煙草行業產品物聯網研究

武寶生

摘要：本文首先介紹了煙草產業制造過程的控制，并從原理上介紹了煙草行業物聯網的控制的應用和管理。

關鍵詞：煙草行業；物聯網

以煙草產業的六大產業鏈為基礎，采用互聯網+的模式打造煙草產業物聯網運營平臺。按照業務流程，分別建立相應業務模塊，各業務間互聯互通。通過傳感器等設備采集數據，發往小型基站，由基站集中傳輸給數據管理中心和云端服務器。控制中心的用戶可以通過電腦或者智能終端訪問云端服務器，上傳數據。

1.煙草種植/田間管理

實現對煙草種植環節全天候、全過程、全要素的過程控制和管理。

土地資源的監測：通過國家衛星或無人機對種植遙測種植面積，在代表性地塊采用采用土壤墑情傳感器，采集土壤濕度等。

生長環境的監測：用生長環境傳感器，采集溫度，濕度，光照度，雨量，空氣質量。

種植過程的管理：采用訂制智能終端，實現煙葉標準種植技術規范的管理和指導，記錄煙草種植過程的追溯數據（品種，種植戶，煙輔員，水肥藥使用記錄，產地，產量標簽，煙葉ID）。

2.初烤/過程控制

烤煙過程的監測：采用分布式溫濕度傳感器采集溫濕度數據，采集烤房位置和操作人員等。

設置在烤房裝煙室的分布式溫濕度傳感器將實時采集的數據傳輸到烤房群的小型基站，由基站集中傳輸給操作員手持無線控制終端，并通過2G/3G/4G網絡實時傳輸到數據管理中心。操作員的無線控制終端可以及時監測和控制烤房加熱室、裝煙室和送風通風排濕設備，保障烤房按照規范溫濕度變化曲線完成標準過程。

3.初烤煙葉貨場堆垛存儲/過程控制

初烤煙葉堆垛存儲過程的監測：使用分布式溫濕度傳感器、集總式溫濕度傳感器、儲環境傳感器采集溫濕度數據，采集煙垛霉變信息，采集煙垛位置等。

放置在煙垛各個觀測點的分布式溫濕度傳感器將實時采集的數據傳輸到設置在烤場煙垛倉儲適當區域的小型基站，由該基站集中傳輸到數據管理中心。管理員通過電腦、移動工作終端即可監測煙實時垛內溫濕度變化情況，及時查找重點關注煙垛，預測煙垛內狀況變化趨勢，保障按照規范控制煙垛內的溫濕度狀況，按需翻垛，降低養護費用，最大限度地減少霉變和碳化的損失。

4.復烤/過程控制

⑴、省局（公司）牽頭建立原煙信息芯片管理系統，每片芯片對應一件原煙并根據原煙的基礎信息建立以每件為單位的煙葉檔案。芯片中的信息包括煙葉品種、煙葉產地（可細化到收購站點），煙葉等級、生產年份、成包時間、化學成分、含水率、重量等。

⑵、該芯片上一產業鏈傳遞的每件煙葉的產地、等級、生產年份、成包時間等相關信息并建立煙葉身份檔案數據庫。

⑶、煙葉到達復烤廠后，復烤廠對每件煙葉的芯片進行掃描并讀取芯片中已有的信息，同時通過微波水分儀、近紅外化學成分檢測儀、電子秤等設備即時采集每件煙葉的含水率和化學成分指標、重量的信息并實時錄入至芯片中，形成完整的單件煙葉等級、生產年份、成包時間、化學成分、含水率、重量共六個原煙信息檔案。信息匯總后形成原煙檔案數據庫。

⑷、復烤企業根據煙葉信息檔案，按照卷煙企業要求進行分類存放匯總存放以便于卷煙企業制定配方加工模塊。

⑸、需加工的煙葉進入復烤車間后，車間工作人員通過掃描設備逐件讀取原煙檔案信息并以每個生產班次為單位形成批次投料單元信息。

⑹、復烤廠根據上述班次投料產出的成品與批次單元投料信息進行對應分析，建立復烤成品批次單元信息并提供給卷煙企業，基本實現煙葉信息的可追溯性。

⑺、需挑選煙葉以每個挑選班次為一個批次單位記錄變更該批煙葉的檔案信息變化情況。

⑻、卷煙企業根據實際情況建立卷煙原料可追溯單元信息系統，實現單批次卷煙原料從卷煙市場端可追溯至進廠煙葉原料并進一步追溯至煙葉產區。

4.3報表生成：

該模塊匯總生成某復烤廠原煙入庫交接數量日報表，原煙庫存日報表、煙葉挑選日報表、選后煙庫存日報表、復烤加工產量日報表、成品庫存日報表、成品發運日報表。

5.復烤煙葉成品倉儲醇化/過程控制

實現復烤煙葉成品倉儲醇化完整過程記錄，實時管理控制。

復烤煙葉成品倉儲醇化過程的監測：采用分布式溫濕度傳感器、磷化氫氣體濃度探測傳感器、集總式溫濕度傳感器、倉儲環境傳感器，采集溫度，濕度，磷化氫濃度、光照度，雨量，空氣質量數據。

放置在復烤煙葉成品倉庫以及成品煙堆內各個觀測點的分布式或集總式溫濕度傳感器將實時采集的數據傳輸到設置在倉儲適當區域的小型基站，由該基站集中傳輸給數據管理中心。管理員的無線控制終端可以及時監測和控制倉內的溫濕度變化情況，使之趨向最佳醇化狀態。監測蟲情發展情況，確定殺蟲劑濃度，通過監測磷化氫濃度及時評估殺蟲效果。

數據管理中心記錄醇化過程的追溯數據（醇化庫ID，醇化庫溫、濕度，磷化氫濃度，環境溫度，濕度，光照度，雨量，空氣質量，片煙煙箱條碼ID，打葉復烤批次代號：產地，等級等）。除了記錄和存儲采集到的數據，同時按事先設置的流程和權限將有關數據和狀態傳輸給相關控制，管理和業務人員，指導并記錄其實施執行的過程和結果。

6.卷煙/過程控制

設備控制層：在復烤廠建立打葉復烤智能化生產線，運用數字化控制，信息化手段，實現集中控制和管理；集中監控層：參照國際標準和最新的計算機技術，應用模塊化、人機界面規范化和高可靠性和實時性的數據采集系統，實現智能監控和監測；生產管理層：作為MES的一部分，參與生產控制，對采集的信息進行收集、整理和分析，實現生產調度，管理設備，為上層提供數據。通過三層網絡架構將數據收集整理分析，發送給數據中心，用戶可以看到每個批次的產量、質量、能耗和運行效率。

參考文獻：

[1]黃宇紅.基于RFID技術的現代煙草物流應用研究[J].湖南煙草，2008（5）：39-41

[2]煙草為煙草物流安上“數字眼”[J].計算機世界，2008（8）：A15