1. 系統(tǒng)方案

1.0. 系統(tǒng)概述

在白酒發(fā)酵中，窖池內(nèi)的釀酒微生物隨發(fā)酵進(jìn)程消長(zhǎng)，代謝生成各種呈香呈味物質(zhì)，決定了酒的品質(zhì)。溫度對(duì)微生物生長(zhǎng)代謝有重要的影響，所以準(zhǔn)確、完整地監(jiān)測(cè)和控制酒窖池內(nèi)部溫度，具有重大意義。

目前，我國(guó)大部分白酒廠采用人工測(cè)量的方式來(lái)監(jiān)測(cè)酒窖池內(nèi)部溫度，人工測(cè)量的缺點(diǎn)如下：

• 窖池?cái)?shù)量大，人工巡檢方式不可能在同一時(shí)間內(nèi)測(cè)量所有窖池溫度，造成不同窖池間溫度數(shù)據(jù)的可比性差。
• 人工測(cè)量不能保證每次測(cè)量的位置*相同，所以造成同一窖池溫度數(shù)據(jù)的可比性差。
• 人工測(cè)量的準(zhǔn)確性很大程度依賴操作人員的責(zé)任心，存在不確定性。
• 人工測(cè)量操作和數(shù)據(jù)的收集整理，耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間。

針對(duì)以上痛點(diǎn)，公司開(kāi)發(fā)了該窖池?zé)o線溫度監(jiān)測(cè)管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)*解決了以上問(wèn)題，系統(tǒng)由無(wú)線多點(diǎn)測(cè)溫桿、無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備和監(jiān)測(cè)軟件組成。無(wú)線多點(diǎn)測(cè)溫桿是可移動(dòng)設(shè)備，窖池發(fā)酵期間插入窖池內(nèi)，可以分別測(cè)量從上到下多達(dá)6個(gè)點(diǎn)的溫度，并通過(guò)無(wú)線信號(hào)發(fā)射給監(jiān)控中心的監(jiān)測(cè)軟件；監(jiān)測(cè)軟件用于在線監(jiān)測(cè)所有窖池的實(shí)時(shí)溫度，并自動(dòng)儲(chǔ)存所有數(shù)據(jù)，具有如下功能：

• 窖池溫度數(shù)據(jù)連續(xù)自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)，實(shí)時(shí)顯示溫度數(shù)據(jù)和曲線，歷史數(shù)據(jù)和曲線顯示，歷史數(shù)據(jù)導(dǎo)出Excel格式；
• 不同批次窖池溫度歷史數(shù)據(jù)對(duì)比、大數(shù)據(jù)分析；
• 可設(shè)定低溫、高溫報(bào)警并自動(dòng)進(jìn)行聲、光報(bào)警提示。提供電池低電量報(bào)警功能
• 用戶通過(guò)電腦或手機(jī)訪問(wèn)窖池溫度監(jiān)測(cè)管理軟件。支持用戶權(quán)限管理，保證不同層級(jí)人員訪問(wèn)不同層級(jí)的數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)的安全性及性
• 關(guān)聯(lián)出、入池酒糟參數(shù)：酸度、水份、淀粉、殘?zhí)恰⑵扑槎?、蒸餾汽壓、酒精度、出酒率、優(yōu)級(jí)率；

酒廠獲得的好處：

• 通過(guò)釀造工藝數(shù)據(jù)的收集，將釀造人工經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)模型和工藝流程，用于指導(dǎo)生產(chǎn)。這樣酒的品質(zhì)不再過(guò)度依賴高級(jí)技師的經(jīng)驗(yàn)，有效降低人工成本，縮短技師培養(yǎng)周期，緩解招工難的問(wèn)題。
• 及時(shí)全面的發(fā)現(xiàn)釀造過(guò)程中的異常，防止出現(xiàn)不良產(chǎn)品降低酒的品質(zhì)，保證酒品質(zhì)量的穩(wěn)定性，提升品牌價(jià)值。
• 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的標(biāo)準(zhǔn)化，有利于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，減少人工。
• 實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝數(shù)據(jù)的大數(shù)據(jù)分析，研究釀酒技藝的內(nèi)在規(guī)律，提升企業(yè)釀造技術(shù)，成為白酒領(lǐng)域的專家。

