基于無線通信的烤戭煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于無線通信的烤戭煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝在烤戭內(nèi)的用于采集煙葉重量信息的監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)采集器和上位機，其中監(jiān)控終端的輸出端通過無線通信的方式與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器的輸出端通過無線通信的方式上位機的輸入端連接。本實用新型提供的系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)煙葉重量信息的采集，然后將采集的重量信息傳輸至上位機，供用戶進行監(jiān)控，使用該系統(tǒng)能夠達到遠程監(jiān)測煙葉重量的目的，因而能達到節(jié)約人力資源、提高監(jiān)測效率的效果。
【專利說明】
基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型涉及煙葉加工領(lǐng)域，更具體地，涉及一種基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在煙草加工領(lǐng)域，摘取新鮮煙葉之后，一般將煙葉放置在烤房內(nèi)進行脫水處理。脫水處理這一步驟的好壞將直接影響到制造的煙草的質(zhì)量。為了能夠?qū)@一步驟實行精確的控制，在進行脫水處理時必須對烤房內(nèi)的溫度情況、濕度情況和煙葉自身的情況進行嚴密的監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控的情況對與脫水處理過程關(guān)系嚴密的烤房內(nèi)的溫度、濕度進行調(diào)整。而在判斷脫水處理是否完成的時候，工作人員一般根據(jù)煙葉的顏色及重量進行判斷。現(xiàn)有技術(shù)中，工作人員可以通過在烤房內(nèi)安裝攝像頭并利用攝像頭拍攝煙葉圖像來實時獲知煙葉的顏色情況，而對于煙葉重量信息的獲知，則依賴人工巡邏的方式，即安排工作人員定時采集烤房內(nèi)煙葉的重量信息。這種方式的監(jiān)測效率低下且浪費了人力資源，因此還有待改進。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型為解決以上現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)煙葉重量信息的采集，然后將采集的重量信息傳輸至上位機，供用戶進行監(jiān)控，使用該系統(tǒng)能夠達到遠程監(jiān)測煙葉重量的目的，因而能達到節(jié)約人力資源、提高監(jiān)測效率的效果。
[0004]為實現(xiàn)以上實用新型目的，采用的技術(shù)方案是:
[0005]—種基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝在烤房內(nèi)的用于采集煙葉重量信息的監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)采集器和上位機，其中監(jiān)控終端的輸出端通過無線通信的方式與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器的輸出端通過無線通信的方式與上位機的輸入端連接。
[0006]上述方案中，監(jiān)控系統(tǒng)用于采集煙葉的重量信息并將其通過無線通信的方式傳輸至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器接收數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)通過無線通信的方式傳輸至上位機，上位機將接收的數(shù)據(jù)進行顯示，用戶根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)，即可實時獲知烤房內(nèi)的煙葉的重量情況。
[0007]優(yōu)選地，所述監(jiān)控終端包括重力傳感器、控制元件、無線通信元件，其中重力傳感器通過控制元件、無線通信元件與數(shù)據(jù)采集器連接。其中重量傳感器用于采集煙葉的重量信息并將之傳輸至控制元件，控制元件通過無線通信元件將接收的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集器。
[0008]優(yōu)選地，所述監(jiān)控終端還包括有存儲元件，存儲元件與控制元件連接。存儲元件用于存儲重力傳感器采集的重量信息。
[0009]優(yōu)選地，所述控制元件采用單片機MSP430F149實現(xiàn)，其Pl.0端口、P1.1端口與重力傳感器的輸出端連接;其P4.6端口、P4.7端口、P4.5端口、P4.4端口與無線通信元件連接，其Pl.5端口、P1.6端口、P1.7端口與存儲元件連接。
[0010]優(yōu)選地，所述無線通信元件采用nRF401無線收發(fā)器，nRF401無線收發(fā)器的串行外圍設(shè)備接口 CS、RF_PWR、TXEN、PWR-UP分別與控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口連接。
[0011 ] 優(yōu)選地，存儲元件采用AT24C256芯片實現(xiàn)，其端口 SDAj^ 口 SDL以及寫保護端口 WP分別與單片機MSP430F149的Pl.5?Pl.7端口通過上拉電阻連接。
[0012]優(yōu)選地，所述數(shù)據(jù)采集器包括天線、輸入端與天線連接的無線傳輸芯片、輸入端與無線傳輸芯片輸出端連接的采集控制元件、輸入端與采集控制元件輸出端連接的接口芯片，接口芯片的輸出端通過接口與上位機連接。
