卷煙質檢數據采集方法應用研究

黃雅嫻

海南紅塔卷煙有限責任公司 海南 ?？?571100

1 卷煙質檢數據采集方法的現狀和存在問題

1.1 卷煙質檢數據采集的現有方法

卷煙質檢數據采集是對卷煙質量進行嚴格測試和監控的必要手段。目前，卷煙質檢數據的采集主要依靠人工記錄和傳統的測試儀器。在這些方法中，人工記錄是一種低成本、簡單的采集方式，但缺乏準確度和可靠性。而傳統的測試儀器則需要高成本的設備投入、占用大量的操作空間，對卷煙的成本效益有一定的影響。但是，這些方法都無法通過更精確、更快速地檢查提高生產效率和卷煙質量的穩定性。

1.2 存在問題及不足之處

在傳統的卷煙質檢數據采集方法中存在一些問題和不足之處。首先，人工記錄卷煙質量耗費時間且準確度不高，容易出現人為錯誤，這往往會誤導生產過程，浪費時間和成本。其次，在使用傳統測試儀器時，操作空間的局限性和測試時必須移除所檢測范圍內的卷煙，也會造成成本和時間等方面的浪費。因此，這些方法無法滿足高效率、高品質、低成本的要求。

1.3 改善卷煙質檢數據采集方法的必要性

改善卷煙質檢數據采集方法的必要性在于提高質量控制的精度和可靠性，使得卷煙的生產流程更為高效、準確和自動化。這可以為企業帶來顯著的成本和時間優勢，并可能進一步提高卷煙質量的穩定性。因此，為了進一步推動卷煙質檢的智能化發展，需要在現有技術基礎上，探索實現更高效更智能的卷煙質檢方法。

總之，當前的卷煙質檢數據采集方法仍然存在一些問題和不足之處，這表明需要一種更高效、更準確的采集方式來替代傳統的人工記錄和測試儀器方法。只有這樣，才可以更好地滿足企業發展的需求，提高卷煙生產質量和效率，切實降低生產成本。因此，在當前物聯網技術不斷進步的大背景下，基于傳感技術和無線通信技術的卷煙質檢數據采集方案應運而生。

2 傳感技術和無線通信技術在卷煙質檢數據采集中的應用及優勢

2.1 傳感技術的概述

傳感技術是一種主流的數據采集方式，它是通過一種能夠感知、轉換外部信號或物理量的設備來實現的。傳感技術的主要作用是將信號轉換為數字信號，實現自動化數據采集和處理。通過傳感器，可以感知溫度、濕度、壓力、流量等多種物理量，并將其轉換為電信號輸出，而這些電信號再經過數碼轉換器、通信接口等處理模塊，最終輸出數字信息。

2.2 傳感技術在卷煙質檢中的應用和優勢

在卷煙質檢中，傳感技術的應用十分廣泛。例如，溫度、濕度、氧氣含量、煙氣成分等各個環節的檢測，均可以依托傳感技術來實現。同時，傳感技術的應用也可以實現全自動化數據采集，大大降低了傳統測試儀器的規模、成本，節省了人工成本，并且提高了數據采集的準確度和實時性。另外，傳感技術的最大優點在于：可以實現實時控制和監測，及時捕捉異常數據并快速響應，提高了質檢過程的準確度和穩定性。傳感技術在卷煙質檢中的應用，可以使整個過程簡化，加速檢測時間，減少數據丟失和錯誤記錄，提高檢測效率。

2.3 無線通信技術的概述

無線通信技術是無線電技術的一個分支，用于在沒有物理連接的情況下，將信息通過無線電波傳遞[1]。無線通信技術廣泛應用于各個行業，可分為3類：近程無線通信（NFC、RFID）、廣域無線通信（2G/3G/4G/LTE、Wi-Fi、藍牙等），傳感網絡通信（LoRaWan、Zig Bee、NB-IoT等）。在卷煙質檢中，無線通信技術可以用來實現傳感器與質檢記錄設備間的數據傳輸及與遠程終端的數據交互等。