1.1 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景圖

1.2 系統(tǒng)組成和拓?fù)鋱D

系統(tǒng)框圖如下圖所示：

系統(tǒng)主要設(shè)備包括：

無(wú)線測(cè)溫桿、工業(yè)網(wǎng)關(guān)、現(xiàn)場(chǎng)顯示屏和集中監(jiān)測(cè)管理計(jì)算機(jī)。無(wú)線測(cè)溫桿用來(lái)測(cè)量窖池溫度；工業(yè)網(wǎng)關(guān)用來(lái)接收現(xiàn)場(chǎng)測(cè)溫桿的測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)，并匯報(bào)給現(xiàn)場(chǎng)顯示屏和集中監(jiān)測(cè)管理電腦。

本套系統(tǒng)采用物聯(lián)網(wǎng)470MHz開(kāi)放頻段，抗力強(qiáng)，信號(hào)穩(wěn)定，傳輸距離遠(yuǎn)，穿透能力強(qiáng)，覆蓋面廣，十分適合多樓層以及強(qiáng)干擾的特殊環(huán)境使用。

1.3 系統(tǒng)亮點(diǎn)

該窖池測(cè)溫綜合管控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)連續(xù)自動(dòng)監(jiān)測(cè)窖池的溫度，提供歷史數(shù)據(jù)曲線及列表展示，批次歷史數(shù)據(jù)比對(duì)，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，可設(shè)置高低溫報(bào)警，電池電量報(bào)警等功能。

與市面上其他廠家的產(chǎn)品相比，我們的產(chǎn)品具有如下*亮點(diǎn)：

• 抗力：公司的產(chǎn)品由于采用了*的擴(kuò)頻通信抗干擾技術(shù)，系統(tǒng)可以抵抗如對(duì)講機(jī)等無(wú)線發(fā)射設(shè)備帶來(lái)的強(qiáng)干擾。
• 超長(zhǎng)的無(wú)線傳輸距離：公司的產(chǎn)品具有開(kāi)闊地帶6km的超長(zhǎng)傳輸距離，在有建筑物的廠區(qū)環(huán)境可以達(dá)到1~3km。
• 優(yōu)秀的穿透能力：傳感器探頭發(fā)出的無(wú)線信號(hào)，可以有效穿透多達(dá)6堵墻壁。
• 無(wú)線傳輸基本不需要中繼器，組網(wǎng)簡(jiǎn)單可靠，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定。
• 系統(tǒng)提供權(quán)限管理，公司副總以上人員可以查看整個(gè)公司的數(shù)據(jù)，方便管理者掌控全局信息。各車間主任可以查看本車間的所有數(shù)據(jù)。系統(tǒng)管理員可以增加刪除各種權(quán)限的用戶，提高數(shù)據(jù)的安全性及性。
• 可以對(duì)批次歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行曲線比對(duì)，分析溫度變化對(duì)出酒質(zhì)量的影響，幫助釀酒人員提高酒的品質(zhì)。
• 系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計(jì)，有優(yōu)秀的可擴(kuò)展能力，方便用戶后期升級(jí)維護(hù)。
• 公司距離用戶現(xiàn)場(chǎng)很近，系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)售后服務(wù)人員可以迅速趕赴現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)維修和技術(shù)支持等服務(wù)

