一种基于物联网的烟草生产设施管理方法及系统

本发明涉及烟草生产领域，特别是一种基于物联网的烟草生产设施管理方法及系统。

背景技术：

1、在当今社会，存在大量烟民购买烟草产品食用，烟草产品包括香烟、雪茄等。而烟草产品需要由烟草原料加工制作而成。烟草生产设施的是一种将烟草原料加工制作成烟草产品的机器，其主要工作步骤包括烟草的烘烤混合、切割、烟草产品包装等。在烟草生产设施工作过程中，工作参数容易受环境影响，生产异常工作参数，导致烟草加工品不符合标准规格，从而降低烟草的加工效率和加工效果，不符合经济效益，同时也不环保。需要对烟草生产设施进行规范管理，并对烟草生产设施的缺陷部分进行修正，提高烟草加工效率及加工效果。

技术实现思路

1、本发明克服了现有技术的不足，提供了一种基于物联网的烟草生产设施管理方法及系统。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、本发明第一方面提供了一种基于物联网的烟草生产设施管理方法，包括以下步骤：

4、观察烟草种植区域内烟草的生长状况，并基于烟草的生长状况对烟草生长条件进行调控；

5、基于生产要素获取烟草加工步骤，烟草生产设施基于所述烟草加工步骤对可加工烟草进行加工，并在加工过程中对烟草生产设施的实时加工参数进行智能调控；

6、基于烟草生产订单信息及烟草加工品的质量检测参数，使用模糊聚类算法对烟草加工品进行分类，得到单一烟草产品所需的烟草加工品种类数量；

7、通过烟草生产设施对烟草加工品进行包装，得到烟草产品，对烟草产品进行包装状态分析，基于分析结果对烟草产品进行缺陷修复。

8、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述观察烟草种植区域内烟草的生长状况，并基于烟草的生长状况对烟草生长条件进行调控，具体为：

9、使用摄像头获取烟草种植区域的实时图像，并对烟草种植区域的实时图像进行图像预处理，所述图像预处理包括对图像进行灰度化处理和降噪处理，得到预处理烟草种植区域图像；

10、对所述预处理烟草种植区域图像进行特征提取，得到烟草种植区域内各烟草的表面特征参数，基于烟草种植区域内各烟草的表面特征参数构建烟草表面模型，并基于历史数据检索，构建烟草表面标准模型；

11、分析所述烟草表面模型，获取烟草的实时生长状况，所述烟草的实时生长状况包括烟草的颜色、大小和表面病虫害程度，并基于烟草表面标准模型，获取烟草的标准生长状况；

12、将烟草的实时生长状况与烟草的标准生长状况进行对比分析，得到烟草生长偏差值，将烟草生长偏差值在预设范围内的烟草定义为可加工烟草，并将烟草生长偏差值在预设范围外的烟草定义为一类待检测烟草；

13、分析一类待检测烟草的实时生长状况中的表面病虫害程度，对表面病虫害程度大于预设程度的一类待检测烟草划分为不可加工烟草，并将其余的一类待检测烟草的实时生长状况导入至烟草养殖控制中心，所述烟草养殖控制中心通过物联网对其余的一类待检测烟草所在的烟草种植区域进行生长条件实时调控。

14、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于生产要素获取烟草加工步骤，烟草生产设施基于所述烟草加工步骤对可加工烟草进行加工，并在加工过程中对烟草生产设施的实时加工参数进行智能调控，具体为：

15、基于大数据检索，获取烟草的生产要素，并基于烟草的生产要素获取烟草加工步骤；

16、将可加工烟草放置在烟草生产设施内，并将所述烟草加工步骤导入至烟草生产设施的控制中心内，所述烟草生产设施的控制中心根据烟草加工步骤，生成加工参数，烟草生产设施的控制中心基于所述加工参数控制烟草生产设施对可加工烟草进行加工处理；

17、对加工参数进行实时监控，并在控制中心中获取实时加工参数，若所述实时加工参数不在预设范围内，则将对应的实时加工参数定义为异常加工参数，并获取烟草生产参数在异常加工参数下的运行时间，定义为异常运行时间；

18、获取在异常运行时间中被加工的烟草，定义为二类待检测烟草，对二类待检测烟草进行烟草质量检测，生成烟草质量检测结果，并基于烟草质量检测结果，对烟草生产设施进行缺陷位置溯源；

19、将烟草生产设施的缺陷位置与异常加工参数相结合，得到各缺陷位置的加工参数，将所述烟草质量检测结果和各缺陷位置的加工参数导入卷积神经网络中，生成修复加工参数；

20、所述烟草生产设施基于修复加工参数对所述二类待检测烟草进行烟草修复处理，得到修复后的烟草，将所述修复后的烟草与其他可加工烟草混合，并使用标准加工参数下的烟草生产设施对混合的烟草进行烟草加工处理，得到烟草加工品。

21、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述对二类待检测烟草进行烟草质量检测，生成烟草质量检测结果，并基于烟草质量检测结果，对烟草生产设施进行缺陷位置溯源，具体为:

22、获取二类待检测烟草的表面参数，基于所述二类待检测烟草的表面参数构建二类待检测烟草三维模型；

23、基于所述二类待检测烟草三维模型，获取二类待检测烟草的状态参数，并基于大数据检索获取二类待检测烟草的预设状态参数，计算二类待检测烟草的状态参数和预设状态参数之间的偏差值，定义为状态参数偏差值；

