烟草行业产品物联网研究

武宝生

摘要：本文首先介绍了烟草产业制造控制过程，并从原理上介绍了烟草行业物联网的控制应用和管理。

关键词：烟草行业 物联网

一、烟草种植，田间管理

实现对烟草种植环节全天侯、全过程、全要素的过程控制和管理。

土地资源的监测：通过国家卫星或无人机对种植遥测种植面积，在代表性地块采用采用土壤墒情传感器，采集土壤湿度等。

生长环境的监测：用生长环境传感器，采集温度，湿度，光照度，雨量，空气质量。

种植过程的管理：采用订制智能终端，实现烟叶标准种植技术规范的管理和指导，记录烟草种植过程的追溯数据。

建立烟田、烟农，烟草种植技术辅导机构及人员基本情况信息库并以精准GIS 3D模型展現。将烟田采集的烟叶生长过程参数和烟草种植过程记录和参数实时传送数据中心。建立种植管理知识库/专家系统并动态完善。

二、初烤/过程控制

烤烟过程的监测：采用分布式温湿度传感器采集温湿度数据，采集烤房位置和操作人员等。

设置在烤房装烟室的分布式温湿度传感器将实时采集的数据传输到烤房群的小型基站由基站集中传输给操作员手持无线控制终端，并通过2G/3G/4G网络实时传输到数据管理中心。操作员的无线控制终端可以及时监测和控制烤房加热室、装烟室和送风通风排湿设备，保障烤房按照规范温湿度变化曲线完成标准过程。

数据管理中心记录初烤过程的追溯数据。除了记录和存储采集到的数据，同时按事先设置的流程和权限将有关数据和状态传输给相关控制，管理和操作人员，指导并记录其实施执行的过程和结果。烤烟过程控制数据完整记录，不断充实烤房过程控制的知识库和专家系统，为逐步升级为全自动的智能烤房奠定基础。

三、初烤烟叶货场堆垛存储，过程控制

初烤烟叶堆垛存储过程的监测：使用分布式湿湿度传感器、集总式温湿度传感器、储环境传感器采集温湿度数据，采集烟垛霉变信息，采集烟垛位置等。

放置在烟垛各个观测点的分布式温湿度传感器将实时采集的数据传输到设置在烤场烟垛仓储适当区域的小型基站，由该基站集中传输到数据管理中心。管理员通过电脑、移动工作终端即可监测烟实时垛内温湿度变化情况，及时查找重点关注烟垛，预测烟垛内状况变化趋势，保障按照规范控制烟垛内的温湿度状况，按需翻垛，降低养护费用，最大限度地减少霉变和碳化的损失。

数据管理中心记录堆垛过程的追溯数据。除了记录和存储采集到的数据，同时按事先设置的流程和权限将有关数据和状态传输给相关控制，管理和业务人员，指导并记录其实施执行的过程和结果。烟垛储存过程管理数据的完整记录不仅是以后产出成品的追溯依据，还可不断充实烟垛储存过程控制的知识库和专家系统。

四、复烤，过程控制

1.功能介绍

（1）实现烟叶原料及复烤加工产出成品基础信息的采集、汇总和分析，编制烟叶挑选、复烤加工、成品发运等生产调度指令。

（2）在打叶复烤加工环节实现烟叶信息的补充和完善，为实现烟叶信息在卷烟市场 卷烟企业 复烤企业 产区公司整条烟叶流通环节上的可追溯性奠定基础。

（31通过对原烟基础信息的分析及复烤厂数字化配方库的使用实现原烟的分类存储，为卷烟企业模块化配方提供信息支撑。

2.构建流程：

（1）省局（公司）牵头建立原烟信息芯片管理系统，每片芯片对应一件原烟并根据原烟的基础信息建立以每件为单位的烟叶档案。芯片中的信息包括烟叶品种、烟叶产地，烟叶等级、生产年份、成包时间、化学成分、含水率、重量等。

（2）该芯片上一产业链传递的每件烟叶的产地、等级、生产年份、成包时间等相关信息并建立烟叶身份档案数据库。

（3）烟叶到达复烤厂后，复烤厂对每件烟叶的芯片进行扫描并读取芯片中已有的信息，同时通过微波水分仪、近红外化学成分检测仪、电子秤等设备即时采集每件烟叶的含水率和化学成分指标、重量的信息并实时录入至芯片中，形成完整的单件烟叶等级、生产年份、成包时间、化学成分、含水率、重量共六个原烟信息档案。信息汇总后形成原烟档案数据库。

