基于云計算的煙葉烘烤物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備應(yīng)用效果研究

方騰 黃合躍 王群偉 林登政

【摘 要】為有效降低烘烤師的工作強度，筆者引入煙葉烘烤物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與密集烤房控制儀連接使用，通過手機實時監(jiān)測烤房內(nèi)溫濕度數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)煙葉精準烘烤，提高烤后煙葉質(zhì)量。試驗結(jié)果表明：安裝煙葉烘烤物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的烤房，能通過手機短信及時提醒烘烤師排除烘烤故障、減輕烘烤師的工作強度、實現(xiàn)精準烘烤，烤后煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)均得到顯著提升，烤后上等煙比例提高4.89%、下低等煙減少6.98%、均價提高1.45元/kg、畝產(chǎn)值提高366.21元，達到提質(zhì)增效的目的。

【關(guān)鍵詞】烤煙;密集烤房;物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備;精準烘烤;提質(zhì)增效

煙葉烘烤是決定煙葉品質(zhì)和可用性的關(guān)鍵因素[1]。六盤水市當前煙葉烘烤仍是采用傳統(tǒng)的烘烤方式，即通過人工不定時對控制器進行調(diào)節(jié)，以達到控制密集烤房溫濕度變化的目的，其難以實現(xiàn)對溫濕度的及時準確控制[2]，影響烤后煙葉質(zhì)量，而且存在烘烤師工作強度大、管理烤房數(shù)量少、烘烤用工成本高的問題。隨著通信技術(shù)的發(fā)展，目前無線通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上運用的已經(jīng)較多[3，4，5，6，7，8]，在煙葉生產(chǎn)上也有一定的應(yīng)用。為此，通過開展煙葉烘烤物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備在烘烤中的應(yīng)用試驗，旨在優(yōu)化設(shè)備性能、驗證使用效果，便于今后推廣運用。真正實現(xiàn)煙農(nóng)種煙“減工、降本、提質(zhì)、增效”目標[9]。

1.材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 烤房：氣流上升式密集烤房10座，烤房規(guī)格為8.0m×2.7 m，裝煙4層。

1.1.2 煙葉：選擇移栽時間基本同步、大田長勢長相基本一致、無病蟲害的云煙87烤煙200畝。

1.1.3 物聯(lián)設(shè)備：由重慶源播科技有限公司提供。煙葉烘烤物聯(lián)網(wǎng)管理平臺對煙葉烘烤過程中烤房溫濕度進行遠程監(jiān)測和實時傳輸，并在云計算平臺進行大數(shù)據(jù)分析，用“物聯(lián)網(wǎng)+大數(shù)據(jù)”的方式輔助生產(chǎn)管理?？痉繙貪穸葻o線采集器采用串聯(lián)的安裝方式，兩端的數(shù)據(jù)接口任何一端接干濕球溫度計，另一端通過數(shù)據(jù)線連接烤房控制儀。

1.2 試驗處理

1.2.1 試驗地點：共設(shè)置2個試驗點，分別為六盤水市水城縣金盆鄉(xiāng)楊海剛烤房群、盤州市新民鎮(zhèn)黑樹林烤房群。

1.2.2 處理設(shè)置：選安裝物聯(lián)網(wǎng)的烤房作為處理T1，選未安裝物聯(lián)網(wǎng)的烤房作為處理T2，每個處理分別烘烤5座烤房作為5次重復(fù)。

1.3 烘烤工藝

為確保試驗結(jié)果的可比性及準確性，每個試驗點的處理均安排在同一個密集烤房群，煙葉由烤煙專業(yè)合作社實行專業(yè)化采烤，并安排專人嚴格按照六盤水煙葉烘烤工藝烘烤。

1.4 數(shù)據(jù)收集

每炕煙葉烘烤結(jié)束后，分別從烤房溫濕度控制儀中調(diào)取烘烤數(shù)據(jù)進行對比分析溫濕度異常情況;煙葉下炕后隨機抽取部分煙葉由專業(yè)分級技術(shù)人員進行外觀質(zhì)量、等級結(jié)構(gòu)和經(jīng)濟性狀評定;每個試驗點分別取樣進行化學(xué)成分檢測。結(jié)果均取2個試驗點的平均值。