2.4 無線通信技術在卷煙質檢中的應用和優勢

無線通信技術可以實現高速、低成本、可靠的數據傳輸，使得卷煙質檢數據的傳輸和處理更加便捷。與傳統的數據采集方式相比，無線通信技術有以下優勢：

2.4.1 傳輸速度更快。與傳統的數據采集方式相比，無線通信技術可以實現更高速的數據傳輸，同時也更加穩定性更強。

2.4.2 維護管理更便捷。無線通信技術不需要物理連接，無須大規模布線和硬件維護，因此可大大降低設備維護和管理的成本。

2.4.3 范圍更廣。與傳統通信方式相比，無線通信技術支持多種傳輸范圍，不僅可以覆蓋遠距離范圍，還可以實現局域網內的數據傳輸。

在卷煙質檢中，無線通信技術可應用于傳感器與記錄設備、控制系統之間數據傳輸，特別是在越來越廣泛的物聯網技術的支持下，開發出的物聯網傳感器和物聯網網關設備可以隨時隨地連接到互聯網上，隨時掌握數據變化[2]。除此之外，無線通信技術將傳感技術、智能算法和機器學習技術相結合，還有助于生產中的數據分析和預測，提升生產效率和品質，同時實現更高的營收和經濟效益。

總之，傳感技術和無線通信技術已經成為卷煙質檢數據采集的重要手段。結合這兩種技術的優勢，可以大大簡化質檢過程，提高生產效率，降低生產成本，并始終保持數據的準確性和實時性。

3 基于傳感技術和無線通信技術的卷煙質檢數據采集方案設計

3.1 方案流程設計

針對卷煙質檢的數據采集需求，設計了基于傳感技術和無線通信技術的完整方案。該方案主要分為傳感器的安裝和部署、數據采集、數據處理和數據展示等幾個流程模塊。下面詳細說明每個流程模塊的實現步驟。

3.1.1 傳感器的安裝和部署流程模塊。首先，根據卷煙質檢的需求，把各種傳感器部署在不同側區，例如，溫度、濕度、氧氣含量、煙氣成分檢測等傳感器可安裝在工廠生產車間，但是其他的如流量傳感器一般部署在下料工位。傳感器的選型應該根據需要檢測的物理量、精度、靈敏度、抗干擾能力以及不同生產環境的特殊要求，選擇合適的傳感器。其次，傳感器要進行室內或者現場的校準操作，以確保采集到的數據的準確性和可靠性。在確定傳感器種類和部署位置后，應按照設計好的圖紙，進行傳感器安裝和連接。

3.1.2 數據采集流程模塊。數據采集模塊主要包括數據采集記錄設備、傳感器采集數據數字信號處理單元，以及無線通信模塊[3]。不同的傳感器將采集到的物理量轉換為數字信號，并經過數字信號處理單元進行數據處理，然后，將數據實時傳輸至數據采集記錄設備和云端數據中心。

隨著技術的不斷進步，采集方式逐漸朝無線數據采集方向發展，利用無線通信技術實時傳輸采集數據至云端數據中心，減少數據延遲和實現數據遠程共享，從而提高數據傳輸效率，避免數據傳輸中的時間浪費。

3.1.3 數據處理流程模塊。數據處理模塊主要負責將采集到的數據進行整合、處理和存儲。為了確保數據的可靠性和準確性，需要對數據進行分類、篩選、統計和驗證等處理，比如：檢測數據的合法性、異常數據的排除，還需要對數據進行參數分析和建模，以利用數據模型對過去，現在和未來進行預測和分析。

3.1.4 數據展示流程模塊。數據展示模塊是將處理后的數據經過分類、篩選、統計等處理，實時地展示在圖表或報告中，以便于管理決策[4]。數據展示應該根據應用場景的不同，對于數據展示的方式有所區別，例如：在車間可以通過大屏幕和移動端展示，而在辦公室則可以通過圖表和文件展示。

總的來說，基于傳感技術和無線通信技術的卷煙質檢數據采集方案，可以實現更加高效和精準的數據采集和處理過程，同時，數據展示模塊可以實現實時監控和數據分析，提高生產效率和質量，降低生產成本。

