馮進(jìn)取

摘? 要：針對(duì)三明鄉(xiāng)村地區(qū)非標(biāo)準(zhǔn)化烤煙房在烤煙過(guò)程中遇到只有單層、單個(gè)采溫濕點(diǎn)、不能實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控烤煙房的溫濕度等問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一套烤煙房多點(diǎn)式溫濕度控制器，實(shí)現(xiàn)對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)化烤煙房進(jìn)行精確的溫濕度控制及遠(yuǎn)程提醒功能。

關(guān)鍵詞：煙葉;非標(biāo)準(zhǔn)化烤煙房;多點(diǎn)式控制;溫濕度

中圖分類號(hào)：TP273 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-2945（2020）18-0048-02

Abstract： In view of the problems that the non-standardized flue-cured tobacco room in Sanming rural area has only single layer， single temperature and humidity collection point， and can not monitor the temperature and humidity of the flue-cured tobacco room remotely in real time， a set of multi-point temperature and humidity controller is designed to realize the accurate temperature and humidity control and remote reminder function of the non-standardized flue-cured tobacco room.

Keywords： tobacco leaf; non-standardized flue-cured tobacco room; multi-point control; temperature and humidity

1 概述

福建省三明市大部分鄉(xiāng)村處于低海拔地區(qū)，氣候和地質(zhì)條件十分適宜煙葉的種植。自煙葉推廣種植以來(lái)，三明地區(qū)的大部分鄉(xiāng)村開(kāi)始大面積種植煙葉，煙葉產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為增加農(nóng)民收入和促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一項(xiàng)重要產(chǎn)業(yè)。目前，三明市大部分鄉(xiāng)村地區(qū)的烤煙房仍然是原來(lái)土建老舊的非標(biāo)準(zhǔn)化的烤煙房，標(biāo)準(zhǔn)化的烤煙房雖然具有功能完善，烤煙葉質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，但標(biāo)準(zhǔn)化的烤煙房也存在造價(jià)成本高，設(shè)備維護(hù)難等問(wèn)題，因此智能化的設(shè)備和先進(jìn)的技術(shù)目前煙農(nóng)中還得不到廣泛的推廣和應(yīng)用，目前鄉(xiāng)村的烤煙房大部分還是非標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，非標(biāo)準(zhǔn)化的烤煙房在烤煙過(guò)程中存在一些亟待解決的問(wèn)題[1-2]。

（1）非標(biāo)準(zhǔn)化的烤煙房對(duì)溫濕度的采集點(diǎn)只有一個(gè)，無(wú)法真實(shí)、全面反映同一層煙葉和不同高度層煙葉的溫、濕度信息，出現(xiàn)溫度不均勻，影響煙葉品質(zhì)[3]。

（2）在整個(gè)烤煙過(guò)程中煙葉的溫度和濕度都不好控制，對(duì)煙葉溫、濕度控制全憑煙農(nóng)個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，就算經(jīng)驗(yàn)豐富的煙農(nóng)也往往會(huì)出現(xiàn)“一烤好煙，一烤差煙”的情況。

（3）在采煙、烤煙過(guò)程中煙農(nóng)的勞動(dòng)強(qiáng)度非常大，而且烤煙往往是在夜間進(jìn)行，白天繁重的采煙、綁煙的體力勞動(dòng)，煙農(nóng)在晚上烤煙的時(shí)候往往因?yàn)樘^(guò)勞累熟睡忘記加柴，導(dǎo)致烤煙房的溫度突降，煙葉無(wú)法及時(shí)去濕，使得中上等煙的比例、級(jí)別低、均價(jià)低，給煙民帶來(lái)較大經(jīng)濟(jì)上的損失。

（4）在白天烤煙的過(guò)程中，煙農(nóng)每隔一至半個(gè)小時(shí)必須回到烤煙房一次，觀察烤煙房的溫濕度情況，無(wú)法再進(jìn)行農(nóng)活，勞動(dòng)效率低，但如果沒(méi)有及時(shí)回去會(huì)造成烤煙房溫度出現(xiàn)大幅度波動(dòng)，影響煙葉品質(zhì)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

為了提高煙葉烘烤質(zhì)量，節(jié)約烘烤時(shí)間成本，降低煙農(nóng)勞動(dòng)強(qiáng)度，為此設(shè)計(jì)了一套低成本的多點(diǎn)式烤房溫濕度控制、報(bào)警系統(tǒng)，系統(tǒng)具備以下功能[4-5]：

（1）根據(jù)烤煙房的大小將溫濕度傳感器多點(diǎn)式地安裝到同一高度煙葉層和不同高度煙葉層上，全方位、高精度實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)烤煙房溫濕度測(cè)量。

（2）每隔5分鐘將烤煙房的溫濕度信息發(fā)送到煙農(nóng)手機(jī)上，在線監(jiān)控烤煙房溫濕度，煙農(nóng)無(wú)需在烤煙房前值守，只需根據(jù)短信溫度值適時(shí)增減柴火即可。

（3）對(duì)烤煙房的溫度出現(xiàn)（過(guò)溫、降溫）這兩種異常情況進(jìn)行遠(yuǎn)程報(bào)警提醒，以便煙農(nóng)及時(shí)采取相應(yīng)措施進(jìn)行干預(yù)，提高煙葉品質(zhì)。

3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)

整個(gè)硬件系統(tǒng)主要由以下幾個(gè)部分組成：第一部分選用STM32F407芯片作為主控芯片[6]，ST的STM32 F4系列是一款基于ARM Cortex-M4的高性能32位微控制器，工作頻率高達(dá)168MHz。Cortex M4具有浮點(diǎn)單元（FPU）但精度高，支持所有ARM單精度數(shù)據(jù)處理指令和帶DSP指令和自適應(yīng)實(shí)時(shí)加速器（ART）的數(shù)據(jù)類型，允許從閃存，內(nèi)存保護(hù)單元實(shí)現(xiàn)零等待狀態(tài)和210DMIPS/1.25DMIPS/MHz（Dhrystone 2，1）。利用STM32 F4來(lái)控制各個(gè)模塊與中間橋梁連接各個(gè)部分的核心部分;第二部分由四個(gè)溫濕度傳感器變送器RS485組成的數(shù)據(jù)采集端，由STM32型單片機(jī)進(jìn)行控制啟動(dòng)及運(yùn)行，并將采集的溫濕度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)輸出并在16*32的全彩LED顯示屏上顯示;第三部分串口通信部分，主要是利用SIM800C-gsm模塊傳輸短信到指定的手機(jī)號(hào)碼上。第四部分整個(gè)裝置的電源設(shè)計(jì)。

4 結(jié)論

多點(diǎn)式溫濕度控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)靈活簡(jiǎn)單，可以直接安裝在非標(biāo)準(zhǔn)化烤煙房，多點(diǎn)溫濕度的數(shù)據(jù)采集測(cè)量數(shù)據(jù)精確，幫助煙農(nóng)實(shí)時(shí)掌握烤煙房不同層次煙葉的溫濕度并及時(shí)加以調(diào)整，極大方便了烤煙過(guò)程中的管理監(jiān)控工作，提高了煙葉的質(zhì)量，整套產(chǎn)品價(jià)格適中非常便于推廣及快速推向市場(chǎng)。

參考文獻(xiàn)：

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[3]陳越立，李旭華，潘義宏，等.定色后期穩(wěn)溫點(diǎn)對(duì)煙葉常規(guī)化學(xué)成分和致香物質(zhì)的影響[J].江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2014，27（2）：89-94.

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[6]徐英慧，馬忠梅，等.ARMg嵌入式系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2007.