[发明专利]一种烟叶烘烤智能控制系统、方法、介质、设备及终端在审

专利信息
申请号: 202210033546.1 申请日: 2022-01-12
公开(公告)号: CN114355857A 公开(公告)日: 2022-04-15
发明(设计)人: 刘小伟;陈振国;孙光伟;刘竞;黄金国 申请(专利权)人: 华中科技大学
主分类号: G05B19/418 分类号: G05B19/418;A24B3/10
代理公司: 北京金智普华知识产权代理有限公司 11401 代理人: 张晓博
地址: 430074 湖北*** 国省代码: 湖北;42
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摘要:
搜索关键词: 一种 烟叶 烘烤 智能 控制系统 方法 介质 设备 终端
【说明书】:

发明属于烟草生产及工业控制技术领域,公开了一种烟叶烘烤智能控制系统、方法、介质、设备及终端,包括云服务端和密集烤房终端,并通过物联网技术实现数据通信;云服务端包括云服务器,云服务器内置基于机器学习算法及模型的烟叶烘烤状态及工艺控制参数决策模型,可通过数据学习和模型迭代为烘烤提供初选工艺的推荐,并提供物联网数据的接收、处理及存储服务,以及对烟叶烘烤过程的温度、湿度、烟叶变黄程度和失水量在内的关键指标的阈值预警服务;密集烤房终端采用瘦客户端的设计方式,包括烟叶烘烤智能控制器、多个烤烟状态传感采集模块等。本发明能够减轻烤烟从业者的劳动强度,提升烟草产业的整体经济效益。

技术领域

本发明属于烟草生产及工业控制技术领域,尤其涉及一种烟叶烘烤智能控制系统、方法、介质、设备及终端。

背景技术

目前,烟叶烘烤作为新鲜烟草从烟田采收后的第一步处理工艺,是决定最终香烟成品质量和品质的最关键步骤之一。烟叶烘烤工艺较为复杂,每个烘烤批次的烟叶通常需要在烤房内连续烘烤7至8天的时间。烟叶烘烤过程是利用叶片衰老死亡的生物学属性,通过人为控制环境因素使鲜烟叶内部组织处于适宜的衰亡条件下,将叶内的大分子有机物降解、消耗、转化为对香烟品质有益的物质,当烟叶内的物质转化到适宜的程度时,立即加速烟叶的脱水干燥,停止内部的化学反应,以确保得到化学成分最优的干烟叶。在这个过程中,烟叶的变黄程度、失水程度是烟农判断烟叶当前烘烤阶段完成度的重要观测指标,烘烤的温度、湿度以及稳温时间是影响烤成烟叶品质的重要因素。

目前广泛使用的烟叶烘烤生产方式是采用密集烤房和数字式控制仪进行烘烤。密集烤房集中大量地装载鲜烟叶,通过控制仪内预设的烘烤工艺曲线,通过控制鼓风机、循环风机等调整烘烤环境达到最佳。烤烟过程的变黄与失水状态等关键参考指标仍以人眼观察为基础、结合烘烤师个人经验进行主观判断,即使目前已大量推广烤房自控设备,但大都只能单向执行控制,并未形成闭环系统,控制方案较为单一且需人工干预调整,并未做到烟叶烘烤的智能控制。这就造成了目前烟叶烘烤生产中劳动强度大,需人不分白昼持续七天值守并定期观察,凭个人经验难以准确判断烤烟状态,常常导致烤坏烟等的问题,传统烘烤生产方式的弊端仍未得到有效解决。因此,亟需设计一种新的烟叶烘烤智能控制系统及方法,以弥补现有技术的缺陷。

通过上述分析,现有技术存在的问题及缺陷为:

(1)现有烤房自控设备大都只能单向执行控制,并未形成闭环系统,控制方案较为单一且需人工干预调整,并未做到烟叶烘烤的智能控制。

(2)目前烟叶烘烤生产中劳动强度大,需人不分白昼持续七天值守并定期观察,凭个人经验难以准确判断烤烟状态,常常导致烤坏烟等问题。

解决以上问题及缺陷的难度为:

为解决以上问题,需研发在密集烤房高温、高压环境特点下适用的数据采集设备及终端,山区适用的物联网无线通讯方式及相应的通信协议,并将传统的人工监视和决策方式采用机器智能的方式来实现。

解决以上问题及缺陷的意义为:

通过上述技术思路,借助云服务和物联网技术将烘烤过程的关键状态数字化,作为烤烟智能决策的依据,进而为烤烟过程提供智能决策的模型支持。如此实现烟叶烘烤过程的闭环控制系统,提高烤烟质量及烟农的工作强度。

发明内容

针对现有技术存在的问题,本发明提供了一种烟叶烘烤智能控制系统、方法、介质、设备及终端,尤其涉及一种应用于烟叶烘烤生产中密集烤房烤烟过程的传感、决策、控制及执行的基于云服务、物联网技术及瘦客户端的烟叶烘烤智能控制系统、方法、介质、设备及终端。

本发明是这样实现的,一种烟叶烘烤智能控制系统,所述烟叶烘烤智能控制系统包括云服务端和密集烤房终端。

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