烟厂烟叶仓库环境监测系统方案

一、项目背景

烟草行业在生产过程十分复杂，而烟叶堆储放和管理工作质量是烟草生产中的关键环节，因此建设烟叶堆实时监测系统具有非常重要的实际意义和应用价值。

卷烟生产和储存过程中，对于烟草质量的保证至关重要。烟叶堆的储放环境对卷烟品质影响很大，传统烟叶堆存放环境质量均采用人工测量记录，因此，管理人员对仓储环境的管理缺乏有效的监测手段。

所以建设烟叶堆实时监测系统具有非常重要的实际意义，它主要表现在以下几个方面。

（1）保证烟叶的产品质量

卷烟成品的质量主要由原材料烟叶的质量决定，烟叶质量在经过挑选后都具备了较高的品质，而持续保持高品质最关键的环节就是其存放环境，由于烟叶储存的特殊性，使得烟叶的存放成为烟厂生产过程中一个很重要的环节。

烟叶的特性之一是在高温环境下容易吸收大量水分，在温度降低时又释放出来，结露成水，造成微生物的大量繁殖，引起烟叶大面积的冲烧、变色、变质、霉烂、虫蛀等现象，造成严重的经济损失。

在自然的状态下，烟叶堆的环境根据气候的变化不能持续满足存储要求，所以需要有效地控制仓库中的温度和湿度，给烟叶存放带来一个安全的环境，在实际生产中，烟叶仓储的人工监管存在许多难以避免的人为因素失误，并且对烟叶堆垛内部的温湿度测量更是难以保证数据的及时、准确和可靠。而烟叶堆监测系统将温度、湿度传感器布置在烟叶堆垛内部和仓库的适宜位置，可以实时测量仓库各处的温度和湿度并及时传送给监控室，测量数据能实时显示在监控室的电脑屏幕上，保证监控人员能够全面了解烟叶仓库的情况。一旦某点温度、湿度超过预定设置，系统将迅速向监控人员报警（如：发短信，微信等），详细显示库房具体位置的异常温度、湿度变化，并指导烟叶翻垛及通风等生产操作，可以有效预防因温度、湿度变化引起的烟叶变质等各种事件发生。

（2）有助于研究烟叶自然醇化机理

烟叶存储的另一特殊性是烟叶经过相当时间的存储过程后在颜色、香气、吃味方面都有显著变化，这种烟叶品质的变化被称为“自然醇化’’，烟叶存放过程实际就是其自然醇化的过程。烟叶在自然醇化过程中对环境要求很高，不同质量的烟叶其最佳醇化时间、存放要求都不一样；在烟叶自然醇化过程中对仓库环境要求有适当的温度、湿度、二氧化碳和氧气的含量，其中仓库环境的温湿度有决定性影响，不适宜的温湿度会造成烟叶过度醇化使品质严重下降。

烟叶仓库的环境监测系统采集了烟叶的醇化过程中的第一手环境资料，它有助于合理地掌握自然醇化速度调控，也为研究醇化规律和醇化预测模型提供了大量数据信息模型，可以逐步建立库存烟叶醇化质量大数据云，并根据烟叶醇化质量提出合理的使用建议。

（3）提高生产效率和管理水平

烟草仓库实时监测系统跟人工监管相比具有不可比拟的优势。首先烟叶堆实时监测系统实时性好、可靠性高、操作简便，可有效地提高生产效率和管理水平。烟叶堆实时监测系统数据采样间隔时间短，监测数据既能定时传输也可随时召唤，同时也可以超限传输。布置在烟叶堆垛内的定点监测比人工临时测量更稳定和更准确。烟叶堆实时监测系统可以实现自动化生产管理，是烟草行业信息化系统的重要组成部分。

（4）保障生产安全

烟叶堆实时监测系统可以将已有的环境传感监测装置、防火报警装置和视频防盗装置结合起来，从而实现监测环境温湿度、检测室内气体、非法闯入报警等系统功能，这样形成一个全方位的仓库环境安全监测系统，可以有效地保障生产安全。

二、系统概述

深圳信立科技烟叶堆环境监测系统是一款基于智能化的环境监测系统，它适用于已建成的对环境要求较高的场所（包括各种仓库、实验室，厂房、无尘室、机房；孵房、大棚、温室等）。

