李建新
（昆明海阔科技有限公司，云南 昆明 650106）
摘要：从密集烤房控制器内置的干湿球温湿度传感器、物联网功能、异常预警、抗干扰等方面进行了研究。
关键词：密集烤房；干湿球温湿度传感器；物联网；技术关键
1、研究背景技术
密集烤房的推广使用是我国烟叶烘烤设备方便的重大改革。近年来，密集式烤房在推广使用过程中，充分显示了它的优势，和以往的普通烤房相比，明显表现出提高烟叶质量、降低劳动强度，省工、节能等优点。其特点是：烤房规模大、装烟密度大；强制通风和热风循环；烘烤过程温度湿度自动控制和精准控制自动控制。
密集烤房温湿度控制设备主要包括密集烤房控制器、供热设备、循环风机、冷风进风门、助燃鼓风机、排温百叶窗和温湿度传感器等。在烘烤过程中实现温湿度的自动和精准控制离不开温湿度传感器的精确采集数据。
密集烤房目前使用的温湿度传感器多为干湿球温湿度传感器，现有的干湿球传感器插头与探头之间由15米左右的导线连接，插头插在控制器上，探头置于烤房内，控制器每隔0.5s左右从传感器采集一次数据，由于传感器信号线的周边安装有大功率循环风机，变频器等电磁干扰较大的设备，导致控制器读取到的数据常常因干扰出错，控制器只能反复读取，平均30-40s才能采集到一次正确的数据，导致控制器不能及时得到烤房内温湿度的变化，控制滞后，严重影响烤烟的质量。
2、主要研究内容
针对现有技术的不足，本研究提供一种多功能密集烤房设备，通过研究改进了控制设备中的温湿度传感器，使其具备较强的抗干扰能力，确保控制器能及时读取正确的数据，还在现有控制器的基础上增加了物联网模块，使得烤烟技师能够通过手机随时查看烘烤数据，并及时收到异常报警短信。由于烤烟技师不必随时守在烤房旁边，使得原本一个烤房的烤烟技师能够同时管理20多个烤房，提高了工作效率、保障烟叶的烘烤质量。
为解决上述技术问题，本研究的技术方案如下：一种多功能密集烤房设备，包括密集烤房控制器和干湿球温湿度传感器，研究所使用的干湿球温湿度传感器包括插头和数个传感器探头，干湿球温湿度传感器通过插头与密集烤房控制器连接，插头与每个传感器探头分别通过电源正线、信号线和地线连接，每个传感器探头的电源正线和地线之间以及信号线和地线之间设有电容滤波电路；同时电源正线、信号线和地线的外侧设有屏蔽层，该屏蔽层外侧设有绝缘层；屏蔽层的接地位置在靠近插头的一端。
3、具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本研究的技术方案做进一步详细说明，但本研究并不局限于以下技术方案。
如图1~图4所示，一种多功能密集烤房设备，包括密集烤房控制器1，密集烤房控制器内设有传感器插座13和物联网模块固定座14。
干湿球温湿度传感器包括插头3和数个传感器探头4，干湿球温湿度传感器通过插头3和传感器插座13连接，干湿球温湿度传感器的型号为DS18B20；所述传感器探头4包括上棚干球探头41、上棚湿球探头42、下棚干球探头43和下棚湿球探头44。
插头3与每个传感器探头4分别通过电源正线5、信号线6和地线7连接，其特征在于，每个传感器探头4的电源正线5和地线7之间以及信号线6和地线7之间设有电容滤波电路；所述电源正线5、信号线6和地线7的绝缘层外侧设有屏蔽层8，屏蔽层8外侧还设有绝缘护套10；屏蔽层8的接地位置在靠近插头3的一端。
温湿度传感器的导线不可以与交流电缆或变频器输出线距离太近，平行走线时，应当距离交流电缆至少20cm，交叉时，应当保持90度的交叉角度。传感器的水壶挂放时必须保证水壶的中心线与密集烤房地面垂直,烘烤前确保水壶中加满水。
密集烤房控制器还具备物联网扩展能力，能插入miniPCIe接口的物联网模块，实现联网监控。物联网模块9上设有八针插头91、四针插头一92和四针插头二93用于与密集烤房控制器1连接；密集烤房控制器1在对应八针插头91的位置设有八孔插座，八针插头和八孔插座的外侧设有配套的定位套。需要联网时，将物联网模块9插入到物联网模块固定座14中，物联网模块固定座上在对应四针插头一92和四针插头二93的位置分别设置固定座一和固定座二，在对应八针插头的位置设有八孔插座；八针插头91的针脚分别定义为VCC、EN、RX、TX、GND、NC、NC和NC。八针插头91垂直于四针插头一92和四针插头二93的连接线，垂直距离为65-78mm。四针插头一92和四针插头二93之间的距离为24-26mm。
物联网模块9可支持4G模块（即一机一卡），也可支持LoRa/BLE/Zigbee等多种型号的物联网通信模组（即多机共用一张卡）。在烘烤期间，能通过物联网模块上传数据到平台，使得烟农及烤烟技师，通过手机远程看到每个时段的烘烤状态，在出现故障还能及时收到报警短信，降低烤烟技师巡察强度、提高工作效率、保障烟叶的烘烤质量。烤烟主管部门也能通过联网看板，监测各个地区烤房的运行状态，并及时发现异常情况，在需要时，控制器能从平台远程下载定制的烘烤曲线。
应当理解的是，本研究的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本研究的原理，而不构成对本研究的限制。因此，在不偏离本研究的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本研究的保护范围之内。此外，本研究所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。
.png)
图1
.png)
图2
.png)
图3
.png)
图4
参考文献： [1]张芬，杨阳，付红霞，李正周.基于密集化烟叶烤房建模的温度模糊控制器设计[J];系统仿真学报;2014(12).
[2]乔晓娟，黄林，张保健，李洋.密集烟草烤窑智能化控制系统关键技术的研究[J];农机化研究;2010（5）.
[3]聂平，徐兴强，李万阳，龙国昌.基于单片机的烟叶烘烤湿温度控制系统[J].机械与电子，2005（7）.