基于无线通信的烤戭烟叶重量监测系统的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于无线通信的烤戭烟叶重量监测系统，包括安装在烤戭内的用于采集烟叶重量信息的监控终端、数据采集器和上位机，其中监控终端的输出端通过无线通信的方式与数据采集器连接，数据采集器的输出端通过无线通信的方式上位机的输入端连接。本实用新型提供的系统能够自动实现烟叶重量信息的采集，然后将采集的重量信息传输至上位机，供用户进行监控，使用该系统能够达到远程监测烟叶重量的目的，因而能达到节约人力资源、提高监测效率的效果。
【专利说明】
基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统
技术领域
[0001]本实用新型涉及烟叶加工领域，更具体地，涉及一种基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统。
【背景技术】
[0002]在烟草加工领域，摘取新鲜烟叶之后，一般将烟叶放置在烤房内进行脱水处理。脱水处理这一步骤的好坏将直接影响到制造的烟草的质量。为了能够对这一步骤实行精确的控制，在进行脱水处理时必须对烤房内的温度情况、湿度情况和烟叶自身的情况进行严密的监控，并根据监控的情况对与脱水处理过程关系严密的烤房内的温度、湿度进行调整。而在判断脱水处理是否完成的时候，工作人员一般根据烟叶的颜色及重量进行判断。现有技术中，工作人员可以通过在烤房内安装摄像头并利用摄像头拍摄烟叶图像来实时获知烟叶的颜色情况，而对于烟叶重量信息的获知，则依赖人工巡逻的方式，即安排工作人员定时采集烤房内烟叶的重量信息。这种方式的监测效率低下且浪费了人力资源，因此还有待改进。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型为解决以上现有技术的缺陷，提供了一种基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，该系统能够自动实现烟叶重量信息的采集，然后将采集的重量信息传输至上位机，供用户进行监控，使用该系统能够达到远程监测烟叶重量的目的，因而能达到节约人力资源、提高监测效率的效果。
[0004]为实现以上实用新型目的，采用的技术方案是:
[0005]—种基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，包括安装在烤房内的用于采集烟叶重量信息的监控终端、数据采集器和上位机，其中监控终端的输出端通过无线通信的方式与数据采集器连接，数据采集器的输出端通过无线通信的方式与上位机的输入端连接。
[0006]上述方案中，监控系统用于采集烟叶的重量信息并将其通过无线通信的方式传输至数据采集器，数据采集器接收数据后将数据通过无线通信的方式传输至上位机，上位机将接收的数据进行显示，用户根据显示的数据，即可实时获知烤房内的烟叶的重量情况。
[0007]优选地，所述监控终端包括重力传感器、控制元件、无线通信元件，其中重力传感器通过控制元件、无线通信元件与数据采集器连接。其中重量传感器用于采集烟叶的重量信息并将之传输至控制元件，控制元件通过无线通信元件将接收的数据传输至数据采集器。
[0008]优选地，所述监控终端还包括有存储元件，存储元件与控制元件连接。存储元件用于存储重力传感器采集的重量信息。
[0009]优选地，所述控制元件采用单片机MSP430F149实现，其Pl.0端口、P1.1端口与重力传感器的输出端连接;其P4.6端口、P4.7端口、P4.5端口、P4.4端口与无线通信元件连接，其Pl.5端口、P1.6端口、P1.7端口与存储元件连接。
[0010]优选地，所述无线通信元件采用nRF401无线收发器，nRF401无线收发器的串行外围设备接口 CS、RF_PWR、TXEN、PWR-UP分别与控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口连接。
[0011 ] 优选地，存储元件采用AT24C256芯片实现，其端口 SDAj^ 口 SDL以及写保护端口 WP分别与单片机MSP430F149的Pl.5?Pl.7端口通过上拉电阻连接。
[0012]优选地，所述数据采集器包括天线、输入端与天线连接的无线传输芯片、输入端与无线传输芯片输出端连接的采集控制元件、输入端与采集控制元件输出端连接的接口芯片，接口芯片的输出端通过接口与上位机连接。
[0013]优选地，所述无线传输芯片采用nRF401无线收发器；采集控制元件采用单片机MSP430F149 ；接口芯片采用MAX485芯片；所述接口为RS-485接口 ；
