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一种基于物联网的茶叶烘干参数采集与分析系统

2021-02-07 19:27:50

一种基于物联网的茶叶烘干参数采集与分析系统

  技术领域

  本实用新型涉及茶叶烘干领域,更具体的说,是一种基于物联网的茶叶烘干参数采集与分析系统。

  背景技术

  茶叶的生产工艺一般经过采摘-晒青-凉青-摇青-筛青-炒青-揉捻-包捻-烘干-包装等工序,其中,茶叶烘干作为茶叶加工的关键工艺之一,其设备及工艺参数对茶叶品质有着极大的影响。

  现有的茶叶烘干机一般通过控制系统控制其运行,通过烘干室对茶叶进行烘干。但是发明人在实现本发明的过程中,发现现有技术中存在如下问题:茶叶烘干机的烘干时间、温度等参数主要依赖制茶人员的经验等进行设定,从而导致对操作人员的依赖性较大,对操作人员的要求较高,不同的操作人员操作烘干机时,烘干的茶叶品质不同,从而无法保证茶叶烘干的品质。

  实用新型内容

  本实用新型的目的在于提供一种基于物联网的茶叶烘干参数采集与分析系统,本实用新型可采集茶叶烘干时的多种特征参数,根据多种特征参数进而设定烘干机的烘干工艺参数,从而保证烘干茶叶品质的一致性及稳定性。

  其技术方案如下:

  一种基于物联网的茶叶烘干参数采集与分析系统,包括烘干机、控制系统及云服务器,所述烘干机上设有信息采集装置,所述信息采集装置至少包括温度传感器、湿度传感器、图像采集组件及气味采集组件,所述温度传感器、湿度传感器、图像采集组件、气味采集组件分别与所述控制系统相连,所述控制系统与云服务器相连。

  所述图像采集组件为CCD相机,所述CCD相机安装于所述烘干机的茶叶出口处。

  所述气味采集组件为电子鼻。

  所述烘干机上设有干燥室,所述干燥室顶部设有上下贯通所述干燥室的导气孔,所述电子鼻的导气管固定于所述导气孔内,所述导气管的进气口与所述干燥室内部相通。

  所述温度传感器、所述湿度传感器至少部分置于所述干燥室内。

  所述控制系统至少包括控制主机,所述控制主机包括主机外壳及控制主板,所述控制主板固定于所述主机外壳内部。

  所述控制主板上至少设有MCU芯片、电源模块、通信模块及数据缓存模块,所述电源模块、通信模块、数据缓存模块分别与所述MCU芯片相连,所述电源模块为所述控制主板供电,所述控制主板通过所述通信模块与所述云服务器进行通信。

  所述通信模块包括RJ45网络模块和/或5G通讯模块。

  所述主机外壳上设有RS458接口、电源接口、5G天线以及RJ45接口。

  所述云服务器包括数据分析模块、特征数据库及模型数据库,所述特征数据库、模型数据库分别与所述数据分析模块相连。

  下面对本实用新型的优点或原理进行说明:

  本实用新型的茶叶烘干参数采集与分析系统包括烘干机、控制系统及云服务器,烘干机上设有温度传感器、湿度传感器、图像采集组件及气味采集组件。烘干机在烘干茶叶时,温度传感器采集烘干机内的温度数据,湿度传感器采集烘干机内的湿度数据,气味采集组件采集茶叶的气味特征因子,图像采集组件采集烘干后的茶叶的图像数据。信息采集装置将上述采集的数据信息传输至控制系统,控制系统将上述数据信息传输至云服务器。根据对云服务器中相同品种茶叶在不同烘干工艺参数下获取的多组上述数据进行分析后,得到最优烘干工艺参数,并根据最优的烘干工艺参数对烘干机进行烘干工艺参数的设定,从而能更好的控制烘干机烘干茶叶品质的一致性及稳定性。

  附图说明

  图1是本实施例的茶叶烘干参数采集与分析系统的结构示意图;

  图2是本实施例的烘干机的结构示意图;

  图3是本实施例的控制主板的结构示意图;

  图4是本实施例的主机外壳的结构示意图;

  图5是本实施例的茶叶烘干参数采集与分析系统的参数采集及传输原理示意图;

  附图标记说明:

  1、烘干机;2、控制系统;3、云服务器;4、信息采集装置;41、温度传感器;42、湿度传感器;43、图像采集组件;44、气味采集组件;11、干燥室;12、茶叶出口;441、导气管;442、微型泵;443、干燥冷却器;444、气腔;445、气敏传感器阵列;20、主机外壳;21、MCU芯片;22、电源模块;23、通信模块;24、数据缓存模块;25、RS458接口;26、电源接口;27、5G天线;28、RJ45接口。

