韓　鵬（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣元628040）

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茶葉存儲過程中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

韓鵬
（四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院，四川廣元628040）

摘要：茶葉存儲過程中對環(huán)境有著較高要求，存儲環(huán)境的各方面要素對茶葉質(zhì)量都會產(chǎn)生一定的影響。本文對茶葉倉儲環(huán)境檢測的現(xiàn)狀做了分析，也介紹了茶葉倉儲環(huán)境的重要性和環(huán)境檢測的關(guān)鍵要素。對環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)做了詳細(xì)闡述，對系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)優(yōu)勢以及系統(tǒng)管理等分別進(jìn)行了分析。通過環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以使茶葉的存儲質(zhì)量得到更好保障。

關(guān)鍵詞：茶葉存儲；環(huán)境監(jiān)控；監(jiān)控系統(tǒng)

茶葉從生產(chǎn)到銷售完成有著較長的周期，這期間需要對茶葉妥善存儲，因此，茶葉存儲在茶葉整個生產(chǎn)流通過程中就具有了非常重要的作用。如果茶葉存儲不當(dāng)會影響茶葉的質(zhì)量，降低品質(zhì)，影響其正常銷售。因此，需要對茶葉的存儲過程中的環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)控?，F(xiàn)在科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，運(yùn)用一定技術(shù)可以建立其環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，通過環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以對茶葉存儲過程中的各種影響因素進(jìn)行有效監(jiān)測，防止茶葉存儲過程中出現(xiàn)重大問題，保證好茶葉的質(zhì)量。下面是對茶葉存儲過程中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)的分析。

1　茶葉倉儲環(huán)境檢測

1.1茶葉倉儲環(huán)境檢測的現(xiàn)狀

目前，在很多地方茶葉倉儲環(huán)境的檢測仍然是以人工手動檢測，這樣的檢測方式已經(jīng)不能完全適應(yīng)當(dāng)前茶葉存儲的要求。一方面人工手動檢測的準(zhǔn)確性不高，人工檢測不能對倉儲環(huán)境的各方面情況做出準(zhǔn)確的反映。另外人工檢測不能形成一個常態(tài)機(jī)制，茶葉存儲環(huán)境需要進(jìn)行實(shí)時檢測，這樣發(fā)現(xiàn)問題可以第一時間做出處理，防止茶葉變質(zhì)，人工手動檢測只能間隔性進(jìn)行檢測，如果茶葉在兩個檢測時間段內(nèi)出現(xiàn)問題則不能及時被發(fā)現(xiàn)，可能會造成一定的損失。人工手動檢測的效率也較低，對茶葉存儲環(huán)境進(jìn)行人工手動檢測需要大量的人力資源，這樣不僅會增加人工費(fèi)用的支出，檢測的效率也會相對較低。因此人工手動檢測方式應(yīng)該逐漸淘汰掉，運(yùn)用更先進(jìn)的環(huán)境檢測手段來進(jìn)行監(jiān)控。現(xiàn)在部分地方在進(jìn)行倉儲環(huán)境檢測中已經(jīng)開始運(yùn)用基于現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，這樣的監(jiān)控系統(tǒng)跟人工手動檢測相比具有一系列優(yōu)勢，正在逐漸得到推廣使用。

1.2茶葉倉儲環(huán)境檢測的重要性

茶葉的品質(zhì)直接影響到茶葉的價格，而茶葉的存儲環(huán)境會對茶葉品質(zhì)有重要影響。茶葉倉儲環(huán)境的檢測的主要目的是為了及時獲取反映倉庫環(huán)境質(zhì)量狀況的數(shù)據(jù)，通過這些數(shù)據(jù)來判斷倉庫的環(huán)境是否符合茶葉存放的要求，如果一些指標(biāo)不在正常范圍內(nèi)，則需要及時采取相關(guān)措施進(jìn)行處理。對倉儲環(huán)境進(jìn)行有效監(jiān)測可以有效保證茶葉的質(zhì)量，使茶葉的性能不發(fā)生變化，保證其品質(zhì)。對倉儲環(huán)境進(jìn)行監(jiān)測也可以防止茶葉變質(zhì)對倉儲環(huán)境造成污染，保證倉儲環(huán)境整體的安全。

