一种基于AI工艺的智能晾制方法及装置与流程
一种基于ai工艺的智能晾制方法及装置
技术领域
1.本发明涉及晾制装置技术领域，具体为一种基于ai工艺的智能晾制方法及装置。
背景技术：
2.目前国内一些省市开展了雪茄烟引种试种研究，在雪茄烟生产过程中，前期的烟叶晾制是非常重要的一环。雪茄烟的晾制，对环境的温湿度等有一定的要求，不根据晾制的不同进度、要求不同的环境温湿度，而自然环境温湿度很难持续保持在理想晾制温湿度环境。按雪茄烟的晾制工艺曲线对晾制环境的温湿度进行精准控制，对保障雪茄烟的品质具有积极重要的意义。
3.雪茄烟的晾制装置(也叫晾房)是对雪茄烟进行晾制的专用设备。目前国内雪茄烟晾房主要是普通晾房，可以实现简单的晾房环境温湿度控制。这些普通晾房普遍存在以下不足：
4.(1)控制方式简单：普通晾房只能通过设备机械按钮现场操作的方式，来控制晾制环境温湿度参数，无法实现自动控制，使用起来极不方便；
5.(2)温湿度控制不精准：普通晾房室内环境温湿度参数采集传感器与温度、湿度控制设备不能联动，靠手动按键或按钮操作温度、湿度控制设备，温湿度控制不精准；
6.(3)不能智能晾制：只能通过人工现场操作的方式根据晾制进度控制不同的环境温湿度，无法按照晾制工艺曲线要求对雪茄烟进行自动智能晾制；
7.(4)人力成本高：普通晾房需要技术人员或烟农在现场进行反复操作，人力投入成本高；
8.(5)对专业技术人员经验要求高：普通晾房完全依靠技术人员总结的经验对雪茄烟进行晾制，对技术人员经验要求高。
9.(6)晾制品质难控制：因无法对晾制环境的温湿度进行精准控制，雪茄烟烟叶晾制品质不好控制。
10.基于上述，提供一种基于ai工艺的智能晾制方法及装置显得尤为必要。
技术实现要素：
11.本发明的目的在于提供一种基于ai工艺的智能晾制方法及装置，以解决上述背景技术提出的问题。
12.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于ai工艺的智能晾制装置，包括智能晾房本体，所述智能晾房本体的内壁底部设置有风道，所述风道的上方设置有晾烟杆，所述晾烟杆的两端均活动连接有晾烟架，所述晾烟架的一侧固定连接在智能晾房本体的内壁，所述智能晾房本体的背面固定安装有风机，所述风机的两侧设置有进风口，所述风机的上方设置有加热管，所述加热管的上方设置有加湿器，所述加热管的一侧设置有室外温湿度传感器，所述加湿器的一侧设置有ai工艺智能控制终端，所述ai工艺智能控制终端固定安装在智能晾房本体的背面，所述智能晾房本体的内壁固定安装有室内温湿度传感
器。
13.优选的，所述智能晾房本体的正面活动安装有平推门。
14.优选的，所述智能晾房本体的正面和背面上部均固定安装有百叶排湿窗。
15.优选的，所述ai工艺智能控制终端、风机、加热管、加湿器、室外温湿度传感器和室内温湿度传感器之间电性连接。
16.一种基于ai工艺的智能晾制方法，包括以下步骤：
17.s1、在正式晾制前进行准备工作，自动检查晾房风机、加热管、加湿器、室外温湿度传感器室外温湿度传感器和室内温湿度传感器室内温湿度传感器等是否正常工作，烟叶需要均匀装配在晾烟杆上，装配完毕后，关闭平推门。
18.s2、系统上电后，自动进入烟叶晾制阶段。根据智能控制终端内最新的晾制工艺曲线、目标温湿度上下限(即工艺曲线某时间点的温湿度参数加、减偏离值)及采集的环境温湿度，根据晾制工作时间进度，自动调节晾房内温湿度，对烟叶进行智能晾制。
19.s3、ai工艺智能控制终端实时采集环境温湿度数据，并定期上传至云服务器端应用系统软件，以备后续晾制工艺参数优化。
20.s4、本批晾制结束后，通过人工方式对晾制的烟叶品质进行评价，并在系统软件进行分类标注：好、一般、差。
21.s5、把本批晾制采集的环境温湿度数据及结果标注加入烟叶晾制样本数据集，在服务端的ai工艺应用系统训练的ai工艺模型自动寻更优的工艺参数。
22.s6、把寻到的更优的工艺参数自动更新至智能控制终端，更新智能控制终端内的晾制工艺曲线。