24、构建时间序列，并于状态参数偏差值与异常加工参数结合，生成基于时间序列的状态参数偏差值与异常加工参数；

25、引入马尔科夫链算法，对所述基于时间序列的状态参数偏差值与异常加工参数进行状态转移概率计算，得到不同时间序列下烟草生产设施的故障状态转移概率值；

26、基于所述不同时间序列下烟草生产设施的故障状态转移概率值，生成故障状态概率表，分析所述故障状态概率表，将所述故障状态概率表导入至贝叶斯网络中进行训练，获取烟草生产设施的缺陷位置。

27、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述基于烟草生产订单信息及烟草加工品的质量检测参数，使用模糊聚类算法对烟草加工品进行分类，得到单一烟草产品所需的烟草加工品种类数量，具体为：

28、获取烟草生产订单信息，并基于所述烟草生产订单信息获取不同烟草产品的数量；

29、基于所述烟草生产设施，获取所有烟草加工品的质量检测参数，生成质量参数数据集，对所述质量参数数据集进行初始化处理，并引入模糊聚类算法获取质量参数数据集的隶属度矩阵；

30、通过迭代算法，并预设迭代次数，对隶属度矩阵进行迭代更新；

31、当迭代次数达到预设值，则停止迭代更新，得到初始迭代分析结果，并通过模糊聚类算法中的模糊系数对初始迭代分析结果进行评估，生成评估值；

32、若评估值不在预设值的范围内，则使用迭代算法重新进行迭代更新，当隶属度矩阵中的每个质量检测参数数据点与隶属度矩阵中心的欧氏距离达到预设值，则停止迭代更新，输出最优迭代分析结果；

33、若评估值在预设值的范围内，则将初始迭代分析结果作为最优迭代分析输出；

34、将所述最优迭代分析结果导入烟草生产设施中，对烟草加工品进行分类，并得到不同烟草产品所需的烟草加工品种类；

35、对所述不同烟草产品的数量以及不同烟草产品所需的烟草加工品种类进行分析，得到单一烟草产品所需的烟草加工品种类及数量。

36、进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述通过烟草生产设施对烟草加工品进行包装，得到烟草产品，对烟草产品进行包装状态分析，基于分析结果对烟草产品进行缺陷修复，具体为：

37、基于所述烟草生产订单信息及历史数据信息，获取单一烟草产品的外观参数及重量参数，结合所述单一烟草产品所需的烟草加工品种类及数量，并引入卷积神经网络模型进行预测处理，得到包装工作参数；

38、所述烟草生产设施基于包装工作参数，对烟草加工品进行包装处理，得到初始烟草产品，并获取所有初始烟草产品的外观参数和重量参数；

39、初始烟草产品的外观参数包括初始烟草产品的包装颜色及尺寸大小，获取初始烟草产品的包装颜色与标准包装颜色的色差值，当色差值大于预设值，则将对应的初始烟草产品定义为颜色异常烟草产品；

40、使用湿度传感器，对所述颜色异常烟草产品进行湿度检测，若颜色异常烟草产品的湿度参数大于预设值，则对对应的颜色异常烟草产品进行烘烤处理，直至湿度参数达到预设值，且包装颜色与标准包装颜色的色差值满足预设值；

41、当颜色异常烟草产品的湿度参数在预设范围内，但包装颜色与标准包装颜色的色差值大于预设值，则将对应的颜色异常烟草产品定义为废弃烟草产品，并将其余所有的初始烟草产品定义为重量待检测烟草产品；

42、对所述重量待检测烟草产品的重量参数进行分析，对重量参数不在预设范围内的重量待检测烟草产品进行重新包装处理，并将重量参数在预设范围内的重量待检测烟草产品定义为合格烟草产品。

43、本发明第二方面还提供了一种基于物联网的烟草生产设施管理系统，所述生产设施管理系统包括存储器与处理器，所述存储器中储存有一种基于物联网的烟草生产设施管理方法，所述一种基于物联网的烟草生产设施管理方法被所述处理器执行时，实现如下步骤：

44、观察烟草种植区域内烟草的生长状况，并基于烟草的生长状况对烟草生长条件进行调控；

45、基于生产要素获取烟草加工步骤，烟草生产设施基于所述烟草加工步骤对可加工烟草进行加工，并在加工过程中对烟草生产设施的实时加工参数进行智能调控；

46、基于烟草生产订单信息及烟草加工品的质量检测参数，使用模糊聚类算法对烟草加工品进行分类，得到单一烟草产品所需的烟草加工品种类数量；

47、通过烟草生产设施对烟草加工品进行包装，得到烟草产品，对烟草产品进行包装状态分析，基于分析结果对烟草产品进行缺陷修复。

48、本发明解决的背景技术中存在的技术缺陷，本发明具备以下有益效果：对烟草种植区域内的烟草进行生长状况分析，并对烟草生长条件进行调控，筛选可加工烟草；使用烟草生产设施对可加工烟草进行加工处理，得到烟草加工品；对所述烟草加工品进行分类处理，并将分类后的烟草加工品进行包装，得到烟草产品。本发明能够通过对烟草加工品进行分析，根据烟草加工品的状态对烟草生产设施进行管理，提高烟草生产设施的工作效率，并提高经济收益。