1.4 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，在不降低整個(gè)系統(tǒng)性能的基礎(chǔ)上，盡可能地利用現(xiàn)有模塊和部件，采用*的高集成化設(shè)計(jì)，從總體結(jié)構(gòu)的規(guī)劃和設(shè)備的選型保證系統(tǒng)的可靠和穩(wěn)定，整個(gè)系統(tǒng)具有技術(shù)的*性、優(yōu)異的可靠性、靈活的可擴(kuò)展性及可操作性。

系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有如下特點(diǎn)：

• 傳感器探頭功耗低：傳感器電池壽命可達(dá)2年。
• 支持每個(gè)測(cè)溫桿6個(gè)通道的溫度數(shù)據(jù)采集。
• 采用高精度溫度傳感器，探測(cè)精度0.5攝氏度，分辨率0.1攝氏度，測(cè)量范圍-20-100攝氏度。
• 采用進(jìn)口級(jí)芯片，保證在復(fù)雜環(huán)境條件下穩(wěn)定可靠的工作。工作溫度-10-100攝氏度。
• 探測(cè)器自帶存儲(chǔ)設(shè)備，停電可自行保留數(shù)據(jù)，待電力恢復(fù)再自動(dòng)上傳，可以不使用UPS仍能正常的進(jìn)行溫度數(shù)據(jù)記錄。
• 系統(tǒng)容量大，一套系統(tǒng)可以容納上萬(wàn)個(gè)窖池。
• 探頭采用304不銹鋼，耐酸性，無(wú)析出，屬于食品衛(wèi)生級(jí)材料。
• 系統(tǒng)支持多種設(shè)備訪問(wèn)，如：手機(jī)、平板、辦公電腦
• 系統(tǒng)部署部署簡(jiǎn)單，部署后，系統(tǒng)在企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)內(nèi)均可登錄，同時(shí)支持互聯(lián)網(wǎng)遠(yuǎn)程訪問(wèn)；

1.5 硬件性能及技術(shù)指標(biāo)

（1）測(cè)溫桿

用途： 用于測(cè)量窖池上中下共6個(gè)點(diǎn)的溫度。

基本性能： 探桿長(zhǎng)度2.7米；每根均勻分布6個(gè)測(cè)溫傳感器；一體式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；自帶顯示屏，可本地顯示實(shí)時(shí)溫度值和電池電量；鋰電池使用壽命1年以上。

工作溫度：-10°C--100°C

測(cè)量精度：+/- 0.5°C

分辯率：0.1°C

測(cè)量范圍：-20°C--100°C

探針材質(zhì)：304不銹鋼

發(fā)射功率：10dBm-20dBm（軟件可設(shè)置）

設(shè)備編號(hào)：軟件可設(shè)置。

采集周期：5分鐘-6小時(shí)軟件可設(shè)置

工作頻段：軟件可設(shè)置

發(fā)射距離： <6000米

（2）觸屏式監(jiān)測(cè)器

用途： 安放于廠房?jī)?nèi)，用于顯示所屬班組的窖池實(shí)時(shí)溫度及曲線，進(jìn)行出入池操作。

基本性能：顯示現(xiàn)場(chǎng)各測(cè)溫點(diǎn)數(shù)量，滿足實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示，歷史曲線查詢。傳感器值超限報(bào)警，電池電量報(bào)警等功能。

通訊接口： RJ45接口、串口、USB、無(wú)線wifi、外擴(kuò).

屏幕尺寸：10寸觸摸屏

工作溫度：-40℃～+85℃

（3）工業(yè)網(wǎng)關(guān)

工業(yè)網(wǎng)關(guān)是整個(gè)網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)匯聚節(jié)點(diǎn)，作為網(wǎng)關(guān)連接到計(jì)算機(jī)，與計(jì)算機(jī)通訊；