23.s7、若还有下批烟叶晾制计划，按从步骤一到步骤六，继续烟叶晾制工作；若无晾制计划，则结束晾制工作。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.1、本发明的基于ai工艺的智能晾制方法及装置，不需要通过人工现场反复操作按钮控制晾房温湿度，使用便利，用户体验好；可按预设的晾制工艺曲线自动进行智能晾制，无需人工干预，对晾制过程的环境温湿度控制更加精准，烟叶晾制品质更好；随着烟叶晾制批次累计，自动总结优化晾制工艺参数，不断更新优化晾制工艺曲线，减少对雪茄烟晾制专业技术人员的依赖。
附图说明
26.图1为本发明一种基于ai工艺的智能晾制装置的正视结构示意图；
27.图2为本发明一种基于ai工艺的智能晾制装置的内部结构示意图；
28.图3为本发明一种基于ai工艺的智能晾制装置的后视结构示意图；
29.图4为本发明一种基于ai工艺的智能晾制装置的设备控制拓扑图；
30.图5为本发明一种基于ai工艺的智能晾制装置的智能晾制流程图；
31.图6为本发明一种基于ai工艺的智能晾制装置的软件应用架构图；
32.图7为本发明一种基于ai工艺的智能晾制装置的烟叶晾制工艺曲线示意图；
33.图8为本发明一种基于ai工艺的智能晾制装置的温湿度调节流程图。
34.图中：
35.1、平推门；2、智能晾房本体；3、百叶排湿窗；4、风道；5、晾烟杆；6、ai工艺智能控制终端；7、风机；8、加热管；9、加湿器；10、进风口；11、室外温湿度传感器；12、室内温湿度传感器；13、晾烟架。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施条例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.参照图1-3所示：一种基于ai工艺的智能晾制装置，包括智能晾房本体2，智能晾房本体2的内壁底部设置有风道4，风道4的上方设置有晾烟杆5，晾烟杆5的两端均活动连接有晾烟架13，晾烟架13的一侧固定连接在智能晾房本体2的内壁，的智能晾房本体2的背面固定安装有风机7，风机7的两侧设置有进风口10，风机7的上方设置有加热管8，加热管8的上方设置有加湿器9，加热管8的一侧设置有室外温湿度传感器11，加湿器9的一侧设置有ai工艺智能控制终端6，ai工艺智能控制终端6固定安装在智能晾房本体2的背面，智能晾房本体2的内壁固定安装有室内温湿度传感器12，其中，晾烟架13共七层、晾烟杆5三百根，风机7一台、加湿器9两台、加热管8四支、室外温湿度传感器11一个、室内温湿度传感器12一个，ai工艺智能控制终端6内含电压转换、电源控制、控制软件系统，在进行烟叶晾制时，将烟叶挂架在晾烟杆5上，然后将本装置通电，本装置内的烟叶自动进行晾制，通过室外温湿度传感器11和室内温湿度传感器12采集晾制过程中本装置内外环境的温湿度，并将采集数据传递到ai工艺智能控制终端6内，通过ai工艺智能控制终端6内最新的晾制工艺曲线、目标温湿度上下限(即工艺曲线某时间点的温湿度参数加、减偏离值)及采集的环境温湿度，根据晾制工作时间进度，调节风机7、加热管8和加湿器9的运行，从而自动调节晾房内温湿度，对烟叶进行智能晾制。
38.如图1所示，智能晾房本体2的正面活动安装有平推门1，便于操作人员通过平推门1进出智能晾房本体2内进行烟叶的晾制和收取操作。
39.如图1和图3所示，智能晾房本体2的正面和背面上部均固定安装有百叶排湿窗3，通过百叶排湿窗3使得本装置内部与外部进行空气流动。
40.如图2-3所示，ai工艺智能控制终端6、风机7、加热管8、加湿器9、室外温湿度传感器11和室内温湿度传感器12之间电性连接，使得ai工艺智能控制终端6对本装置进行稳定控制。
41.如图4所示，ai工艺智能控制终端6通过220v交流供电、网线接上互联网，加湿器9通过转换后的48v交流供电，加热管8通过220v交流供电，风机7的供电电压为0～220v可调交流电源，风门的供电电压为12v直流，温湿度传感器通过rs485与ai工艺控制终端通讯。
42.图5中所示，智能晾制工作流程由晾制准备、烟叶晾制、上传环境参数、结果标注、工艺参数ai寻优、更新工艺曲线、循环晾制等步骤组成。
43.图6中所示，本发明的软件应用架构由温湿度数据采集、加湿控制、排湿控制、降温控制、升温控制、工艺曲线维护、数据交互等模块及ai工艺应用系统组成。所述的数据采集模块、加湿控制模块、排湿控制模块、降温控制模块、升温控制模块、工艺曲线维护模块、数
