号发送至服务器，服务器接收到外部温度异常信号后，对制备器皿周边温度进行管控；

若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值处于数值比值阈值范围，则生成温度持续监测信号并将温度持续监测信号发送至服务器。

作为本发明的一种优选实施方式，空气接触监测单元的运行过程如下：

获取到乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长以及乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积，并将乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长以及乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积分别与持续时长阈值和平均接触面积阈值进行比较：

若乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长超过持续时长阈值，或者乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积超过平均接触面积阈值，则判定乳酸菌制备过程中空气接触监测异常，生成操作执行异常信号并将操作执行异常信号发送至服务器，服务器接收到操作执行异常信号后，对乳酸菌制备操作执行进行整顿；

若乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长未超过持续时长阈值，且乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积未超过平均接触面积阈值，则判定乳酸菌制备过程中空气接触监测正常，生成操作执行正常信号并将操作执行正常信号发送至服务器。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，对乳酸菌制备进行酸碱度实时监测，判断当前环境内乳酸菌酸碱度是否满足当前制备需求，从而避免乳酸菌制备环境异常，导致乳酸菌制备效率降低；对乳酸菌制备培养温度进行监测，判断乳酸菌制备培养过程中实时培养温度是否满足需求，避免温度异常造成乳酸菌制备效率降低，影响乳酸菌的成分发酵进度，导致乳酸菌的制备合格性降低；同时根据不同位置的温度进行准确判断，提高了乳酸菌制备整改的针对性。

2、本发明中，对乳酸菌制备过程中进行操作执行检测，判断乳酸菌制备过程中制备器皿操作执行是否满足需求，从而避免乳酸菌制备过程中执行效率异常，造成乳酸菌的制备合格率降低，提高了乳酸菌制备成功概率。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的原理框图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1所示，一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，包括服务器，服务器通讯连接有酸碱度监测单元、空气接触监测单元以及培养温度监测单元，其中，服务器与酸碱度监测单元、空气接触监测单元以及培养温度监测单元均为双向通讯连接；

在乳酸菌制备过程中，服务器生成酸碱度监测信号并将酸碱度监测信号发送至酸碱度监测单元，酸碱度监测单元接收到酸碱度监测信号后，对乳酸菌制备进行酸碱度实时监测，判断当前环境内乳酸菌酸碱度是否满足当前制备需求，从而避免乳酸菌制备环境异常，导致乳酸菌制备效率降低；

获取到乳酸菌制备器皿初始酸碱度与预设酸碱度的偏差值以及乳酸菌制备器皿开始制备后酸碱度往复浮动平均跨度，并将乳酸菌制备器皿初始酸碱度与预设酸碱度的偏差值以及乳酸菌制备器皿开始制备后酸碱度往复浮动平均跨度分别标记为PPC和PJK；获取到乳酸菌制备器皿制备过程中酸碱度浮动数值控制值预设酸碱度的最长需求时长，并将乳酸菌制备器皿制备过程中酸碱度浮动数值控制值预设酸碱度的最长需求时长标记为XQS；

通过公式获取到乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG，其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞1，α为误差修正因子，取值为0.98；

将乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG与酸碱度监测系数阈值进行比较：

若乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG超过酸碱度监测系数阈值，则判断乳酸菌制备过程中酸碱度监测异常，生成酸碱度异常信号并将酸碱度异常信号发送至服务器，服务器接收到酸碱度异常信号后，对当前执行制备的制备器皿进行乳酸菌成分监测并将后续制备过程进行酸碱度控制；

若乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG未超过酸碱度监测系数阈值，则判断乳酸菌制备过程中酸碱度监测正常，生成酸碱度正常信号并将酸碱度正常信号发送至服务器；

服务器接收到酸碱度正常信号后，生成培养温度监测信号并将培养温度监测信号发送至培养温度监测单元，培养温度监测单元接收到培养温度监测信号后，对乳酸菌制备培养温度进行监测，判断乳酸菌制备培养过程中实时培养温度是否满足需求，避免温度异常造成乳酸菌制备效率降低，影响乳酸菌的成分发酵进度，导致乳酸菌的制备合格性降低；同时根据不同位置的温度进行准确判断，提高了乳酸菌制备整改的针对性；