3.2 系統模塊設計

該方案主要包含以下幾個模塊：

3.2.1 傳感器模塊。傳感器模塊是整個數據采集過程中最基礎的模塊。根據用戶需求，選擇合適的傳感器類型（如溫度、濕度、氧氣含量、煙氣成分檢測等），并進行安裝、調試、和校準等預處理，確保其采集到的數據可靠性。

3.2.2 數據采集模塊。數據采集模塊主要包括數據采集記錄設備、傳感器采集數據的數字信號處理單元及無線通信模塊。利用無線通信技術，將采集到的數據實時傳輸到云端數據中心，可以實現便捷、快速、實時的數據采集、傳輸和存儲。

3.2.3 數據處理模塊。數據處理模塊主要負責將采集到的數據進行整合、處理和存儲，數據可以根據不同的用戶需求進行定制化處理，確保其準確性和可靠性。

3.2.4 數據展示模塊。根據用戶需求，將處理后的數據經過分類、篩選、統計等處理，展示在圖表或報告中，為用戶提供實時的監控畫面、統計圖表、報告，以滿足用戶對數據的管理與掌握。

3.3 方案技術應用細節

為了確保卷煙質檢數據采集方案的順利實施，需要詳細設計了方案的技術應用細節。下面將對方案的技術應用細節進行具體說明，包括軟件和硬件應用細節。

3.3.1 軟件應用細節。軟件應用細節主要包括采集端和展示端兩個方面。

采集端軟件部分主要分為4個模塊：傳感器數據采集模塊、數字信號處理模塊、數據傳輸模塊和數據庫存儲模塊。

傳感器數據采集模塊用于采集傳感器測量的數據，包括溫度、濕度、二氧化碳濃度、煙氣成分等數據。采集到的數據將通過數據傳輸模塊傳輸至數據庫存儲模塊。

數字信號處理模塊主要用于對采集到的信號進行處理，包括信號去噪、濾波、數字放大等操作，以保證數據的準確性和可靠性。同時，數字信號處理模塊還能進行數據分析和建模，進一步提高數據的價值和應用性。

數據傳輸模塊支持無限方式的數據傳輸，支持多種傳輸協議。同時，數據傳輸模塊還支持數據壓縮和加密傳輸，以便于保護數據的安全性和完整性。

數據庫存儲模塊負責采集到的數據存儲，同時保證數據的安全性和可靠性，能夠應對高數據量和高并發訪問的需求。

展示端軟件部分主要包括數據分析、數據可視化和數據查詢模塊。

數據分析模塊主要用于對采集到的數據進行分析和建模，為后續業務決策提供數據服務。

數據可視化模塊主要用于將數據通過圖表、報表和大屏幕展示等方式進行可視化，以便于快速了解和分析數據情況。

數據查詢模塊支持用戶在線對采集到的數據進行查詢和分析，支持多種查詢方式和查詢條件，能夠滿足用戶的不同需求。

3.3.2 硬件應用細節。硬件應用細節主要包括傳感器選型、設備布置和設備連接等方面。

傳感器選型需要根據具體應用場景進行定制，應選擇性能穩定、數據準確、響應速度快的傳感器。同時，還應合理配備傳感器數量和類型，以便于充分挖掘數據的潛力和價值。

設備布置需要合理規劃和配置，將數據采集設備和信號處理設備布置在合適的位置，同時保證傳輸線路的通暢性和設備的安全性。

設備連接需要采用合適的連接方式和協議，確保設備之間的數據傳輸和通信的順暢性和可靠性。同時，連接方式和協議還應考慮設備的安全性和可維護性等因素，以便于對設備進行遠程維護和管理。

4 結束語

總之，通過本次卷煙質檢數據采集方法應用研究，希望為相關企業和管理者提供了有價值的經驗和啟示。相信隨著科技的不斷進步和數據采集方法的不斷創新，數據采集的效率和精度會不斷提高，為推進企業數字化轉型提供更多有力的支撐。