基于物联网技术的雪茄烟发酵方法及系统与流程

本发明涉及雪茄烟制作，特别是基于物联网技术的雪茄烟发酵方法及系统。

背景技术：

1、物联网概念在上世纪 90年代就被提出，并快速在农业中得到大量应用。其中物联网技术在农业中的应用有：河南郑钊为了改变传统农业生产模式，提高农业的经济发展可持续性，基于物联网的应用基础上，利用农业生产的无线网络设备和各个环节，构建出智慧农业生产发展模式的经营模型，一定程度上保证了农业经济的可持续发展。江苏尹倩等探讨了物联网技术在生物育种中的应用，并强调了其重要性和潜在影响。阐述了物联网技术在田间种植实验和实验室研究中的应用。还讨论了物联网技术在生物安全方面的应用，提高了生物育种的安全性和监控能力。山东杨晓慧对国内外物联网技术在果品生长环境、果品质量、果品精准溯源等方面的应用进行了分析总结，展望了果园物联网技术发展的未来趋势，为促进我国智慧果园建设和高水平农业现代化提供思路和建议。河南陈洲等为了提高烟叶从种植到制成卷烟过程中的质量可追溯能力，通过物联网、无线射频识别(rfid)、二维码等技术，构建了基于物联网的烟叶质量可追溯系统。

2、目前国内各雪茄烟叶产区也正开展雪茄发酵智能化控制装置和最合适工艺配合研究。但存在雪茄烟发酵过程存在的监测设备参数粗放、采集维度单一、调控能力不足和智能化程度不高等问题。伴随着中国经济结构升级，国民的品味也日渐提升，雪茄从西方贵族的小众爱好成为了千万品质男士的日常爱好。为了更好的生产雪茄烟，各地也使用了各种各样的办法，其中湖北丹江口市就采用“物联网+”生产新模式助力雪茄烟叶产业高质量发展，以物联网、大数据、云计算、人工智能等新型技术为依托，开发了综合业务平台，全方位的与雪茄生产业务相结合，探索雪茄烟叶生产新模式，实现在育苗、田管、晾制、预检、发酵等生产环节的数据自动采集、数据分析、自动预警、实时调度、远程控制等，将雪茄烟的生产生命周期进行全链条贯通，对雪茄烟叶的生产工艺流程进行精细化、规范化、科学化管理，更好的助力雪茄烟生产高质量发展。这种大型平台对于雪茄烟的生产无疑是有很大助力的，但是对雪茄烟的生产工艺没办法做到精确的指导。雪茄烟是一种高档的烟草制品，其制作过程需要经过多个步骤，包括选材、发酵、卷制和质量检验等。雪茄烟是新的产业。包括相关工艺都还在探索。调制是雪茄烟叶质量形成的重要过程之一。不同调制方法得到的烟叶质量差别很大。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于物联网技术的雪茄烟发酵方法及系统，实现从“人工经验，手动控制”到“数据驱动，智能控制”的关键决策因素的转换。

2、为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：基于物联网技术的雪茄烟发酵方法，包括以下步骤：

3、步骤1：采集和监测发酵中的重量、温湿度、气体数据；

4、步骤2：建优化发酵工艺模型；

5、步骤3：建立雪茄发酵实时监测平台。

6、在一较佳的实施例中，所述步骤1具体包括：

7、步骤11：通过重量传感器对雪茄鲜烟进行称重，实现发酵烟叶整垛重量数据实时在线采集；

8、步骤12：在发酵烟叶码垛内部部署温度传感器，实现垛内上、中、下三层温湿度数据实时在线采集；

9、步骤13：开发计算程序实时监测发酵过程中雪茄烟叶重量和垛内温湿度的动态变化，为翻垛作业提供数据依据；

10、步骤14：监测发酵房内氨气、一氧化碳、二氧化碳含量的变化，保障作业环境人员安全。

11、在一较佳的实施例中，所述步骤2具体包括：将发酵的雪茄烟叶的类型、部位与重量变化曲线、温湿度曲线、翻垛时间节点、烟叶质量进行相关性数据分析，构建发酵工艺模型，从而实现翻垛作业的最优化。

12、（1）变量定义：烟叶类型可以分为茄衣、茄套、茄芯等；部位可以分为上部叶、中部叶、下部叶等；温湿度记录应包含发酵室内的实时温度和湿度数据；翻垛时间节点应记录每次翻垛的具体时间；烟叶质量指标则应包括总糖、总氮、烟碱含量以及感官评吸得分等。

13、（2）相关性分析：利用统计软件，对收集到的变量数据进行相关性分析。旨在找出各个变量之间是否存在统计上的相关性，以及这种相关性的强度和方向。如：分析温湿度与烟叶质量之间的关系，翻垛次数与发酵时间对烟叶质量的影响。

14、（3）发酵工艺模型构建：基于相关性分析构建发酵工艺模型，包括输入变量（烟叶类型、部位、初始温湿度、初始重量等）、过程变量（温湿度曲线、翻垛时间节点）和输出变量（发酵完的烟叶质量）；采用遗传优化算法对模型进行求解，找到最优的发酵工艺参数组合；