  具体实施方式

  在本实用新型的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“中”、“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

  下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。

  如图1、图2、图5所示,本实施例公开一种基于物联网的茶叶烘干参数采集与分析系统,包括烘干机1、控制系统2及云服务器3,其中,烘干机1可为现有市场上任意一款用于烘干茶叶的烘干机1。该烘干机1上设有信息采集装置4,优选的,信息采集装置4包括温度传感器41、湿度传感器42、图像采集组件43及气味采集组件44,温度传感器41、湿度传感器42、图像采集组件43、气味采集组件44分别与控制系统2相连,控制系统2与云服务器3相连,烘干机1上设有干燥室11,温度传感器41、湿度传感器42至少部分位于干燥室11内。

  烘干机1在烘干茶叶时,温度传感器41采集烘干机1内的温度数据,湿度传感器42采集烘干机1内的湿度数据,气味采集组件44采集茶叶的气味特征因子,图像采集组件43采集烘干后的茶叶颜色的图像数据。信息采集装置4将上述采集的数据信息传输至控制系统2,控制系统2将上述数据信息传输至云服务器3。根据对云服务器3中相同品种茶叶在不同烘干工艺参数下获取的多组上述数据进行分析后,选择最优的茶叶烘干工艺参数,并根据最优的烘干工艺参数对烘干机1进行烘干工艺参数的设定,从而能更好的控制烘干机1烘干茶叶品质的一致性及稳定性。

  优选的,本实施例的图像采集组件43为CCD相机,CCD相机安装于烘干机1的茶叶出口12处。茶叶烘干后从茶叶出口12处输送出去,在茶叶从茶叶出口12处输送出去的过程中CCD相机采集茶叶的图像数据。

  优选的,本实施例的气味采集组件44为电子鼻。电子鼻包括微型泵442、干燥冷却器443、气腔444、气敏传感器阵列445、采集系统及导气管441。干燥室11顶部设有上下贯通干燥室11的导气孔。导气管441固定于导气孔内,导气管441的进气口与干燥室11内部相通。干燥室11内的气体通过导气管441由微型泵442抽出后进入干燥冷却器443,气体干燥冷却后进入气腔444,气敏传感器阵列445及采集系统位于气腔444内,气敏传感器阵列445及采集系统用于获取烘干机1干燥室11内气味的响应信号值。

  本实施例的控制系统2为现有的控制系统2,其控制方法及控制方式均为现有技术。如图3、图4所示,本实施例的控制系统2至少包括控制主机,控制主机包括主机外壳20及控制主板,控制主板固定于主机外壳20内部。控制主板上至少设有MCU芯片21、电源模块22、通信模块23,电源模块22、通信模块23分别与MCU芯片21相连,电源模块22为控制主板供电,控制主板通过通信模块23与云服务器3进行通信。优选的,通信模块23包括RJ45网络模块和/或5G通讯模块。进一步的,控制主板上还设有数据缓存模块24,数据缓存模块24与MCU芯片21相连,数据缓存模块24用于存储数据信息。

  主机外壳20上设有RS458接口25、电源接口26、5G天线27以及RJ45接口28。温度传感器41、湿度传感器42、CCD相机、电子鼻通过RS458接口25与控制主板相连。

  优选的,云服务器3上设有数据分析模块、特征数据库及模型数据库,数据分析模块包括特征提取单元。控制系统2将温度数据、湿度数据、气味的响应信号值数据、图像数据传输至云服务器3后,特征提取单元可提取气味响应信号值的最大值、信号平均值及一阶导数值,还可提取图像的颜色分量特征值。特征数据库用于记录不同品种茶叶最优的烘干工艺参数及提取的茶叶特征值,根据上述最优烘干工艺参数及提取的茶叶特征值可建立不同茶叶的烘干模型,并将烘干模型保存于模型数据库中。烘干机1烘干茶叶时,根据不同茶叶选择不同的烘干模型,根据烘干模型设置烘干机1的烘干工艺参数,从而保证相同品种茶叶品质的一致性及稳定性。

  本实用新型的实施方式不限于此,按照本实用新型的上述内容,利用本领域的普通技术知识和惯用手段,在不脱离本实用新型上述基本技术思想前提下,本实用新型还可以做出其它多种形式的修改、替换或组合,均落在本实用新型权利保护范围之内。

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