一、項目背景

煙草行業(yè)在生產(chǎn)過程十分復(fù)雜，而煙葉堆儲放和管理工作質(zhì)量是煙草生產(chǎn)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此建設(shè)煙葉堆實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)具有非常重要的實(shí)際意義和應(yīng)用價值。

卷煙生產(chǎn)和儲存過程中，對于煙草質(zhì)量的保證至關(guān)重要。煙葉堆的儲放環(huán)境對卷煙品質(zhì)影響很大，傳統(tǒng)煙葉堆存放環(huán)境質(zhì)量均采用人工測量記錄，因此，管理人員對倉儲環(huán)境的管理缺乏有效的監(jiān)測手段。

所以建設(shè)煙葉堆實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)具有非常重要的實(shí)際意義，它主要表現(xiàn)在以下幾個方面。

(1)保證煙葉的產(chǎn)品質(zhì)量

卷煙成品的質(zhì)量主要由原材料煙葉的質(zhì)量決定，煙葉質(zhì)量在經(jīng)過挑選后都具備了較高的品質(zhì)，而持續(xù)保持高品質(zhì)最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)就是其存放環(huán)境，由于煙葉儲存的特殊性，使得煙葉的存放成為煙廠生產(chǎn)過程中一個很重要的環(huán)節(jié)。

煙葉的特性之一是在高溫環(huán)境下容易吸收大量水分，在溫度降低時又釋放出來，結(jié)露成水，造成微生物的大量繁殖，引起煙葉大面積的沖燒、變色、變質(zhì)、霉?fàn)€、蟲蛀等現(xiàn)象，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。

在自然的狀態(tài)下，煙葉堆的環(huán)境根據(jù)氣候的變化不能持續(xù)滿足存儲要求，所以需要有效地控制倉庫中的溫度和濕度，給煙葉存放帶來一個安全的環(huán)境，在實(shí)際生產(chǎn)中，煙葉倉儲的人工監(jiān)管存在許多難以避免的人為因素失誤，并且對煙葉堆垛內(nèi)部的溫濕度測量更是難以保證數(shù)據(jù)的及時、準(zhǔn)確和可靠。而煙葉堆監(jiān)測系統(tǒng)將溫度、濕度傳感器布置在煙葉堆垛內(nèi)部和倉庫的適宜位置，可以實(shí)時測量倉庫各處的溫度和濕度并及時傳送給監(jiān)控室，測量數(shù)據(jù)能實(shí)時顯示在監(jiān)控室的電腦屏幕上，保證監(jiān)控人員能夠全面了解煙葉倉庫的情況。一旦某點(diǎn)溫度、濕度超過預(yù)定設(shè)置，系統(tǒng)將迅速向監(jiān)控人員報警（如：發(fā)短信，微信等），詳細(xì)顯示庫房具體位置的異常溫度、濕度變化，并指導(dǎo)煙葉翻垛及通風(fēng)等生產(chǎn)操作，可以有效預(yù)防因溫度、濕度變化引起的煙葉變質(zhì)等各種事件發(fā)生。

(2)有助于研究煙葉自然醇化機(jī)理

煙葉存儲的另一特殊性是煙葉經(jīng)過相當(dāng)時間的存儲過程后在顏色、香氣、吃味方面都有顯著變化，這種煙葉品質(zhì)的變化被稱為“自然醇化’’，煙葉存放過程實(shí)際就是其自然醇化的過程。煙葉在自然醇化過程中對環(huán)境要求很高，不同質(zhì)量的煙葉其最佳醇化時間、存放要求都不一樣；在煙葉自然醇化過程中對倉庫環(huán)境要求有適當(dāng)?shù)臏囟?、濕度、二氧化碳和氧氣的含量，其中倉庫環(huán)境的溫濕度有決定性影響，不適宜的溫濕度會造成煙葉過度醇化使品質(zhì)嚴(yán)重下降。

煙葉倉庫的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)采集了煙葉的醇化過程中的第一手環(huán)境資料，它有助于合理地掌握自然醇化速度調(diào)控，也為研究醇化規(guī)律和醇化預(yù)測模型提供了大量數(shù)據(jù)信息模型，可以逐步建立庫存煙葉醇化質(zhì)量大數(shù)據(jù)云，并根據(jù)煙葉醇化質(zhì)量提出合理的使用建議。