[0013]優(yōu)選地，所述無線傳輸芯片采用nRF401無線收發(fā)器；采集控制元件采用單片機MSP430F149 ；接口芯片采用MAX485芯片；所述接口為RS-485接口 ；
[0014]無線傳輸芯片的ΑΝΤΙ、ANT2端口與天線連接，無線傳輸芯片的CS端口、RF-PWR端口、TXEN端口、PWR-UP端口分別與采集控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口連接；
[0015]采集控制元件的P3.4端口與接口芯片的RE端口、DE端口連接；
[0016]接口芯片的RXD、TXD端口與RS-48 5接口的RXD、TXD端口連接。
[0017]優(yōu)選地，所述監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)采集器的數(shù)量為多個，監(jiān)控終端與數(shù)據(jù)采集器一一對應(yīng)連接，各個數(shù)據(jù)采集器的輸出端均與上位機連接。
[0018]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型的有益效果是:
[0019]本實用新型提供的系統(tǒng)能夠自動實現(xiàn)煙葉重量信息的采集，然后將采集的重量信息傳輸至上位機，供用戶進行監(jiān)控，使用該系統(tǒng)能夠達到遠程監(jiān)測煙葉重量的目的，因而能達到節(jié)約人力資源、提高監(jiān)測效率的效果。
【附圖說明】
[0020]圖1為重量監(jiān)控系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖2為監(jiān)控終端的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖3為存儲元件的連接示意圖。
[0023]圖4為數(shù)據(jù)采集器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5為烤房的結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖6為掛煙架的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7為第一豎桿的軸向剖面圖。
[0027]圖8為第二豎桿的軸向剖面圖。
[0028]圖9為重力傳感器的安裝示意圖。
[0029]圖10為采集的煙葉重量數(shù)據(jù)的變化過程圖。
【具體實施方式】
[0030]附圖僅用于示例性說明，不能理解為對本專利的限制；
[0031]以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型做進一步的闡述。
[0032]實施例1
[0033]如圖1?4所示，重量監(jiān)測系統(tǒng)，包括安裝在烤房內(nèi)的用于采集煙葉重量信息的監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)采集器和上位機，其中監(jiān)控終端的輸出端通過無線通信的方式與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器的輸出端通過無線通信的方式與上位機的輸入端連接。
[0034]上述方案中，監(jiān)控系統(tǒng)用于采集煙葉的重量信息并將其通過無線通信的方式傳輸至數(shù)據(jù)采集器，數(shù)據(jù)采集器接收數(shù)據(jù)后將數(shù)據(jù)通過無線通信的方式傳輸至上位機，上位機將接收的數(shù)據(jù)進行顯示，用戶根據(jù)顯示的數(shù)據(jù)，即可實時獲知烤房內(nèi)的煙葉的重量情況。
[0035]本實施例中，監(jiān)控終端包括重力傳感器3、控制元件、無線通信元件，其中重力傳感器3通過控制元件、無線通信元件與數(shù)據(jù)采集器連接。其中重量傳感器用于采集煙葉的重量信息并將之傳輸至控制元件，控制元件通過無線通信元件將接收的數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)采集器。
[0036]本實施例中，監(jiān)控終端還包括有存儲元件，存儲元件與控制元件連接。存儲元件用于存儲重力傳感器3采集的重量信息。
[0037]本實施例中，控制元件采用單片機1^?43(^149實現(xiàn)，其？1.0端口、？1.1端口與重力傳感器3的輸出端連接;其P4.6端口、P4.7端口、P4.5端口、P4.4端口與無線通信元件連接，其Pl.5端口、P1.6端口、P1.7端口與存儲元件連接。
[0038]本實施例中，無線通信元件采用nRF401無線收發(fā)器，nRF401無線收發(fā)器的串行外圍設(shè)備接口 CS、RF_PWR、TXEN、PWR-UP分別與控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口連接。
[0039]本實施例中，存儲元件采用AT24C256芯片實現(xiàn)，其端口 SDA、端口 SDL以及寫保護端口WP分別與單片機MSP430F149的Pl.5?Pl.7端口通過上拉電阻連接。
[0040]本實施例中，數(shù)據(jù)采集器包括天線、輸入端與天線連接的無線傳輸芯片、輸入端與無線傳輸芯片輸出端連接的采集控制元件、輸入端與采集控制元件輸出端連接的接口芯片，接口芯片的輸出端通過接口與上位機連接。
[0041]本實施例中，無線傳輸芯片采用nRF401無線收發(fā)器；采集控制元件采用單片機MSP430F149 ；接口芯片采用MAX485芯片；所述接口為RS-485接口 ；
[0042]無線傳輸芯片的ΑΝΤΙ、ANT2端口與天線連接，無線傳輸芯片的CS端口、RF-PWR端口、TXEN端口、PWR-UP端口分別與采集控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口連接；
[0043]采集控制元件的P3.4端口與接口芯片的RE端口、DE端口連接；
