一、項目背景

煙草行業在生產過程十分復雜，而煙葉堆儲放和管理工作質量是煙草生產中的關鍵環節，因此建設煙葉堆實時監測系統具有非常重要的實際意義和應用價值。

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

所以建設煙葉堆實時監測系統具有非常重要的實際意義，它主要表現在以下幾個方面。

（1）保證煙葉的產品質量

卷煙成品的質量主要由原材料煙葉的質量決定，煙葉質量在經過挑選后都具備了較高的品質，而持續保持高品質最關鍵的環節就是其存放環境，由于煙葉儲存的特殊性，使得煙葉的存放成為煙廠生產過程中一個很重要的環節。

煙葉的特性之一是在高溫環境下容易吸收大量水分，在溫度降低時又釋放出來，結露成水，造成微生物的大量繁殖，引起煙葉大面積的沖燒、變色、變質、霉爛、蟲蛀等現象，造成嚴重的經濟損失。

在自然的狀態下，煙葉堆的環境根據氣候的變化不能持續滿足存儲要求，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境，在實際生產中，煙葉倉儲的人工監管存在許多難以避免的人為因素失誤，并且對煙葉堆垛內部的溫濕度測量更是難以保證數據的及時、準確和可靠。而煙葉堆監測系統將溫度、濕度傳感器布置在煙葉堆垛內部和倉庫的適宜位置，可以實時測量倉庫各處的溫度和濕度并及時傳送給監控室，測量數據能實時顯示在監控室的電腦屏幕上，保證監控人員能夠全面了解煙葉倉庫的情況。一旦某點溫度、濕度超過預定設置，系統將迅速向監控人員報警（如：發短信，微信等），詳細顯示庫房具體位置的異常溫度、濕度變化，并指導煙葉翻垛及通風等生產操作，可以有效預防因溫度、濕度變化引起的煙葉變質等各種事件發生。

（2）有助于研究煙葉自然醇化機理

煙葉存儲的另一特殊性是煙葉經過相當時間的存儲過程后在顏色、香氣、吃味方面都有顯著變化，這種煙葉品質的變化被稱為“自然醇化’’，煙葉存放過程實際就是其自然醇化的過程。煙葉在自然醇化過程中對環境要求很高，不同質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境要求有適當的溫度、濕度、二氧化碳和氧氣的含量，其中倉庫環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嚴重下降。

煙葉倉庫的環境監測系統采集了煙葉的醇化過程中的第一手環境資料，它有助于合理地掌握自然醇化速度調控，也為研究醇化規律和醇化預測模型提供了大量數據信息模型，可以逐步建立庫存煙葉醇化質量大數據云，并根據煙葉醇化質量提出合理的使用建議。

（3）提高生產效率和管理水平

煙草倉庫實時監測系統跟人工監管相比具有不可比擬的優勢。首先煙葉堆實時監測系統實時性好、可靠性高、操作簡便，可有效地提高生產效率和管理水平。煙葉堆實時監測系統數據采樣間隔時間短，監測數據既能定時傳輸也可隨時召喚，同時也可以超限傳輸。布置在煙葉堆垛內的定點監測比人工臨時測量更穩定和更準確。煙葉堆實時監測系統可以實現自動化生產管理，是煙草行業信息化系統的重要組成部分。

（4）保障生產安全

煙葉堆實時監測系統可以將已有的環境傳感監測裝置、防火報警裝置和視頻防盜裝置結合起來，從而實現監測環境溫濕度、檢測室內氣體、非法闖入報警等系統功能，這樣形成一個全方位的倉庫環境安全監測系統，可以有效地保障生產安全。

二、系統概述

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

煙葉堆環境監測系統主要由智能一體化監測站（物聯網關、無線溫濕度傳感器、無線采集裝置、無線氣體傳感器）、傳感數據網、網絡交換設備、網絡數據采集終端、數據服務器、預警系統、信息發布系統及監控管理系統等構成，它針對客戶的實際需求提供了一整套最佳解決方案。系統的產品主要由深圳信立科技自主研發的產品構成，具有自主性、穩定性、可靠性、低功耗等特點。