(3)提高生產(chǎn)效率和管理水平

煙草倉庫實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)跟人工監(jiān)管相比具有不可比擬的優(yōu)勢。首先煙葉堆實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)時性好、可靠性高、操作簡便，可有效地提高生產(chǎn)效率和管理水平。煙葉堆實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)數(shù)據(jù)采樣間隔時間短，監(jiān)測數(shù)據(jù)既能定時傳輸也可隨時召喚，同時也可以超限傳輸。布置在煙葉堆垛內(nèi)的定點(diǎn)監(jiān)測比人工臨時測量更穩(wěn)定和更準(zhǔn)確。煙葉堆實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)管理，是煙草行業(yè)信息化系統(tǒng)的重要組成部分。

(4)保障生產(chǎn)安全

煙葉堆實(shí)時監(jiān)測系統(tǒng)可以將已有的環(huán)境傳感監(jiān)測裝置、防火報警裝置和視頻防盜裝置結(jié)合起來，從而實(shí)現(xiàn)監(jiān)測環(huán)境溫濕度、檢測室內(nèi)氣體、非法闖入報警等系統(tǒng)功能，這樣形成一個全方位的倉庫環(huán)境安全監(jiān)測系統(tǒng)，可以有效地保障生產(chǎn)安全。

二、系統(tǒng)概述

深圳信立科技煙葉堆環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)是一款基于智能化的環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，它適用于已建成的對環(huán)境要求較高的場所（包括各種倉庫、實(shí)驗室，廠房、無塵室、機(jī)房；孵房、大棚、溫室等）。

煙葉堆環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)主要由智能一體化監(jiān)測站（物聯(lián)網(wǎng)關(guān)、無線溫濕度傳感器、無線采集裝置、無線氣體傳感器）、傳感數(shù)據(jù)網(wǎng)、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)采集終端、數(shù)據(jù)服務(wù)器、預(yù)警系統(tǒng)、信息發(fā)布系統(tǒng)及監(jiān)控管理系統(tǒng)等構(gòu)成，它針對客戶的實(shí)際需求提供了一整套最佳解決方案。系統(tǒng)的產(chǎn)品主要由深圳信立科技自主研發(fā)的產(chǎn)品構(gòu)成，具有自主性、穩(wěn)定性、可靠性、低功耗等特點(diǎn)。

三、系統(tǒng)設(shè)計

1、設(shè)計需求

為了實(shí)時了解煙葉堆堆內(nèi)環(huán)境溫濕度情況，本系統(tǒng)將利用傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)對煙葉堆堆內(nèi)環(huán)境溫度、濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測，并將監(jiān)測信息通過網(wǎng)絡(luò)方式傳輸?shù)綗煻压芾碇行模瑥亩鴮?shí)現(xiàn)煙堆管理單位對煙堆的實(shí)時監(jiān)測及管理。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上采用分層分布式設(shè)計，縱向分為三層：監(jiān)控層、網(wǎng)絡(luò)通訊層和現(xiàn)場設(shè)備層。監(jiān)控層包括大屏監(jiān)視器、移動終端、監(jiān)控計算機(jī)、監(jiān)控管理軟件等；網(wǎng)絡(luò)通訊層包括傳感器、采集裝置、物聯(lián)網(wǎng)關(guān)等無線網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備；現(xiàn)場設(shè)備主要由溫、濕度傳感器和其他設(shè)備構(gòu)成。

四、系統(tǒng)建設(shè)方案

根據(jù)煙葉堆溫、濕度監(jiān)測的需要，本煙葉堆倉庫采用智能環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，從而實(shí)現(xiàn)對煙葉發(fā)酵堆內(nèi)的多點(diǎn)溫、濕度24小時實(shí)時自動監(jiān)控。具體方案如下：

根據(jù)對煙堆庫內(nèi)部結(jié)構(gòu)及布局特點(diǎn)進(jìn)行分析，本系統(tǒng)將在每個煙堆設(shè)置一個監(jiān)測站，這些監(jiān)測站將對每個煙葉堆進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測。

1) 煙堆監(jiān)測站原則上按照一堆一站的配置進(jìn)行部署，每個監(jiān)測站根據(jù)煙堆的規(guī)模配置6~12組溫、濕度傳感器，確保煙堆數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確；

2) 煙堆監(jiān)測站內(nèi)各組溫、濕度傳感器在煙堆內(nèi)部分布盡可能均勻，確保對整個煙葉堆溫、濕度的有效監(jiān)測；

3) 智能溫濕度傳感器采用低功耗設(shè)計，供電用電池供電；

4)煙堆監(jiān)測站數(shù)據(jù)通信采用無線Lora進(jìn)行傳輸，每個監(jiān)測站點(diǎn)的溫、濕度信息通過物聯(lián)網(wǎng)關(guān)接收，所有采集獲取到的數(shù)據(jù)由環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行展示和分析，并形成各個監(jiān)測點(diǎn)的溫、濕度監(jiān)測歷史數(shù)據(jù)。同時把數(shù)據(jù)發(fā)布。