2.結(jié)果與分析

2.1 烘烤溫濕度異常情況

通過從安裝和未安裝物聯(lián)設(shè)備的烤房溫濕度控制儀中調(diào)取的烘烤數(shù)據(jù)進行對比分析，如表1所示：在變黃期，T1的烤房平均每炕掉溫0.23次、溫度偏高0.1次，干球溫度變化基本穩(wěn)定，而T2的烤房平均每炕掉溫1.9次、溫度偏高1.94次，干球溫度忽高忽低不穩(wěn)定，T1和T2的濕球溫度無異常;在定色期，T1的烤房平均每炕掉溫0.37次、溫度偏高0.08次，干球溫度變化基本穩(wěn)定，而T2的烤房平均每炕掉溫2.67次、溫度偏高1.92次，干球溫度忽高忽低不穩(wěn)定，T1和T2的濕球溫度無異常;在干筋期，T1的烤房平均每炕掉溫0.15次、溫度偏高0.07次，干球溫度變化基本穩(wěn)定，而T2的烤房平均每炕掉溫1.3次、溫度偏高1.46次，干球溫度忽高忽低不穩(wěn)定，T1和T2濕球溫度無異常。綜上所述，未安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的烤房在烘烤過程中由于對烘烤故障未能及時發(fā)現(xiàn)排除，導(dǎo)致干球溫度忽高忽低不穩(wěn)定，易造成煙葉烤壞;而安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的烤房在烘烤過程中由于對烘烤故障能及時發(fā)現(xiàn)排除，便于實現(xiàn)精準烘烤。

2.2 烤后煙葉外觀質(zhì)量

分別取X2F、C3F、B2F樣品由專業(yè)分級技術(shù)人員進行外觀質(zhì)量評價，如表2所示：從烤后煙葉外觀質(zhì)量來看，處理T2的烤后煙外觀質(zhì)量最差;處理T1的烤后煙外觀質(zhì)量最好，其煙葉葉片尚疏松至疏松、成熟度好、顏色橘黃至深黃、色度中至強、身份稍薄至稍厚、油分稍有至多，屬于優(yōu)質(zhì)煙葉范圍。證明安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的烤房，烤后煙葉外觀質(zhì)量得到顯著提升。

2.3 烤后煙葉化學(xué)成分

從送檢的X2F、C3F、B2F樣品化驗結(jié)果來看，如表3所示：兩個處理的煙堿、總氮、氯、鉀氯比均符合優(yōu)質(zhì)煙葉指標要求，但T2的煙堿、總氮較T1高;T1的總糖、還原糖、鉀含量均符合優(yōu)質(zhì)煙葉指標要求;T2的總糖、還原糖、鉀含量均不符合優(yōu)質(zhì)煙葉指標要求，總糖、還原糖含量偏高、鉀含量偏低;兩個處理的氮堿比均較優(yōu)質(zhì)煙葉指標略偏高。綜上所述：T1的各項化學(xué)指標除氮堿比略偏高外，其它各項指標均符合優(yōu)質(zhì)煙葉要求，證明烤房安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備后，由于實現(xiàn)了精準烘烤，煙葉內(nèi)部糖、淀粉、蛋白質(zhì)等各類物質(zhì)轉(zhuǎn)化比較充分，烤后煙葉內(nèi)在品質(zhì)明顯提高。

2.4 煙葉經(jīng)濟性狀

如表4所示：T1的烤后上等煙比例為51.04%、中等煙比例為43.78%、下低等煙比例為5.18%、均價為28.36元/kg、畝產(chǎn)值為3978.34元，較T2的烤后上等煙比例高4.89%、中等煙比例高2.09%、下低等煙比例高6.98%、均價高1.45元/kg、畝產(chǎn)值高366.21元。證明烤房安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備后，烤后煙葉質(zhì)量明顯提升，增效效果顯著。

3.結(jié)論與討論

烤房安裝物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備后，設(shè)備廠家將設(shè)備系列號與烘烤師的手機號碼進行綁定，烘烤師只需登錄智能烘烤物聯(lián)網(wǎng)管理系統(tǒng)微信公眾平臺，便可實時查詢每座烤房的烘烤數(shù)據(jù)。當烤房內(nèi)干球濕球溫度偏離設(shè)定目標值時，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備后臺系統(tǒng)就會通過手機短信提醒烘烤師及時排除烘烤故障，實現(xiàn)精準烘烤，烤后煙葉的外觀質(zhì)量和內(nèi)在品質(zhì)均得到顯著提升，烤后上等煙比例提高4.89%、下低等煙減少6.98%、均價提高1.45元/kg、畝產(chǎn)值提高366.21元，真正實現(xiàn)提質(zhì)增效的目的。

物聯(lián)網(wǎng)在煙葉烘烤中的應(yīng)用極大地方便了烘烤師的管理[10]，減輕了烘烤師的工作強度。烘烤師負責(zé)烘烤的烤房數(shù)量越多，物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的優(yōu)勢就越顯著。

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[9]中國煙葉公司文件. 中國煙葉公司關(guān)于做好整縣推進現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)建設(shè)規(guī)劃的通知.中煙葉生[2009]58號.

[10]何國文.“互聯(lián)網(wǎng)+”在煙葉專業(yè)化烘烤中的應(yīng)用[J].農(nóng)家科技旬刊2017（5）：264.