[0044]接口芯片的RXD、TXD端口與RS-485接口的RXD、TXD端口連接。
[0045]監(jiān)測系統(tǒng)的使用示意圖如圖5?9所示。
[0046]圖5為烤房的側(cè)面示意圖?？痉堪痉勘倔wI和安裝在烤房本體I內(nèi)的若干組掛煙架2，所述掛煙架2包括豎向設(shè)置的第一豎桿21、第二豎桿22和橫向設(shè)置的橫桿23，所述第一豎桿21、第二豎桿22上設(shè)有多個卡接橫桿23的卡接部201。監(jiān)控裝置的重量傳感器3安放在卡接部201上，其與橫桿23的底面接觸，當橫桿23上掛滿煙葉時，通過采集橫桿施加在其上的重量，即可反映煙葉的重量，實現(xiàn)煙葉重量的探測。
[0047]實施例2
[0048]為了對本實用新型提供的監(jiān)測裝置性能的優(yōu)越性進行突顯，本實施例進行了實驗并采集了具體的實驗數(shù)據(jù)，具體如圖10所示，所述數(shù)據(jù)采集自煙葉三段式烘烤工藝的實施過程中，所述煙葉三段式烘烤工藝包括三個階段，分別為依次執(zhí)行的變黃階段、定色階段和干筋階段。煙葉的初始重量為15kg，烘烤開始后，由于變黃階段烤房內(nèi)的溫度較低，約為25°C~38°C，因此在變黃階段煙葉的脫水情況并不嚴重，其脫水速度較為平緩。隨著烘烤進入定色階段，烤房內(nèi)的溫度逐漸升高，由38°C升至54°C，此時煙葉的脫水速度得到了加快，且由于煙葉的含水量較大，所以定色階段的脫水量是三個階段中最大的。當烘烤進入干筋階段時，此時煙葉中殘存的水份已經(jīng)很少，因此即使烤房內(nèi)的溫度從54°C升至并穩(wěn)定在68°C，煙葉的脫水速度也較慢，脫水量也不大。完成脫水處理這一步驟后，煙葉的重量為初始重量的10%?20%，如圖1O所示，脫水處理后的煙葉重量約為2kg。
[0049]顯然，本實用新型的上述實施例僅僅是為清楚地說明本實用新型所作的舉例，而并非是對本實用新型的實施方式的限定。對于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型權(quán)利要求的保護范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:包括安裝在烤房內(nèi)的用于采集煙葉重量信息的監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)采集器和上位機，其中監(jiān)控終端的輸出端通過無線通信的方式與數(shù)據(jù)采集器連接，數(shù)據(jù)采集器的輸出端通過無線通信的方式與上位機的輸入端連接。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控終端包括重力傳感器、控制元件、無線通信元件，其中重力傳感器通過控制元件、無線通信元件與數(shù)據(jù)采集器連接。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控終端還包括有存儲元件，存儲元件與控制元件連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述控制元件采用單片機MSP430F149實現(xiàn)，其Pl.0端口、Pl.1端口與重力傳感器的輸出端連接；其P4.6端口、P4.7端口、P4.5端口、P4.4端口與無線通信元件連接，其Pl.5端口、Pl.6端口、P 1.7端口與存儲元件連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述無線通信元件采用nRF401無線收發(fā)器，nRF401無線收發(fā)器的串行外圍設(shè)備接口 CS、RF_PWR、TXEN、PWR-UP分別與控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口連接。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:存儲元件采用AT24C256芯片實現(xiàn)，其端口 SDA、端口 SDL以及寫保護端口 WP分別與單片機MSP430F149的Pl.5?Pl.7端口通過上拉電阻連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集器包括天線、輸入端與天線連接的無線傳輸芯片、輸入端與無線傳輸芯片輸出端連接的采集控制元件、輸入端與采集控制元件輸出端連接的接口芯片，接口芯片的輸出端通過接口與上位機連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述無線傳輸芯片采用nRF401無線收發(fā)器;采集控制元件采用單片機MSP430F149;接口芯片采用MAX485芯片;所述接口為RS-485接口 ； 無線傳輸芯片的ANT1、ANT2端口與天線連接，無線傳輸芯片的CS端口、RF-PWR端口、TXEN端口、PWR-UP端口分別與采集控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口連接； 采集控制元件的P3.4端口與接口芯片的RE端口、DE端口連接； 接口芯片的RXD、TXD端口與RS-485接口的RXD、TXD端口連接。9.根據(jù)權(quán)利要求1?8任一項所述的基于無線通信的烤房煙葉重量監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于:所述監(jiān)控終端、數(shù)據(jù)采集器的數(shù)量為多個，監(jiān)控終端與數(shù)據(jù)采集器一一對應(yīng)連接，各個數(shù)據(jù)采集器的輸出端均與上位機連接。
【文檔編號】G05B19/042GK205450669SQ201620137360
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年2月23日
【發(fā)明人】陳澤鵬
【申請人】中國煙草總公司廣東省公司