[0014]无线传输芯片的ΑΝΤΙ、ANT2端口与天线连接，无线传输芯片的CS端口、RF-PWR端口、TXEN端口、PWR-UP端口分别与采集控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口连接；
[0015]采集控制元件的P3.4端口与接口芯片的RE端口、DE端口连接；
[0016]接口芯片的RXD、TXD端口与RS-48 5接口的RXD、TXD端口连接。
[0017]优选地，所述监控终端、数据采集器的数量为多个，监控终端与数据采集器一一对应连接，各个数据采集器的输出端均与上位机连接。
[0018]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是:
[0019]本实用新型提供的系统能够自动实现烟叶重量信息的采集，然后将采集的重量信息传输至上位机，供用户进行监控，使用该系统能够达到远程监测烟叶重量的目的，因而能达到节约人力资源、提高监测效率的效果。
【附图说明】
[0020]图1为重量监控系统的结构示意图。
[0021 ]图2为监控终端的结构示意图。
[0022]图3为存储元件的连接示意图。
[0023]图4为数据采集器的结构示意图。
[0024]图5为烤房的结构图。
[0025]图6为挂烟架的结构示意图。
[0026]图7为第一竖杆的轴向剖面图。
[0027]图8为第二竖杆的轴向剖面图。
[0028]图9为重力传感器的安装示意图。
[0029]图10为采集的烟叶重量数据的变化过程图。
【具体实施方式】
[0030]附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
[0031]以下结合附图和实施例对本实用新型做进一步的阐述。
[0032]实施例1
[0033]如图1?4所示，重量监测系统，包括安装在烤房内的用于采集烟叶重量信息的监控终端、数据采集器和上位机，其中监控终端的输出端通过无线通信的方式与数据采集器连接，数据采集器的输出端通过无线通信的方式与上位机的输入端连接。
[0034]上述方案中，监控系统用于采集烟叶的重量信息并将其通过无线通信的方式传输至数据采集器，数据采集器接收数据后将数据通过无线通信的方式传输至上位机，上位机将接收的数据进行显示，用户根据显示的数据，即可实时获知烤房内的烟叶的重量情况。
[0035]本实施例中，监控终端包括重力传感器3、控制元件、无线通信元件，其中重力传感器3通过控制元件、无线通信元件与数据采集器连接。其中重量传感器用于采集烟叶的重量信息并将之传输至控制元件，控制元件通过无线通信元件将接收的数据传输至数据采集器。
[0036]本实施例中，监控终端还包括有存储元件，存储元件与控制元件连接。存储元件用于存储重力传感器3采集的重量信息。
[0037]本实施例中，控制元件采用单片机1^?43(^149实现，其？1.0端口、？1.1端口与重力传感器3的输出端连接;其P4.6端口、P4.7端口、P4.5端口、P4.4端口与无线通信元件连接，其Pl.5端口、P1.6端口、P1.7端口与存储元件连接。
[0038]本实施例中，无线通信元件采用nRF401无线收发器，nRF401无线收发器的串行外围设备接口 CS、RF_PWR、TXEN、PWR-UP分别与控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口连接。
[0039]本实施例中，存储元件采用AT24C256芯片实现，其端口 SDA、端口 SDL以及写保护端口WP分别与单片机MSP430F149的Pl.5?Pl.7端口通过上拉电阻连接。
[0040]本实施例中，数据采集器包括天线、输入端与天线连接的无线传输芯片、输入端与无线传输芯片输出端连接的采集控制元件、输入端与采集控制元件输出端连接的接口芯片，接口芯片的输出端通过接口与上位机连接。
[0041]本实施例中，无线传输芯片采用nRF401无线收发器；采集控制元件采用单片机MSP430F149 ；接口芯片采用MAX485芯片；所述接口为RS-485接口 ；
[0042]无线传输芯片的ΑΝΤΙ、ANT2端口与天线连接，无线传输芯片的CS端口、RF-PWR端口、TXEN端口、PWR-UP端口分别与采集控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口连接；
[0043]采集控制元件的P3.4端口与接口芯片的RE端口、DE端口连接；
[0044]接口芯片的RXD、TXD端口与RS-485接口的RXD、TXD端口连接。
[0045]监测系统的使用示意图如图5?9所示。
[0046]图5为烤房的侧面示意图。烤房包括烤房本体I和安装在烤房本体I内的若干组挂烟架2，所述挂烟架2包括竖向设置的第一竖杆21、第二竖杆22和横向设置的横杆23，所述第一竖杆21、第二竖杆22上设有多个卡接横杆23的卡接部201。监控装置的重量传感器3安放在卡接部201上，其与横杆23的底面接触，当横杆23上挂满烟叶时，通过采集横杆施加在其上的重量，即可反映烟叶的重量，实现烟叶重量的探测。