获取到乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率以及制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值，并将乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率以及制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值进行分析：

若乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率超过浮动频率阈值，则判定乳酸菌制备过程中制备器皿的温度控制性能异常，生成器皿控温异常信号并将器皿控温异常信号发送至服务器，服务器接收到器皿控温异常信号后，将当前制备器皿进行更换；

若乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率未超过浮动频率阈值，则判定乳酸菌制备过程中制备器皿的温度控制性能正常，生成器皿控温正常信号并将器皿控温正常信号发送至服务器；

若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值超过数值比值阈值范围，则判定制备器皿内乳酸菌培养温度异常，生成内部温度异常信号并将内部温度异常信号发送至服务器，服务器接收到内部温度异常信号后，将实时添加成分进行监测并对制备器皿的内部温度进行控制；

若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值未超过数值比值阈值范围，则判定制备器皿外乳酸菌培养温度异常，生成外部温度正常信号并将外部温度正常信号发送至服务器，服务器接收到外部温度异常信号后，对制备器皿周边温度进行管控；

若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值处于数值比值阈值范围，则生成温度持续监测信号并将温度持续监测信号发送至服务器；

服务器生成空气接触监测信号并将空气接触监测信号发送至空气接触监测单元，空气接触监测单元接收到空气接触监测信号后，对乳酸菌制备过程中进行操作执行检测，判断乳酸菌制备过程中制备器皿操作执行是否满足需求，从而避免乳酸菌制备过程中执行效率异常，造成乳酸菌的制备合格率降低，提高了乳酸菌制备成功概率；

获取到乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长以及乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积，并将乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长以及乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积分别与持续时长阈值和平均接触面积阈值进行比较：

若乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长超过持续时长阈值，或者乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积超过平均接触面积阈值，则判定乳酸菌制备过程中空气接触监测异常，生成操作执行异常信号并将操作执行异常信号发送至服务器，服务器接收到操作执行异常信号后，对乳酸菌制备操作执行进行整顿；

若乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长未超过持续时长阈值，且乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积未超过平均接触面积阈值，则判定乳酸菌制备过程中空气接触监测正常，生成操作执行正常信号并将操作执行正常信号发送至服务器。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；

本发明在使用时，服务器生成酸碱度监测信号并将酸碱度监测信号发送至酸碱度监测单元，酸碱度监测单元接收到酸碱度监测信号后，对乳酸菌制备进行酸碱度实时监测，获取到乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数，根据酸碱度监测系数比较生成酸碱度异常信号或者酸碱度正常信号，并将其发送至服务器；服务器接收到酸碱度正常信号后，生成培养温度监测信号并将培养温度监测信号发送至培养温度监测单元，培养温度监测单元接收到培养温度监测信号后，对乳酸菌制备培养温度进行监测，通过分析生成器皿控温异常信号、器皿控温正常信号、内部温度异常信号、外部温度正常信号以及温度持续监测信号，并将其发送至服务器；服务器生成空气接触监测信号并将空气接触监测信号发送至空气接触监测单元，空气接触监测单元接收到空气接触监测信号后，对乳酸菌制备过程中进行操作执行检测，通过分析生成操作执行异常信号或者操作执行正常信号，并将其发送至服务器。

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)

1.一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，其特征在于，包括服务器，服务器通讯连接有酸碱度监测单元、空气接触监测单元以及培养温度监测单元；

服务器生成酸碱度监测信号并将酸碱度监测信号发送至酸碱度监测单元，酸碱度监测单元接收到酸碱度监测信号后，对乳酸菌制备进行酸碱度实时监测，获取到乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数，根据酸碱度监测系数比较生成酸碱度异常信号或者酸碱度正常信号，并将其发送至服务器；

服务器接收到酸碱度正常信号后，生成培养温度监测信号并将培养温度监测信号发送至培养温度监测单元，培养温度监测单元接收到培养温度监测信号后，对乳酸菌制备培养温度进行监测，通过分析生成器皿控温异常信号、器皿控温正常信号、内部温度异常信号、外部温度正常信号以及温度持续监测信号，并将其发送至服务器；

