用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统、方法及介质

技术领域

本发明涉及烟草存储技术领域，尤其涉及一种用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统、方法及介质。

背景技术

烟草行业的片烟库房中，存放大量用纸箱储藏的原料片烟。因有醇化的要求，这些片烟原料需要在库房中存放多年。片烟原料存放时间长短各不同，取决于卷烟生产的需要。用纸箱存储的片烟原料的含水率，受环境温度、湿度影响。当纸箱长期存放在温度、湿度较高的环境中，纸箱内的片烟吸收周围环境空气中的水份。在温度较高时，吸收了空气中水份的片烟原料容易霉变，造成原料片烟的损失。

现有的片烟原料库房中，有一些温度监测仪，但没有能满足片烟原料库房使用的烟叶水份监测仪。不能掌控整个库房的片烟原料的水份变化，无法对可能存在片烟原料霉变风险时，进行提前预警。

发明内容

本发明实施例提供一种用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统、方法和介质，以提高片烟原料状态监控的及时性和保存过程中的安全性。

为了解决上述技术问题，本申请实施例提供一种用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统，包括若干无线温度水份监测仪和后台主机系统，所述用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统还包括若干无线基站，每个区域的所有所述无线温度水份监测仪对应一个无线基站，所述无线温度水份监测仪基于无线基站与所述后台主机系统进行通信；

所述后台主机系统包含监测仪校准模块、同步控制模块和霉变预判模块，所述同步控制模块通过无线通讯的方式，同步唤醒每个所述无线温度水份监测仪进行被测烟包包芯的温度水份信息采集，所述霉变预判模块根据接收到的采集到信息判断是否会产生霉变，所述监测仪校准模块用于校准所述无线温度水份监测仪，确保每个所述无线温度水份监测仪的精准度是满足片烟原料库房使用指标要求的。

可选地，所述用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统还包括排风除湿设备，所述后台主机系统还包括预警模块；

所述预警模块用于在所述霉变预判模块的判断结果为存在霉变风险时，控制所述排风除湿设备进行环境调节。

可选地，所述同步控制模块包括命令下发单元、信息接收单元、计时单元和时间同步单元；

所述命令下发单元用于进行命令下发；

所述信息接收单元用于接收所述所述温度水份检测设备通过无线通讯传递的采集信息；

所述计时单元用于记录所述命令下发单元和所述信息接收单元响应时刻的时间；

所述时间同步单元用于根据计时单元记录的所述命令下发单元和所述信息接收单元响应时刻的时间，对所述片烟原料温度水份检测设备进行时间同步。

可选地，根据每个所述温度水份检测设备的每次上报的采集信息，确定每个温度水份检测设备的最小时长和动态分配每一个温度水份检测设备下次上报的时间片段，以使所有所述温度水份监测仪同步上报。

可选地，所述后台主机系统还包括设备参数校准模块，所述设备参数校准模块用于将采集信息进行校准，并根据校准结果，生成所述片烟原料温度水份检测设备的参数校准清单，以使所述片烟原料温度水份检测设备根据所述参数校准清单进行参数调整。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理方法，包括：

给每个温度水份监测仪同步动态分配指定的上报时间片；

获取每个温度水份监测仪在指定的时间片上报的采集信息；

从所述采集信息，提取出被测烟包包芯的温度、水份信息；

将所述被测烟包包芯的温度、水份信息输入到预设的片烟原料温度水份流动模型中，通过所述预设的片烟原料温度水份流动模型判断是否存在霉变风险，得到判断结果；

若判断结果为存在霉变风险，则采取预设的预警和排除措施。

可选地，在所述获取每个温度水份检测设备的采集信息之前，还包括对每个所述温度水份检测设备的进行时间同步；

针对每个所述温度水份检测设备，所述对温度水份检测设备的采集时间进行时间同步，包括：

获取下发给所述温度水份检测设备的休眠命令的起始时间t1，并获取下发给所述温度水份检测设备反馈时间t2；

记录实际接收到所述温度水份检测设备反馈采集信息的时间t3；

采用如下公式计算与后台主机系统时间差:

Δt＝(t

根据△t的计算结果，确定下发给所述温度水份检测设备下次上报的时间：

其中，t2’为所述温度水份检测设备下次上报的时间。

可选地，在所述将所述校准数据输入到预设的片烟原料温度水份流动模型中之前，所述方法还包括：

获取片烟原料仓库中，每个所述温度水份监测仪设备的位置信息；

接收每个所述温度水份监测仪设备反馈的采集信息；

每个所述温度水份监测仪设备的位置信息和每个所述温度水份监测仪设备的采集信息，构建片烟原料仓库的库房的片烟原料水份流动模型，得到所述预设的片烟原料温度水份流动模型。

为了解决上述技术问题，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统的步骤。

本发明实施例提供的用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统、方法及介质，本实施例中，对片烟原料无线温度水份监测仪进行校准；后台系统动态分配每个所述片烟原料无线温度水份监测仪同步采集上报被测烟包包芯温度水份信息；在指定的时间段获取每个片烟原料无线温度水份监测仪的采集信息；从上报的采集信息中，提取出温度、水份数据；将取出温度、水份数据输入到预设的片烟原料温度水份流动模型中，通过预设的片烟原料温度水份流动模型判断是否存在霉变风险，得到判断结果，若判断结果为存在霉变风险，则采取预设的预警和排除措施。实现及时对可能存在霉变风险的片烟原料区域进行预判预警和排查，提高片烟原料预警的及时性，有利于提高片烟原料存储的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请的用于片烟原料温度份分监测仪的物联网管理系统的一个实施例的片烟原料无线温度水份检测仪的物联网管理系统架构图；

图2是本申请的用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理方法的后台主机系统采集片烟原料包芯温度水份数据及处理流程图；

图3是巡检机器人组成模块图；

图4是巡检机器人主程序流程图；

图5是待校准片烟原料无线温度水份监测仪校准流程图；

图6是标准片烟原料无线温度水份监测仪校准流程图。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。

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申请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。

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。

请参阅图1，图1示出本发明实施例提供的一种用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统，包括若干温度水份检测设备和后台主机系统，所受温度水份检测设备为无线通讯方式，用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统还包括若干无线基站，每个区域的所有温度水份检测设备对应一个无线基站，温度水份检测设备基于无线基站与后台主机系统进行通信；

后台主机系统包含同步控制模块和霉变预判模块，同步控制模块通过无线通讯的方式，同步唤醒每个温度水份检测设备进行温度水份的信息采集，霉变预判模块根据接收到的采集到信息判断是否会产生霉变。

可选地，该用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统还包括排风除湿设备，后台主机系统还包括预警模块；

预警模块用于在霉变预判模块的判断结果为存在霉变风险时，控制排风除湿设备进行环境调节。

可选地，同步控制模块包括命令下发单元、信息接收单元、计时单元和时间校准单元；

命令下发单元用于进行命令下发；

信息接收单元用于接收温度水份检测设备通过无线通讯传递的采集信息；

计时单元用于记录命令下发单元和信息接收单元响应时刻的时间；

时间校准单元用于根据计时单元记录的命令下发单元和信息接收单元响应时刻的时间，对片烟原料温度水份检测设备进行时间校准。

当前每个温度水份检测设备的定时器的时间不同步，有快有慢，因温度水份检测设备定时器的脉冲频率是相互独立的，后台主机系统不可控制。主机系统不能统一协调、调度系统管理下的每一个温度水份检测设备，在分配的时间片内，以最短的时间(如25秒内)完成被测物的温度、水份数据采集，并将采集的数据上报给后台管理系统。即，不能在最短的时间内，系统管理的温度水份检测设备都完成一次上报。

本实施例中，为同步温度水份检测设备，要求温度水份检测设备的唤醒与休眠，都是“被动的”。即，温度水份检测设备不是自主唤醒与休眠，必须是在主机系统的控制下。温度水份检测设备在收到同步控制模块下发给本机的休眠命令，通过执行休眠命令进入休眠状态。

在主机系统能控制无线检测仪唤醒与休眠的前提下，温度水份检测设备都同步到主机系统的时钟上，即以主机系统的时钟为准。

对每一个温度水份检测设备，主机系统能根据以下的三个时间，准确计算出该温度水份检测设备的时钟，与主机系统的同步时钟对比，进而并做出相应的校准措施。

可选地，同步控制模块根据每个温度水份检测设备的校准结果，确定每个温度水份检测设备的最小时长和动态分配每一个温度水份检测设备上报的时间片段，以使所有温度水份检测设备同步上报。