5)當(dāng)某個溫、濕度監(jiān)測點(diǎn)的數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常，環(huán)境監(jiān)測管理系統(tǒng)將對發(fā)生預(yù)警操作，提示管理人員。

五、 系統(tǒng)簡介

1、系統(tǒng)監(jiān)測軟件簡介

煙堆各庫房通過傳感器采集到相關(guān)數(shù)據(jù)以后，通過無線將數(shù)據(jù)匯總至管理系統(tǒng)云服務(wù)器上。通過環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)分析數(shù)據(jù)后，從而實(shí)現(xiàn)對各房間環(huán)境參數(shù)的監(jiān)測工作!

軟件可實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)測，實(shí)時記錄，數(shù)據(jù)報表，歷史曲線、數(shù)據(jù)常年存儲及查詢，軟件拓展功能報警、聲光報警、短信報警等系統(tǒng)控制功能。

（1）提供每個監(jiān)測點(diǎn)的實(shí)時測量溫濕度值；

（2）提供實(shí)時報警功能，超過上下限時，通過音頻設(shè)備（如音箱）報警，聲光報警器、短信、軟件界面相應(yīng)數(shù)值閃爍跳動；

（3）提供歷史數(shù)據(jù)查詢，支持過去任一時段的數(shù)據(jù)查詢；

（4）提供歷史曲線查詢，通過曲線變化，總結(jié)變化規(guī)律，總結(jié)經(jīng)驗；

（5）數(shù)據(jù)自動儲記錄，記錄數(shù)據(jù)可導(dǎo)出Excel格式；

（6）監(jiān)測軟件采用工業(yè)組態(tài)開發(fā)，具有性能穩(wěn)定、功能豐富、組態(tài)靈活，擴(kuò)展方便等諸多優(yōu)點(diǎn)。如可以根據(jù)傳感器分布提供軟件界面，在界面上區(qū)分傳感器位置、布局、每個監(jiān)測點(diǎn)位置等按照實(shí)際布局安排，確保監(jiān)測界面的生動形象。

2、系統(tǒng)的特點(diǎn)

所有溫濕度監(jiān)測設(shè)備均采用低功耗設(shè)計；

可在線實(shí)時24小時連續(xù)采集和記錄監(jiān)測點(diǎn)位的溫度、濕度、壓差等各項參數(shù)情況，以布局、仿真、曲線、表格等四種視圖顯示監(jiān)測結(jié)果，方便用戶觀測，監(jiān)測點(diǎn)位可擴(kuò)充多達(dá)上千個點(diǎn)；

支持多種數(shù)據(jù)采集通訊方式，如Lora、433MHZ、wifi、4G、NB；

可設(shè)定各監(jiān)控點(diǎn)位的溫濕度報警限值，當(dāng)出現(xiàn)被監(jiān)控點(diǎn)位數(shù)據(jù)異常時可自動發(fā)出報警信號，報警方式包括：現(xiàn)場聲光報警、手機(jī)短信息報警等，系統(tǒng)可通知不同的值班人員；

設(shè)備改進(jìn)、檢修過程中及檢修完成后，均不需要停止或重新啟動機(jī)房監(jiān)控系統(tǒng)；

本系統(tǒng)除了常規(guī)界面，還有地圖顯示功能。每個監(jiān)測點(diǎn)的名稱和單位名稱均可自定義，平面地圖管理界面，可直觀對溫濕度監(jiān)測數(shù)據(jù)信息進(jìn)行管理。各溫濕度監(jiān)測點(diǎn)信息及監(jiān)測數(shù)據(jù)清晰直觀，易于管理；

自動控制功能，當(dāng)測量值達(dá)到設(shè)定值時可自動輸出控制信號給相關(guān)的被控設(shè)備，使其啟動或者關(guān)閉；

強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理與通訊能力，采用計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)，局域網(wǎng)內(nèi)的任何一臺電腦都可以訪問監(jiān)控電腦，在線查看監(jiān)控點(diǎn)位的溫濕度變化情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，系統(tǒng)不但能夠在值班室監(jiān)測，領(lǐng)導(dǎo)在自己的辦公室也可以非常方便地查看和監(jiān)控。