[0047]实施例2
[0048]为了对本实用新型提供的监测装置性能的优越性进行突显，本实施例进行了实验并采集了具体的实验数据，具体如图10所示，所述数据采集自烟叶三段式烘烤工艺的实施过程中，所述烟叶三段式烘烤工艺包括三个阶段，分别为依次执行的变黄阶段、定色阶段和干筋阶段。烟叶的初始重量为15kg，烘烤开始后，由于变黄阶段烤房内的温度较低，约为25°C~38°C，因此在变黄阶段烟叶的脱水情况并不严重，其脱水速度较为平缓。随着烘烤进入定色阶段，烤房内的温度逐渐升高，由38°C升至54°C，此时烟叶的脱水速度得到了加快，且由于烟叶的含水量较大，所以定色阶段的脱水量是三个阶段中最大的。当烘烤进入干筋阶段时，此时烟叶中残存的水份已经很少，因此即使烤房内的温度从54°C升至并稳定在68°C，烟叶的脱水速度也较慢，脱水量也不大。完成脱水处理这一步骤后，烟叶的重量为初始重量的10%?20%，如图1O所示，脱水处理后的烟叶重量约为2kg。
[0049]显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:包括安装在烤房内的用于采集烟叶重量信息的监控终端、数据采集器和上位机，其中监控终端的输出端通过无线通信的方式与数据采集器连接，数据采集器的输出端通过无线通信的方式与上位机的输入端连接。2.根据权利要求1所述的基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:所述监控终端包括重力传感器、控制元件、无线通信元件，其中重力传感器通过控制元件、无线通信元件与数据采集器连接。3.根据权利要求2所述的基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:所述监控终端还包括有存储元件，存储元件与控制元件连接。4.根据权利要求3所述的基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:所述控制元件采用单片机MSP430F149实现，其Pl.0端口、Pl.1端口与重力传感器的输出端连接；其P4.6端口、P4.7端口、P4.5端口、P4.4端口与无线通信元件连接，其Pl.5端口、Pl.6端口、P 1.7端口与存储元件连接。5.根据权利要求4所述的基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:所述无线通信元件采用nRF401无线收发器，nRF401无线收发器的串行外围设备接口 CS、RF_PWR、TXEN、PWR-UP分别与控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口连接。6.根据权利要求5所述的基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:存储元件采用AT24C256芯片实现，其端口 SDA、端口 SDL以及写保护端口 WP分别与单片机MSP430F149的Pl.5?Pl.7端口通过上拉电阻连接。7.根据权利要求1所述的基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:所述数据采集器包括天线、输入端与天线连接的无线传输芯片、输入端与无线传输芯片输出端连接的采集控制元件、输入端与采集控制元件输出端连接的接口芯片，接口芯片的输出端通过接口与上位机连接。8.根据权利要求7所述的基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:所述无线传输芯片采用nRF401无线收发器;采集控制元件采用单片机MSP430F149;接口芯片采用MAX485芯片;所述接口为RS-485接口 ； 无线传输芯片的ANT1、ANT2端口与天线连接，无线传输芯片的CS端口、RF-PWR端口、TXEN端口、PWR-UP端口分别与采集控制元件的P4.7端口、P4.6端口、P4.5端口、P4.4端口连接； 采集控制元件的P3.4端口与接口芯片的RE端口、DE端口连接； 接口芯片的RXD、TXD端口与RS-485接口的RXD、TXD端口连接。9.根据权利要求1?8任一项所述的基于无线通信的烤房烟叶重量监测系统，其特征在于:所述监控终端、数据采集器的数量为多个，监控终端与数据采集器一一对应连接，各个数据采集器的输出端均与上位机连接。
【文档编号】G05B19/042GK205450669SQ201620137360
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年2月23日
【发明人】陈泽鹏
【申请人】中国烟草总公司广东省公司