据交互模块是安装在智能控制终端内的应用软件。所述的ai工艺应用系统，部署在云服务器上。晾房内的温湿度环境参数，通过智能控制终端协调控制外围单元进行调节。加湿操作，打开风门、启动风机、加湿器上电；排湿操作，打开风门、启动风机；升温操作，打开风门、启动风机7、加热管8上电；降温操作，打开风门、启动风机7。智能控制终端通过控制风门的舵机的转速，实现风门的打开、闭合及打开任意角度；智能控制终端通过控制风机的供电电源电压，从0到220v间变化，实现风机转速的控制，进而控制风量大小；智能控制终端，可选择性控制加湿器供电电源的通断，比如1路开1路关、2路开、2路关等，实现空气中水雾的浓度，进而控制空气湿度；智能控制终端，可以选择性控制路加热管供电电源的通断，实现加热功率的控制，进而控制空气温度；智能控制终端，与室内外温湿度传感器通讯，实时采集室内外环境温湿度数据，根据晾制工艺曲线对室内环境温湿度的要求，进行相应的加湿、排湿、升温、降温等操作。
44.图7中所示，雪茄烟晾制需要按一定的晾制工艺曲线(称为理想晾制工艺曲线)来控制晾房室内温湿度，不同时间段，需要不同的环境温湿度。举例来说：2022.6.1 18:00:00时，温度30℃，湿度85％；2022.6.2 18:00:00时，温度30℃，湿度85％，开始调节温湿度(以每小时1.5℃的速度平稳升温到36℃，以每小时1.25％的速度平稳降低湿度到80％)；2022.6.2 22:00:00时，温度36℃，湿度80％，保持24小时；2022.6.3 22:00:00，温度36℃，湿度80％。在实际晾制工作中，可设置理想晾制工艺曲线温湿度的上下限值，也就是一个偏离值。理想湿度加上湿度偏离值，就是工艺参数湿度的上限，理想湿度减去湿度偏离值，就是工艺参数湿度的下限；理想温度加上温度偏离值，就是工艺参数温度的上限，理想温度减去温度偏离值，就是工艺参数温度的下限。
45.图8中所示，优先控制晾房内湿度，若实际湿度大于理想湿度上限，则执行排湿操作，若实际湿度小于理想湿度下限，则执行加湿操作；若实际温度大于理想温度上限，则执行降温操作，若实际温度小于理想温度下限，则执行升温操作。系统根据控制风机7、加湿器9、加热管8、风门等执行单元来实现相应加湿、排湿、升温、降温等具体操作。图8中h、t分别表示晾房内实际环湿度、温度，h2、h1分别表示理想湿度上、下限，t2、t1分别表示理想温度上、下限，y、n分别表示条件判断的是、否。
46.h1、h2、t1、t2的计算公式如下：
47.h1＝ho-a
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(1)
48.h2＝ho+a
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(2)
49.t1＝to
–bꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
50.t2＝to+b
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(4)
51.式1、式2中，ho表示工艺曲线的湿度，a表示湿度可允许变化幅度；
52.式3、式4中，to表示工艺曲线的温度，b表示温度可允许变化幅度。
53.本发明的工作原理：在使用时，首先，把初始工艺参数(温度、湿度、时间)写入晾房的智能控制终端、并设置工艺参数的温度及湿度的可变幅度；待雪茄烟烟叶上架完毕后上电，智能控制终端自动采集环境温度、湿度数据，并与设置的工艺曲线的参数(温度、湿度)进行比较，若环境温湿度参数不在工艺参数范围内，则系统自动启动并协同控制执行单元，如加湿器9、加热管8、风机7、风门等执行单元，把环境温度、湿度调节到工艺参数的目标范围内，若环境温湿度已在工艺参数目标范围内，则不需要启动执行单元调节；晾房按晾制工