（4）复烤企业根据烟叶信息档案，按照卷烟企业要求进行分类存放汇总存放以便于卷烟企业制定配方加工模块。

（5）需加工的烟叶进入复烤车间后，车间工作人员通过扫描设备逐件读取原烟档案信息并以每个生产班次为单位形成批次投料单元信息。

（6）复烤厂根据上述班次投料产出的成品与批次单元投料信息进行对应分析，建立复烤成品批次单元信息并提供给卷烟企业，基本实现烟叶信息的可追溯性。

（7）需挑选烟叶以每个挑选班次为一个批次单位记录变更该批烟叶的档案信息变化情况。即将进入挑选场地进行挑选作业的单批次原烟信息全部归零，挑选产出后的烟叶重新逐件录入基础信息并建立选后烟叶档案。该批次挑选后烟叶档案中的产地和生产年份信息按照对应投选批次的产地和生产年份所占比例情况对应录入，烟叶等级、成包时间、化学成分、重量等四项指标根据实际情况及再次的检测结果录入并形成挑选后烟叶档案。该工作模式可基本实现原烟进行挑选作业后的批次可追溯性。

（8）卷烟企业根据实际情况建立卷烟原料可追溯单元信息系统，实现单批次卷烟原料从卷烟市场端可追溯至进厂烟叶原料并进一步追溯至烟叶产区。

（9）报表生成：

该模块汇总生成某复烤厂原烟入库交接数量日报表，原烟库存日报表、烟叶挑选日报表、选后烟库存日报表、复烤加工产量日报表、成品库存日报表、成品发运日报表。

五、复烤烟叶成品仓储醇化，过程控制

复烤烟叶成品仓储醇化过程的监测：采用分布式温湿度传感器、磷化氢气体浓度探测传感器、集总式温湿度传感器、仓储环境传感器，采集温度，湿度，磷化氢浓度、光照度，雨量，空气质量数据。

放置在复烤烟叶成品仓库以及成品烟堆内各个观测点的分布式或集总式温湿度传感器将实时采集的数据传输到设置在仓储适当区域的小型基站，由该基站集中传输给数据管理中心。管理员的无线控制终端可以及时监测和控制仓内的温湿度变化情况，使之趋向最佳醇化状态。监测虫情发展情况，确定杀虫剂浓度，通过监测磷化氢浓度及时评估杀虫效果。

数据管理中心记录醇化过程的追溯数据。除了记录和存储采集到的数据，同时按事先设置的流程和权限将有关数据和状态传输给相关控制，管理和业务人员，指导并记录其实施执行的过程和结果。复烤烟叶成品仓储醇化过程管理数据的完整记录，不仅是以后产出成品的追溯依据，还可不断充实烟叶成品仓储醇化过程控制的知识库和专家系统。

六、卷烟，过程控制

采集制丝线上的生产参数、质量参数、设备参数、能源参数等。

设备控制层：在复烤厂建立打叶复烤智能化生产线，运用数字化控制，信息化手段，实现集中控制和管理;集中监控层：参照国际标准和最新的计算机技术，应用模块化、人机界面规范化和高可靠性和实时性的数据采集系统，实现智能监控和监测;生产管理层：作为MES的一部分，参与生产控制，对采集的信息进行收集、整理和分析，实现生产调度，管理设备，为上层提供数据。通过三层网络架构将数据收集整理分析，发送给数据中心，用户可以看到每个批次的产量、质量、能耗和运行效率。

七、结束语

总之，通过在烟草六大产业链上建立的这些模块，系统能够实现全信息追溯。最终实现烟叶公司、复烤公司、工业客户在烟叶生产、打叶复烤质量追溯方面建立完整的信息链，保证卷烟品牌的品质和特性，保障卷烟工业企业需求，为卷烟品牌发展提供原料保障。是互联网+在烟草行业应用的典范。

参考文献

[1]黄宇红，基于RFID技术的现代烟草物流应用研究[J].湖南烟草，2008（5）39-41

[2]烟草为烟草物流安上“数字眼”[J]。计算机世界，2008 （8）：A15