無(wú)線通訊，通訊距離6000米（開(kāi)闊地）；

電源：采用220V交流轉(zhuǎn)9V的電源適配器供電，平均功耗<5W；

外殼設(shè)計(jì)：金屬外殼，防干擾設(shè)計(jì)。

工作溫度范圍：-40~85℃，濕度0~95%

設(shè)備編號(hào)：軟件可設(shè)置

天線接口方式：SMA標(biāo)準(zhǔn)天線接口

抗干擾：手機(jī)頻率、政府無(wú)線頻率、鐵路通信頻率、無(wú)線WIFI頻率等常用頻率抗干擾。

聯(lián)網(wǎng)方式：可以同時(shí)支持 10/100M 以太網(wǎng)連接和2G/3G/4G 全網(wǎng)通連接，并可以進(jìn)行無(wú)縫切換

（4）電腦

用途： 用于安裝控制軟件查閱窖池溫度實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，歷史數(shù)據(jù)， 曲線圖查閱等。

1.6 控制系統(tǒng)功能

控制系統(tǒng)由后臺(tái)監(jiān)測(cè)程序（數(shù)據(jù)獲?。瑪?shù)據(jù)庫(kù)（數(shù)據(jù)處理），前臺(tái)應(yīng)用程序（數(shù)據(jù)應(yīng)用及表達(dá)）三部分組成，實(shí)現(xiàn)窖池溫度的實(shí)時(shí)獲取、顯示、超標(biāo)報(bào)警、存儲(chǔ)、圖表查詢、歷史記錄查詢等功能。

基本功能：

1、軟件支持5000個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)接入；

2、窖池溫度數(shù)據(jù)自動(dòng)記錄和存儲(chǔ)；

3、窖池溫度數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)顯示與歷史查詢；

4、窖池溫度數(shù)據(jù)的曲線顯示、列表顯示；

5、關(guān)聯(lián)出、入池糟參數(shù)：酸度、水份、淀粉、殘?zhí)?、破碎度、蒸餾汽壓、酒精度、出酒率、優(yōu)級(jí)率；

6、可設(shè)定低溫、高溫報(bào)警并自動(dòng)進(jìn)行聲、光報(bào)警提示。

7、支持用戶權(quán)限管理，保證層級(jí)關(guān)系以及提高數(shù)據(jù)的安全性及性

1.7 控制系統(tǒng)軟件界面

1) 管理軟件登陸界面

測(cè)溫系統(tǒng)操作人員登錄界面，可以設(shè)置不同的操作人員權(quán)限。

2) 車間管理界面

可以增加、編輯、刪除車間。

3) 窖池管理界面

可以增加、編輯、刪除選定車間的窖池。

4) 實(shí)時(shí)溫度曲線界面

可以顯示從入池開(kāi)始到當(dāng)前時(shí)間的所有數(shù)據(jù)，可以在曲線和列表之間切換并提供下載 。

5) 窖池實(shí)時(shí)溫度列表界面

可以顯示車間或者班組所有窖池的溫度數(shù)據(jù)列表 。

6) 窖池實(shí)時(shí)溫度界面

可以顯示車間班組窖池的溫度數(shù)據(jù)

7) 出入池列表界面

可以顯示窖池的出入池狀態(tài)，查詢當(dāng)前窖池各項(xiàng)參數(shù)

8) 窖池入池操作界面

對(duì)入池的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行輸入，啟動(dòng)測(cè)溫流程。

9) 窖池出池操作界面

對(duì)出池的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行等級(jí)，終止測(cè)溫流程。

10) 批次數(shù)據(jù)對(duì)比界面

可以選擇任意批次、任意車間、任意片區(qū)的若干窖池，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的對(duì)比，在同一列表顯示，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析并標(biāo)紅告警。

11) 批次數(shù)據(jù)曲線對(duì)比界面

可以選擇任意批次、任意車間、任意片區(qū)的若干窖池，并對(duì)其進(jìn)行測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)的對(duì)比，在同一坐標(biāo)系顯示曲線，對(duì)異常數(shù)據(jù)進(jìn)行大數(shù)據(jù)分析并標(biāo)紅告警。