可选地，后台主机系统还包括设备参数校准模块，设备参数校准模块用于将采集信息进行校准，并根据校准结果，生成片烟原料温度水份检测设备的参数校准清单，以使片烟原料温度水份检测设备根据参数校准清单进行参数调整。

可选地，后台主机系统还包括巡检机器人，如图3所示，图3为巡检机器人的组成示意图，所述巡检机器人包括片烟原料取样器、校准的片烟原料无线温度水份监测仪、唤醒片烟原料无线温度水份检测仪模块、3D激光雷达、处理系统、无线模块、供电系统及电池模组、移动及机械传动装置，图4为巡检机器人对应的工作流程图，图5为巡检机器人对片烟原料无线温度水份监测仪校准流程图。

具体地，在运行一段时间后，对某个温度水份检测设备的测量结果进行例行检查。可使用闭环测量方法进行检测，即对该片烟原料样本进行测量，对比烘烤法直接获得的片烟原料水份与无线温度、水份检测仪测量的水份值。如果测量的结果与使用烘烤法测量结果相比，误差>±5‰RH。可在后台主机系统，对被测试的温度水份检测设备，做如下操作，下发模型参数修改命令，并将烘烤法测量结果、该温度水份检测设备的结果和必要的一些参数，通过无线基站下发给该温度水份检测设备，该温度水份检测设备从无线模块中收到主机系统下发给本机信息中，提取出模型修改命令及参数后，对模型进行修改，确保水份测量的误差，不大于5‰RH湿度。

请参阅图2，图2示出本发明实施例提供的一种用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理方法，详述如下：

S201：获取每个温度水份检测设备的采集信息。

可选地，步骤S201之前，也即，在获取每个温度水份检测设备的采集信息之前，还包括对每个温度水份检测设备的时间进行校准，校准流程如图6所示。

针对每个温度水份检测设备，对温度水份检测设备的采集时间进行校准，包括：

获取下发给温度水份检测设备的休眠命令的起始时间t1，并获取下发给温度水份检测设备反馈时间t2；

记录实际接收到温度水份检测设备反馈采集信息的时间t3；

采用如下公式计算与后台主机系统时间差:

Δt＝(t

根据△t的计算结果，确定下发给温度水份检测设备下次上报的时间：

其中，t2’为温度水份检测设备下次上报的时间。

可选地，本实施例还提供一种片烟原料的温度水份检测方法，包括：

生成模拟测试信号；

基于模拟测试信号，采用射频测量的方式，测量被测试的片烟原料的阻抗，作为测试阻抗；

基于测试阻抗和预设的温度模型、预设的含水率模型，确定被测片烟原料的温度和含水率，其中，预设的温度模型包括不同阻抗的片烟原料与温度的对应关系，预设的含水率模型包含不同阻抗的片烟原料与含水率的对应关系。

本实施例中，生成模拟测试信号，基于模拟测试信号，采用射频测量的方式，测量被测试的片烟原料的阻抗，作为测试阻抗，基于测试阻抗和预设的温度模型、预设的含水率模型，确定被测片烟原料的温度和含水率，其中，预设的温度模型包括不同阻抗的片烟原料与温度的对应关系，预设的含水率模型包括不同阻抗的片烟原料与含水率的对应关系。通过测量待测片烟原料的阻抗，结合预设的温度模型、预设的含水率模型，快速得到片烟原料的温度和含水率，提高了片烟原料温度水份测量的效率和准确率。