1.3茶葉倉儲環(huán)境的關(guān)鍵要素分析

反映茶葉倉儲環(huán)境的要素有多種，主要有溫度、濕度、氣體濃度、光照度、煙塵、粉塵等，這些因素如果不在正常范圍內(nèi)會對茶葉的質(zhì)量安全造成嚴(yán)重的影響[1]。首先是溫度和濕度。茶葉在制作時最后一道工序是烘焙。這主要是去除茶葉中的水分，使茶葉中的水分含量達(dá)到一個適中的水平。茶葉在存儲的過程中就應(yīng)該避免濕度對茶葉的影響，存儲過程中濕度控制不好會使茶葉中水分含量發(fā)生變化，從而影響茶葉的品質(zhì)。反映空氣中濕度時一般可以用絕對濕度、相對濕度、飽和濕度、露點(diǎn)濕度等四種方法來表示，最常用的是相對濕度，指的是在一定的溫度條件下空氣中水汽壓與飽和水汽壓的百分比，如果相對濕度越大，空氣就越潮濕，水分也更不容易蒸發(fā)。濕度和溫度兩者不可分割，當(dāng)倉儲環(huán)境內(nèi)溫度上升時，空氣的濕度也會降低，空氣會變得更加干燥。對于茶葉存儲而言，要嚴(yán)格控制溫度和濕度，使其保持在一個合理的范圍內(nèi)。氣體濃度也是倉儲環(huán)境檢測的一個重要要素，主要包括對氧氣、二氧化硫、二氧化碳等氣體濃度的檢測。這些氣體中應(yīng)該重點(diǎn)監(jiān)測二氧化碳，因?yàn)槎趸寄苤苯佑绊懹袡C(jī)體生命活動的代謝過程，對茶葉有著重要的影響。粉塵和煙塵也要進(jìn)行有效檢測，空氣中粉塵的存在不可避免，在倉儲環(huán)境中需要對其濃度進(jìn)行有效控制，因?yàn)榉蹓m在一定空間內(nèi)遇到明火時容易發(fā)生爆炸，這就會給茶葉儲存的安全造成嚴(yán)重影響。存儲過程中應(yīng)該增加環(huán)境預(yù)警功能，控制災(zāi)難事件的發(fā)生。這些要素是茶葉倉儲環(huán)境檢測的關(guān)鍵點(diǎn)，采取合適的方式對這些要素進(jìn)行有效檢測。

2　茶葉存儲過程中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)

茶葉的倉儲環(huán)境檢測運(yùn)用人工手動檢測已經(jīng)不能滿足實(shí)際需要，應(yīng)當(dāng)充分運(yùn)用科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)倉儲環(huán)境檢測。目前網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信技術(shù)等在很多領(lǐng)域得到了運(yùn)用，在茶葉倉儲環(huán)境的檢測中也應(yīng)該合理運(yùn)用這些技術(shù)，使之在茶葉倉儲環(huán)境檢測中發(fā)揮作用。針對這種情況可以應(yīng)用單片機(jī)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、通信技術(shù)等設(shè)計(jì)一種茶葉儲存環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)，能夠?qū)Σ枞~存儲環(huán)境的要素進(jìn)行實(shí)時檢測，提高檢測的準(zhǔn)確性和效率。

2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

茶葉存儲過程中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)主要有兩部分組成，分別是軟件系統(tǒng)和硬件系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件主要包括控制模板、通信模板、多個節(jié)點(diǎn)、GPRS模板等，每個節(jié)點(diǎn)就是傳感模板[2]。系統(tǒng)軟件主要是Visual Basic編寫的上位機(jī)程序。

該系統(tǒng)中控制核心是STC89C52單片機(jī)，其具有的主要優(yōu)勢是存儲空間大，運(yùn)行速度快、擴(kuò)展性好，還有功能豐富的特點(diǎn)。通過這個控制核心可以存儲大量的監(jiān)控數(shù)據(jù)，有利于數(shù)據(jù)的分析對比，同時能有效提高運(yùn)行速度，保證環(huán)境監(jiān)控的快速進(jìn)行。該系統(tǒng)中運(yùn)用了兩個傳感器，一個是溫度濕度傳感器，另一個是灰塵傳感器。溫度濕度傳感器使用的是AM2301，灰塵傳感器使用的是GP2Y1010AUPF，溫度濕度傳感器具有很好的可靠性和長期的穩(wěn)定性，對于溫度和濕度的監(jiān)控能長期發(fā)揮作用。灰塵傳感器是一款光學(xué)空氣質(zhì)量傳感器，對于0.8mm以上的粒子都可以檢測到。系統(tǒng)中還設(shè)計(jì)有報警模塊，當(dāng)溫度濕度濕度傳感器和灰塵傳感器監(jiān)測到的實(shí)際情況超過閾值時，報警模塊就可以產(chǎn)生報警行為，提醒工作人員及時進(jìn)行處理。報警方式主要有兩種，一種是短信報警，另一種是聲光報警。短信報警采用的是SWM5905型號GSM模塊，這個模塊可以發(fā)送短信到預(yù)設(shè)的手機(jī)進(jìn)行報警。聲光報警主要是通過蜂鳴器和LED燈來進(jìn)行報警。無線通信模塊采用的是CC2530F256芯片，通過這個芯片來運(yùn)行ZigBee模塊。