三、系統設計

1、設計需求

為了實時了解煙葉堆堆內環境溫濕度情況，本系統將利用傳感網絡技術對煙葉堆堆內環境溫度、濕度等數據進行實時監測，并將監測信息通過網絡方式傳輸到煙堆管理中心，從而實現煙堆管理單位對煙堆的實時監測及管理。

2、系統結構

系統結構上采用分層分布式設計，縱向分為三層：監控層、網絡通訊層和現場設備層。監控層包括大屏監視器、移動終端、監控計算機、監控管理軟件等；網絡通訊層包括傳感器、采集裝置、物聯網關等無線網絡通信設備；現場設備主要由溫、濕度傳感器和其他設備構成。

四、系統建設方案

根據煙葉堆溫、濕度監測的需要，本煙葉堆倉庫采用智能環境監測系統，從而實現對煙葉發酵堆內的多點溫、濕度24小時實時自動監控。具體方案如下：

根據對煙堆庫內部結構及布局特點進行分析，本系統將在每個煙堆設置一個監測站，這些監測站將對每個煙葉堆進行實時監測。

1） 煙堆監測站原則上按照一堆一站的配置進行部署，每個監測站根據煙堆的規模配置6~12組溫、濕度傳感器，確保煙堆數據的準確；

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

3） 智能溫濕度傳感器采用低功耗設計，供電用電池供電。

4） 煙堆監測站數據通信采用無線Lora進行傳輸，每個監測站點的溫、濕度信息通過物聯網關接收，所有采集獲取到的數據由環境監測管理系統對數據進行展示和分析，并形成各個監測點的溫、濕度監測歷史數據。同時把數據發布。

5） 當某個溫、濕度監測點的數據出現異常，環境監測管理系統將對發生預警操作，提示管理人員。

五、 系統簡介

1、系統監測軟件簡介

煙堆各庫房通過傳感器采集到相關數據以后，通過無線將數據匯總至管理系統云服務器上。通過環境監測系統分析數據后，從而實現對各房間環境參數的監測工作！

軟件可實現實時監測，實時記錄，數據報表，歷史曲線、數據常年存儲及查詢，軟件拓展功能報警、聲光報警、短信報警等系統控制功能。

（1）提供每個監測點的實時測量溫濕度值，

（2）提供實時報警功能，超過上下限時，通過音頻設備（如音箱）報警，聲光報警器、短信、軟件界面相應數值閃爍跳動。

（3）提供歷史數據查詢，支持過去任一時段的數據查詢。

（4）提供歷史曲線查詢，通過曲線變化，總結變化規律，總結經驗。

（5）數據自動儲記錄，記錄數據可導出Excel格式。

（6）監測軟件采用工業組態開發，具有性能穩定、功能豐富、組態靈活，擴展方便等諸多優點。如可以根據傳感器分布提供軟件界面，在界面上區分傳感器位置、布局、每個監測點位置等按照實際布局安排，確保監測界面的生動形象。

2、系統的特點

所有溫濕度監測設備均采用低功耗設計。

可在線實時24小時連續采集和記錄監測點位的溫度、濕度、壓差等各項參數情況，以布局、仿真、曲線、表格等四種視圖顯示監測結果，方便用戶觀測，監測點位可擴充多達上千個點；

支持多種數據采集通訊方式，如Lora、433MHZ、wifi、4G、NB；

可設定各監控點位的溫濕度報警限值，當出現被監控點位數據異常時可自動發出報警信號，報警方式包括：現場聲光報警、手機短信息報警等，系統可通知不同的值班人員；

設備改進、檢修過程中及檢修完成后，均不需要停止或重新啟動機房監控系統；

本系統除了常規界面，還有地圖顯示功能。每個監測點的名稱和單位名稱均可自定義，平面地圖管理界面，可直觀對溫濕度監測數據信息進行管理。各溫濕度監測點信息及監測數據清晰直觀，易于管理。

自動控制功能，當測量值達到設定值時可自動輸出控制信號給相關的被控設備，使其啟動或者關閉。

強大的數據處理與通訊能力，采用計算機網絡通訊技術，局域網內的任何一臺電腦都可以訪問監控電腦，在線查看監控點位的溫濕度變化情況，實現遠程監測，系統不但能夠在值班室監測，領導在自己的辦公室也可以非常方便地查看和監控。

責任編輯：tzh