烟叶堆环境监测系统主要由智能一体化监测站（物联网关、无线温湿度传感器、无线采集装置、无线气体传感器）、传感数据网、网络交换设备、网络数据采集终端、数据服务器、预警系统、信息发布系统及监控管理系统等构成，它针对客户的实际需求提供了一整套最佳解决方案。系统的产品主要由深圳信立科技自主研发的产品构成，具有自主性、稳定性、可靠性、低功耗等特点。

三、系统设计

1、设计需求

为了实时了解烟叶堆堆内环境温湿度情况，本系统将利用传感网络技术对烟叶堆堆内环境温度、湿度等数据进行实时监测，并将监测信息通过网络方式传输到烟堆管理中心，从而实现烟堆管理单位对烟堆的实时监测及管理。

2、系统结构

系统结构上采用分层分布式设计，纵向分为三层：监控层、网络通讯层和现场设备层。监控层包括大屏监视器、移动终端、监控计算机、监控管理软件等；网络通讯层包括传感器、采集装置、物联网关等无线网络通信设备；现场设备主要由温、湿度传感器和其他设备构成。

四、系统建设方案

根据烟叶堆温、湿度监测的需要，本烟叶堆仓库采用智能环境监测系统，从而实现对烟叶发酵堆内的多点温、湿度24小时实时自动监控。具体方案如下：

根据对烟堆库内部结构及布局特点进行分析，本系统将在每个烟堆设置一个监测站，这些监测站将对每个烟叶堆进行实时监测。

1） 烟堆监测站原则上按照一堆一站的配置进行部署，每个监测站根据烟堆的规模配置6~12组温、湿度传感器，确保烟堆数据的准确；

2） 烟堆监测站内各组温、湿度传感器在烟堆内部分布尽可能均匀，确保对整个烟叶堆温、湿度的有效监测；

3） 智能温湿度传感器采用低功耗设计，供电用电池供电。

4） 烟堆监测站数据通信采用无线Lora进行传输，每个监测站点的温、湿度信息通过物联网关接收，所有采集获取到的数据由环境监测管理系统对数据进行展示和分析，并形成各个监测点的温、湿度监测历史数据。同时把数据发布。

5） 当某个温、湿度监测点的数据出现异常，环境监测管理系统将对发生预警操作，提示管理人员。

五、 系统简介

1、系统监测软件简介

烟堆各库房通过传感器采集到相关数据以后，通过无线将数据汇总至管理系统云服务器上。通过环境监测系统分析数据后，从而实现对各房间环境参数的监测工作！

软件可实现实时监测，实时记录，数据报表，历史曲线、数据常年存储及查询，软件拓展功能报警、声光报警、短信报警等系统控制功能。

（1）提供每个监测点的实时测量温湿度值，

（2）提供实时报警功能，超过上下限时，通过音频设备（如音箱）报警，声光报警器、短信、软件界面相应数值闪烁跳动。

（3）提供历史数据查询，支持过去任一时段的数据查询。

（4）提供历史曲线查询，通过曲线变化，总结变化规律，总结经验。

（5）数据自动储记录，记录数据可导出Excel格式。

（6）监测软件采用工业组态开发，具有性能稳定、功能丰富、组态灵活，扩展方便等诸多优点。如可以根据传感器分布提供软件界面，在界面上区分传感器位置、布局、每个监测点位置等按照实际布局安排，确保监测界面的生动形象。

2、系统的特点

所有温湿度监测设备均采用低功耗设计。

可在线实时24小时连续采集和记录监测点位的温度、湿度、压差等各项参数情况，以布局、仿真、曲线、表格等四种视图显示监测结果，方便用户观测，监测点位可扩充多达上千个点；

支持多种数据采集通讯方式，如Lora、433MHZ、wifi、4G、NB；

可设定各监控点位的温湿度报警限值，当出现被监控点位数据异常时可自动发出报警信号，报警方式包括：现场声光报警、手机短信息报警等，系统可通知不同的值班人员；

设备改进、检修过程中及检修完成后，均不需要停止或重新启动机房监控系统；

本系统除了常规界面，还有地图显示功能。每个监测点的名称和单位名称均可自定义，平面地图管理界面，可直观对温湿度监测数据信息进行管理。各温湿度监测点信息及监测数据清晰直观，易于管理。

自动控制功能，当测量值达到设定值时可自动输出控制信号给相关的被控设备，使其启动或者关闭。

强大的数据处理与通讯能力，采用计算机网络通讯技术，局域网内的任何一台电脑都可以访问监控电脑，在线查看监控点位的温湿度变化情况，实现远程监测，系统不但能够在值班室监测，领导在自己的办公室也可以非常方便地查看和监控。

责任编辑：tzh