服务器生成空气接触监测信号并将空气接触监测信号发送至空气接触监测单元，空气接触监测单元接收到空气接触监测信号后，对乳酸菌制备过程中进行操作执行检测，通过分析生成操作执行异常信号或者操作执行正常信号，并将其发送至服务器。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，其特征在于，酸碱度监测单元的运行过程如下：

获取到乳酸菌制备器皿初始酸碱度与预设酸碱度的偏差值以及乳酸菌制备器皿开始制备后酸碱度往复浮动平均跨度，并将乳酸菌制备器皿初始酸碱度与预设酸碱度的偏差值以及乳酸菌制备器皿开始制备后酸碱度往复浮动平均跨度分别标记为PPC和PJK；获取到乳酸菌制备器皿制备过程中酸碱度浮动数值控制值预设酸碱度的最长需求时长，并将乳酸菌制备器皿制备过程中酸碱度浮动数值控制值预设酸碱度的最长需求时长标记为XQS；通过公式获取到乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG；将乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG与酸碱度监测系数阈值进行比较。

3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，其特征在于，公式为其中，a1、a2以及a3均为预设比例系数，且a1＞a2＞a3＞1，α为误差修正因子，取值为0.98。

4.根据权利要求2所述的一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，其特征在于，若乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG超过酸碱度监测系数阈值，则判断乳酸菌制备过程中酸碱度监测异常，生成酸碱度异常信号并将酸碱度异常信号发送至服务器，服务器接收到酸碱度异常信号后，对当前执行制备的制备器皿进行乳酸菌成分监测并将后续制备过程进行酸碱度控制；若乳酸菌制备过程中酸碱度监测系数HG未超过酸碱度监测系数阈值，则判断乳酸菌制备过程中酸碱度监测正常，生成酸碱度正常信号并将酸碱度正常信号发送至服务器。

5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，其特征在于，培养温度监测单元的运行过程如下：

获取到乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率以及制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值，并将乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率以及制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值进行分析。

6.根据权利要求5所述的一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，其特征在于，若乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率超过浮动频率阈值，则判定乳酸菌制备过程中制备器皿的温度控制性能异常，生成器皿控温异常信号并将器皿控温异常信号发送至服务器，服务器接收到器皿控温异常信号后，将当前制备器皿进行更换；

若乳酸菌制备过程中制备器皿对应内外温度控制差的浮动频率未超过浮动频率阈值，则判定乳酸菌制备过程中制备器皿的温度控制性能正常，生成器皿控温正常信号并将器皿控温正常信号发送至服务器。

7.根据权利要求6所述的一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，其特征在于，若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值超过数值比值阈值范围，则判定制备器皿内乳酸菌培养温度异常，生成内部温度异常信号并将内部温度异常信号发送至服务器，服务器接收到内部温度异常信号后，将实时添加成分进行监测并对制备器皿的内部温度进行控制；若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值未超过数值比值阈值范围，则判定制备器皿外乳酸菌培养温度异常，生成外部温度正常信号并将外部温度正常信号发送至服务器，服务器接收到外部温度异常信号后，对制备器皿周边温度进行管控；

若制备器皿内外温度差值浮动时乳酸菌制备器皿内外温度浮动量对应数值比值处于数值比值阈值范围，则生成温度持续监测信号并将温度持续监测信号发送至服务器。

8.根据权利要求1所述的一种基于物联网的乳酸菌热干法制备用环境监测系统，其特征在于，空气接触监测单元的运行过程如下：

获取到乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长以及乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积，并将乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长以及乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积分别与持续时长阈值和平均接触面积阈值进行比较：

若乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长超过持续时长阈值，或者乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积超过平均接触面积阈值，则判定乳酸菌制备过程中空气接触监测异常，生成操作执行异常信号并将操作执行异常信号发送至服务器，服务器接收到操作执行异常信号后，对乳酸菌制备操作执行进行整顿；

若乳酸菌制备过程中制备操作执行时乳酸菌制备器皿内部接触空气的持续时长未超过持续时长阈值，且乳酸菌制备过程中乳酸菌制备器皿内部接触空气时对应平均接触面积未超过平均接触面积阈值，则判定乳酸菌制备过程中空气接触监测正常，生成操作执行正常信号并将操作执行正常信号发送至服务器。