15、（4）实现翻垛作业的最优化：通过发酵工艺模型可以精确控制翻垛时间节点，确保发酵过程中烟叶均匀受热、受湿，同时避免局部过热或发酵不均。同时，根据模型预测结果提前准备翻垛所需的人力、物力等资源，提高生产效率和产品质量。

16、在一较佳的实施例中，所述步骤3中经过数据采集和优化发酵模型构建，进而在烟叶一体化平台上研发雪茄发酵管控平台，主要包括以下五个模块：（1）查询发酵房基础信息维护、垛位分布管理、垛位绑定关系模块；（2）通过二维码提供垛位温湿度采集器编号与垛位号扫码关联绑定、翻垛作业操作扫码记录；（3）实时监测发酵烟垛的温湿度、环境温湿度变化和气体含量变化，提供温湿度、气体含量异常预警，联动控制新风系统，保障良好的作业环境；（4）基于优化的发酵工艺，融合垛内立体温度变化趋势，构建翻垛作业预警模型，实现翻垛节点预测和作业任务预先安排；（5）开发配套移动端应用，实现信息多端推动、发酵远程在线管理。

17、本发明还提供了基于物联网技术的雪茄烟发酵系统，运行所述的基于物联网技术的雪茄烟发酵方法；包括云平台、本地平台、数据接入层以及智能引擎层；云平台和本地平台提供数据存储及软件运行服务器基础计算和存储资源；数据接入层采集设备运行数据，包括历史数据和实时数据，作为智能引擎的输入数据；智能引擎层包括发酵工艺优化；输出的最优参数通过两种模式应用于生产：包括辅助人工模式和自动控制模式，辅助人工模式以应用界面的形式推送推荐参数，人工确认后执行；自动控制模式根据工况自动运行调整。

18、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：通过各种传感、监控设备对各种相关数据进行采集分析，研究采集数据、智能计算、推荐参数下发三个环节，控制中心会自动控制所设置的各种参数来进行比较，判断实时数据是否符合预制参数要求，通过多端应用查看雪茄烟叶的各阶段实况，并进行远程控制，从而达到实时智能控制。

技术特征：

1.基于物联网技术的雪茄烟发酵方法，其特征在于包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于物联网技术的雪茄烟发酵方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

3.根据权利要求1所述的基于物联网技术的雪茄烟发酵方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：将发酵的雪茄烟叶的类型、部位与重量变化曲线、温湿度曲线、翻垛时间节点、烟叶质量进行相关性数据分析，构建发酵工艺模型，从而实现翻垛作业的最优化；

4.根据权利要求1所述的基于物联网技术的雪茄烟发酵方法，其特征在于，所述步骤3中经过数据采集和优化发酵模型构建，进而在烟叶一体化平台上研发雪茄发酵管控平台，主要包括以下五个模块：（1）查询发酵房基础信息维护、垛位分布管理、垛位绑定关系模块；（2）通过二维码提供垛位温湿度采集器编号与垛位号扫码关联绑定、翻垛作业操作扫码记录；（3）实时监测发酵烟垛的温湿度、环境温湿度变化和气体含量变化，提供温湿度、气体含量异常预警，联动控制新风系统，保障良好的作业环境；（4）基于优化的发酵工艺，融合垛内立体温度变化趋势，构建翻垛作业预警模型，实现翻垛节点预测和作业任务预先安排；（5）开发配套移动端应用，实现信息多端推动、发酵远程在线管理。

5.基于物联网技术的雪茄烟发酵系统，其特征在于了运行述权利要求1-4中任意一项所述的基于物联网技术的雪茄烟发酵方法；包括云平台、本地平台、数据接入层以及智能引擎层；云平台和本地平台提供数据存储及软件运行服务器基础计算和存储资源；数据接入层采集设备运行数据，包括历史数据和实时数据，作为智能引擎的输入数据；智能引擎层包括发酵工艺优化；输出的最优参数通过两种模式应用于生产：包括辅助人工模式和自动控制模式，辅助人工模式以应用界面的形式推送推荐参数，人工确认后执行；自动控制模式根据工况自动运行调整。

技术总结
本发明提供了基于物联网技术的雪茄烟发酵方法及系统，包括以下步骤：步骤1：采集和监测发酵中的重量、温湿度、气体数据；步骤2：建优化发酵工艺模型；步骤3：建立雪茄发酵实时监测平台；应用本技术方案实现从“人工经验，手动控制”到“数据驱动，智能控制”的关键决策因素的转换。

技术研发人员：赖日君,常鹏飞,罗发健,王鑫,邱志丹,张犇,林雷通,蒋代兵,黄彩露,吴永茂,邱铭生,蒋桂花,蔡卫炜,马旭东,李亮生,江桂花
受保护的技术使用者：福建省烟草公司龙岩市公司
技术研发日：
技术公布日：2024/11/14