下位機(jī)的功能程序設(shè)計(jì)主要包括環(huán)境參數(shù)采集、數(shù)據(jù)顯示、數(shù)據(jù)發(fā)送等[3]。倉儲環(huán)境的環(huán)境參數(shù)是由傳感模塊來采集。溫度濕度傳感器和灰塵傳感器傳出的模擬量經(jīng)過AD模塊轉(zhuǎn)換傳出值為DATA。數(shù)據(jù)顯示是把控制模塊接收到的傳感模塊產(chǎn)生的數(shù)據(jù)通過LCD1602顯示出來。數(shù)據(jù)發(fā)送一般通過Zigbee模塊來發(fā)送相關(guān)數(shù)據(jù)，單片機(jī)可以采集并且能夠處理傳感器的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)發(fā)送之后經(jīng)過其他程序?qū)@些數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步加工處理。

2.2茶葉存儲過程中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件的工作流程一般是開始之后載入MSComm控件，并且A-DO對象初始化[4]，然后等待接收指令，接收到指令之后再判斷指令是否適合，如果指令不適合返回然后重新接收指令。指令合適則從相應(yīng)的COM口讀取相關(guān)數(shù)據(jù)，將讀取的數(shù)據(jù)儲存在數(shù)組中，儲存過之后再將數(shù)據(jù)分類發(fā)送給TEXT控件，發(fā)送完成之后再判斷數(shù)組是否裝滿，數(shù)組裝滿之后將數(shù)組中的數(shù)據(jù)發(fā)送到ADO模型中的Record對象，沒有裝滿則返回上一級，最后是結(jié)束。軟件中中的控件是用來實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)和用戶間的交互，這樣也更有利于程序開發(fā)。

2.3茶葉存儲過程中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)優(yōu)勢

該系統(tǒng)主要是基于STC89C52單片機(jī)和配合VB上位機(jī)，通過這個系統(tǒng)可以對茶葉儲存環(huán)境進(jìn)行有效檢測。其具有幾方面的優(yōu)勢，首先是其可以對茶葉存儲過程中的環(huán)境進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，這就克服了傳統(tǒng)人工手動檢測不能實(shí)時檢測的弊端。進(jìn)行實(shí)時檢測當(dāng)發(fā)現(xiàn)問題之后能通過系統(tǒng)及時做出反映，通過報警模塊發(fā)出報警。另外這個系統(tǒng)具有的另一個優(yōu)勢是具有較高的可靠性，傳統(tǒng)的人工手動檢測在環(huán)境監(jiān)控的過程中容易出現(xiàn)錯誤，或者一些狀況不能及時檢測到，還可能會由于操作人員的失誤引起一些其他問題。該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)的過程中對所監(jiān)控的參數(shù)都設(shè)置有一定的值，一旦存儲環(huán)境相關(guān)要素的值超過了正確范圍，系統(tǒng)都能夠進(jìn)行及時反映，在最短的時間內(nèi)做出反應(yīng)。該系統(tǒng)具有的另一個優(yōu)勢是其價格比較低廉，這個系統(tǒng)在一次性投資之后在很長一段時間內(nèi)都可以加以使用。該系統(tǒng)的費(fèi)用跟人工手動檢測相比在短時間內(nèi)可能費(fèi)用會比人工檢測費(fèi)用高，從長遠(yuǎn)看則可以帶來一定的收益，能減少這方面費(fèi)用的支出。

3　茶葉存儲過程中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的管理

茶葉存儲過程中的環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)投入使用后需要進(jìn)行妥善管理，管理得當(dāng)系統(tǒng)的作用才能充分發(fā)揮出來。首先，系統(tǒng)投入使用后應(yīng)該配置專門的管理人員，管理人員需要進(jìn)行過專門的培訓(xùn)，對環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)的工作原理等有著全面的了解，對系統(tǒng)反饋到數(shù)據(jù)也能準(zhǔn)確判斷。另外，對于環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)該進(jìn)行定期的維護(hù)和檢修，系統(tǒng)工作過一段時間之后各方面性能都會有所下降，其所反應(yīng)的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性便不能得到保障。因此，應(yīng)該對系統(tǒng)進(jìn)行定期維護(hù)，發(fā)現(xiàn)有運(yùn)行異常的情況及時做出判斷，進(jìn)行處理。對于系統(tǒng)也應(yīng)該定期進(jìn)行升級，現(xiàn)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展日新月異，如果系統(tǒng)長期保持不變，其逐漸就會被淘汰，會變得不適用。對其定期升級后可以使其保持先進(jìn)性，對于茶葉存儲過程中的環(huán)境也能做出更有效的判斷，使茶葉的存儲質(zhì)量得到最好的保障。

4　結(jié)束語

茶葉存儲過程中很多因素都會對茶葉的質(zhì)量產(chǎn)生影響，茶葉存儲過程中運(yùn)用環(huán)境監(jiān)控系統(tǒng)可以對影響茶葉的因素進(jìn)行有效監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)問題能夠及時進(jìn)行處理，使茶葉的質(zhì)量得到最好的保障。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：韓鵬（1974-），男，四川廣元人，碩士，副教授，主要從事電氣自動化及自動化設(shè)備的開發(fā)研究。