进一步地，在基于测试阻抗和预设的温度模型、预设的含水率模型，确定被测片烟原料的温度和含水率之前，该方法还包括：

根据片烟原料样本的工作温度范围分布的范围，分为m个点，每个点对应一个温度，得到一个温度数组T，T＝[t1，t2，t3，……，tn]；

使用NTC检测片烟原料样本在数组T各个温度点的对应的模拟量，并将模拟量转为数字量，得到一个阻值数组R，R＝[r1，r2，r3，……，rm]；

以R为横坐标，T为纵坐标，构建第一二维坐标系，并根据含水率数组和阻抗数组Z，在第一二维坐标系上生成阻抗和温度的点云曲线，作为第一点云曲线；

基于第一点云曲线进行拟合，得到函数T＝f1(R)，作为预设的温度模型。

进一步地，在基于测试阻抗和预设的温度模型、预设的含水率模型，确定被测片烟原料的温度和含水率之前，该方法还包括：

在某个温度T，根据片烟原料样本含水率分布的范围，选取n个点,每个点对应一个含水率，得到一个含水率数组A，A＝[a1，a2，a3，……，an]；

分别测量每个含水率对应的阻抗，得到阻抗数组Z，Z＝[z1，z2，z3，……，zn]；

以Z为横坐标，A为纵坐标，构建第二二维坐标系，并根据含水率数组和阻抗数组Z，在第二二维坐标系上生成阻抗和含水率的点云曲线，作为第二点云曲线；

基于第二点云曲线进行拟合，得到函数Z＝f2(A，T)，作为预设的含水率模型。

需要说明的是，片烟原料样本的含水率，是根据烘烤方法直接获得，本实施例建立了间接测量法对应的片烟原料含水率模型，在间接测量结果和烘烤方法直接获得的片烟原料含水率间建立对应关系。通过大量的测量、分析，建立了间接测量法对应的片烟原料含水率模型。利用此模型，通过测量片烟原料的阻抗，就可计算出被测片烟原料的含水率。利用此含水率模型，在确保测量片烟原料阻抗准确的条件下，得到的片烟原料含水率测量值，以烘烤法获得的含水率值对比，偏差可控制在±5‰内。

在本实施例的另一具体实施方式中，为获得被关注的某箱，或多箱片烟原料的实时、动态的温度水份信息。采用如下方式进行无线通道的配置：

无线信道的选用。因为需要实时、动态获取被测烟箱的温度、水份信息。为不影响其他烟箱的正常数据采集，从LoRa无线信道中选定一个信道CH_A，作为无线温度、水份检测仪与主机系统的实时信息传输通道。

将一个或多个无线温度、水份检测仪W的LoRa无线模块的工作信道配置为CH_A。

增加一个无线基站B，或在已有的无线基站C中增加一个LoRa无线模块L1。该LoRa无线模块的工作信道配置为CH_A。

在主机系统中，将无线温度、水份检测仪W的通信基站选择配置为：无线基站B模块L1，或无线基站C模块L1，实现无线通道的选用配置，通过该配置方式，可实时动态对部分区域进行监控查看。

S202：后台系统先同步每个需要上报的片烟原料无线温度水份检测仪的时钟，在动态分配每个检测仪下次上报时隙后，下命令该检测仪进入休眠状态。

S203：将校准数据输入到预设的片烟原料温度水份流动模型中，通过预设的片烟原料温度水份流动模型判断是否存在霉变风险，得到判断结果。

可选地，在将校准数据输入到预设的片烟原料温度水份流动模型中之前，方法还包括：

获取片烟原料仓库中，每个温度水份监测仪设备的位置信息；

接收每个温度水份监测仪设备反馈的采集信息；

每个温度水份监测仪设备的位置信息和每个温度水份监测仪设备的采集信息，构建片烟原料仓库的库房的片烟原料水份流动模型，得到预设的片烟原料温度水份流动模型。

具体地，假设一温度水份监测仪设备的ID是XXXX1。片烟原料的烟箱所在区-排-架号是B-B-C，在在后台主机系统中将ID是XXXX1的温度水份监测仪设备与区-排-架号B-B-C关联，同理，对每个温度水份监测仪设备进行对应关联，得到每个温度水份监测仪设备的位置信息的清单，基于该清单，获取片烟原料仓库中，每个温度水份监测仪设备的位置信息。

S204：若判断结果为存在霉变风险，则采取预设的预警和排除措施。

本实施例中，获取每个温度水份检测设备的采集信息，根据采集信息，进行数据校准，得到校准数据，将校准数据输入到预设的片烟原料温度水份流动模型中，通过预设的片烟原料温度水份流动模型判断是否存在霉变风险，得到判断结果，若判断结果为存在霉变风险，则采取预设的预警和排除措施。实现及时对可能存在霉变风险的片烟原料区域进行预判预警和排查，提高片烟原料预警的及时性，有利于提高片烟原料存储的安全性。

应理解，上述实施例中各步骤的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本发明实施例的实施过程构成任何限定。

本申请还提供了另一种实施方式，即提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有界面显示程序，所述界面显示程序可被至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器执行如上述的用于片烟原料无线温度水份监测仪的物联网管理系统的步骤。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。

显然，以上所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给出了本申请的较佳实施例，但并不限制本申请的专利范围。本申请可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本申请说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本申请专利保护范围之内。