艺曲线要求，在不同时间段，保障温湿度在相应的工艺参数要求范围内，对烟叶进行晾制；系统自动采集环境温湿度数据，并上传至云服务端；烟叶晾制完毕，对结果进行评价，评价结果分为三类：好、一般、差，并在系统里对结果进行标注；云服务端的ai工艺应用系统软件，把上传的环境温湿度数据和结果评价标准写入烟叶晾制样本数据集；云服务端的ai工艺应用系统通过人工智能的机器学习算法，自动出更优的工艺参数(温度、湿度、时间)；系统把更优的工艺参数自动写入智能控制终端，替代之前的工艺参数，并更新晾制工艺曲线；晾房应用新的晾制工艺曲线，继续对下批烟叶进行晾制，重复循环，不断优化晾制工艺参数。
54.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
技术特征：
1.一种基于ai工艺的智能晾制装置，其特征在于；包括智能晾房本体(2)，所述智能晾房本体(2)的内壁底部设置有风道(4)，所述风道(4)的上方设置有晾烟杆(5)，所述晾烟杆(5)的两端均活动连接有晾烟架(13)，所述晾烟架(13)的一侧固定连接在智能晾房本体(2)的内壁，所述智能晾房本体(2)的背面固定安装有风机(7)，所述风机(7)的两侧设置有进风口(10)，所述风机(7)的上方设置有加热管(8)，所述加热管(8)的上方设置有加湿器(9)，所述加热管(8)的一侧设置有室外温湿度传感器(11)，所述加湿器(9)的一侧设置有ai工艺智能控制终端(6)，所述ai工艺智能控制终端(6)固定安装在智能晾房本体(2)的背面，所述智能晾房本体(2)的内壁固定安装有室内温湿度传感器(12)。2.根据权利要求1所述的一种基于ai工艺的智能晾制装置，其特征在于：所述智能晾房本体(2)的正面活动安装有平推门(1)。3.根据权利要求1所述的一种基于ai工艺的智能晾制装置，其特征在于：所述智能晾房本体(2)的正面和背面上部均固定安装有百叶排湿窗(3)。4.根据权利要求1所述的一种基于ai工艺的智能晾制装置，其特征在于：所述ai工艺智能控制终端(6)、风机(7)、加热管(8)、加湿器(9)、室外温湿度传感器(11)和室内温湿度传感器(12)之间电性连接。5.一种基于ai工艺的智能晾制方法，其特征在于，使用了上述权利要求1-4中任一项所述的一种基于ai工艺的智能晾制装置，包括以下步骤：s1、在正式晾制前进行准备工作，自动检查晾房风机(7)、加热管(8)、加湿器(9)、室外温湿度传感器室外温湿度传感器(11)和室内温湿度传感器室内温湿度传感器(12)等是否正常工作，烟叶需要均匀装配在晾烟杆(5)上，装配完毕后，关闭平推门(1)。s2、系统上电后，自动进入烟叶晾制阶段。根据智能控制终端内最新的晾制工艺曲线、目标温湿度上下限(即工艺曲线某时间点的温湿度参数加、减偏离值)及采集的环境温湿度，根据晾制工作时间进度，自动调节晾房内温湿度，对烟叶进行智能晾制，实现对雪茄烟烟叶晾制环境温湿度参数的精准控制。随着雪茄烟烟叶晾制批次增加，不断自动优化晾制工艺参数，更新优化晾制工艺曲线，减少对雪茄烟烟叶晾制专业技术人员的依赖。s3、ai工艺智能控制终端实时采集环境温湿度数据，并定期上传至云服务器端应用系统软件，以备后续晾制工艺参数优化。s4、本批晾制结束后，通过人工方式对晾制的烟叶品质进行评价，并在系统软件进行分类标注：好、一般、差。s5：把本批晾制采集的环境温湿度数据及结果标注加入烟叶晾制样本数据集，在服务端的ai工艺应用系统训练的ai工艺模型自动寻更优的工艺参数。s6、把寻到的更优的工艺参数自动更新至智能控制终端，更新智能控制终端内的晾制工艺曲线。s7、若还有下批烟叶晾制计划，按从步骤一到步骤六，继续烟叶晾制工作；若无晾制计划，则结束晾制工作。
技术总结
本发明公开了一种基于AI工艺的智能晾制方法及装置，包括智能晾房本体，所述智能晾房本体的内壁底部设置有风道，所述风道的上方设置有晾烟杆，所述晾烟杆的两端均活动连接有晾烟架，所述晾烟架的一侧固定连接在智能晾房本体的内壁，所述智能晾房本体的背面固定安装有风机。本发明的基于AI工艺的智能晾制方法及装置，不需要通过人工现场反复操作按钮控制晾房温湿度，使用便利，用户体验好；可按预设的晾制工艺曲线自动进行智能晾制，无需人工干预，对晾制过程的环境温湿度控制更加精准，烟叶晾制品质更好；随着烟叶晾制批次累计，自动总结优化晾制工艺参数，不断更新优化晾制工艺曲线，减少对雪茄烟晾制专业技术人员的依赖。减少对雪茄烟晾制专业技术人员的依赖。减少对雪茄烟晾制专业技术人员的依赖。
