1. 系統方案

1.0. 系統概述

在白酒發酵中，窖池內的釀酒微生物隨發酵進程消長，代謝生成各種呈香呈味物質，決定了酒的品質。溫度對微生物生長代謝有重要的影響，所以準確、完整地監測和控制酒窖池內部溫度，具有重大意義。

目前，我國大部分白酒廠采用人工測量的方式來監測酒窖池內部溫度，人工測量的缺點如下：

• 窖池數量大，人工巡檢方式不可能在同一時間內測量所有窖池溫度，造成不同窖池間溫度數據的可比性差。
• 人工測量不能保證每次測量的位置*相同，所以造成同一窖池溫度數據的可比性差。
• 人工測量的準確性很大程度依賴操作人員的責任心，存在不確定性。
• 人工測量操作和數據的收集整理，耗費大量的人力和時間。

針對以上痛點，公司開發了該窖池無線溫度監測管理系統，本系統*解決了以上問題，系統由無線多點測溫桿、無線數據傳輸設備和監測軟件組成。無線多點測溫桿是可移動設備，窖池發酵期間插入窖池內，可以分別測量從上到下多達6個點的溫度，并通過無線信號發射給監控中心的監測軟件；監測軟件用于在線監測所有窖池的實時溫度，并自動儲存所有數據，具有如下功能：

• 窖池溫度數據連續自動記錄和存儲，實時顯示溫度數據和曲線，歷史數據和曲線顯示，歷史數據導出Excel格式；
• 不同批次窖池溫度歷史數據對比、大數據分析；
• 可設定低溫、高溫報警并自動進行聲、光報警提示。提供電池低電量報警功能
• 用戶通過電腦或手機訪問窖池溫度監測管理軟件。支持用戶權限管理，保證不同層級人員訪問不同層級的數據，提高數據的安全性及性
• 關聯出、入池酒糟參數：酸度、水份、淀粉、殘糖、破碎度、蒸餾汽壓、酒精度、出酒率、優級率；

酒廠獲得的好處：

• 通過釀造工藝數據的收集，將釀造人工經驗轉換為標準的數據模型和工藝流程，用于指導生產。這樣酒的品質不再過度依賴高級技師的經驗，有效降低人工成本，縮短技師培養周期，緩解招工難的問題。
• 及時全面的發現釀造過程中的異常，防止出現不良產品降低酒的品質，保證酒品質量的穩定性，提升品牌價值。
• 實現生產工藝的標準化，有利于實現自動化生產，減少人工。
• 實現生產工藝數據的大數據分析，研究釀酒技藝的內在規律，提升企業釀造技術，成為白酒領域的專家。

1.1 現場實景圖

1.2 系統組成和拓撲圖

系統框圖如下圖所示：

系統主要設備包括：

無線測溫桿、工業網關、現場顯示屏和集中監測管理計算機。無線測溫桿用來測量窖池溫度；工業網關用來接收現場測溫桿的測溫數據，并匯報給現場顯示屏和集中監測管理電腦。

本套系統采用物聯網470MHz開放頻段，抗力強，信號穩定，傳輸距離遠，穿透能力強，覆蓋面廣，十分適合多樓層以及強干擾的特殊環境使用。

1.3 系統亮點

該窖池測溫綜合管控系統實現連續自動監測窖池的溫度，提供歷史數據曲線及列表展示，批次歷史數據比對，實時數據顯示，可設置高低溫報警，電池電量報警等功能。

與市面上其他廠家的產品相比，我們的產品具有如下*亮點：

• 抗力：公司的產品由于采用了*的擴頻通信抗干擾技術，系統可以抵抗如對講機等無線發射設備帶來的強干擾。
• 超長的無線傳輸距離：公司的產品具有開闊地帶6km的超長傳輸距離，在有建筑物的廠區環境可以達到1~3km。
• 優秀的穿透能力：傳感器探頭發出的無線信號，可以有效穿透多達6堵墻壁。
• 無線傳輸基本不需要中繼器，組網簡單可靠，系統運行穩定。
• 系統提供權限管理，公司副總以上人員可以查看整個公司的數據，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據。系統管理員可以增加刪除各種權限的用戶，提高數據的安全性及性。
• 可以對批次歷史數據進行曲線比對，分析溫度變化對出酒質量的影響，幫助釀酒人員提高酒的品質。
• 系統采用模塊化設計，有優秀的可擴展能力，方便用戶后期升級維護。
• 公司距離用戶現場很近，系統出現故障時售后服務人員可以迅速趕赴現場進行現場維修和技術支持等服務

1.4 系統設計

系統設計中，在不降低整個系統性能的基礎上，盡可能地利用現有模塊和部件，采用*的高集成化設計，從總體結構的規劃和設備的選型保證系統的可靠和穩定，整個系統具有技術的*性、優異的可靠性、靈活的可擴展性及可操作性。

系統設計具有如下特點：

• 傳感器探頭功耗低：傳感器電池壽命可達2年。
• 支持每個測溫桿6個通道的溫度數據采集。
• 采用高精度溫度傳感器，探測精度0.5攝氏度，分辨率0.1攝氏度，測量范圍-20-100攝氏度。
• 采用進口級芯片，保證在復雜環境條件下穩定可靠的工作。工作溫度-10-100攝氏度。
• 探測器自帶存儲設備，停電可自行保留數據，待電力恢復再自動上傳，可以不使用UPS仍能正常的進行溫度數據記錄。
• 系統容量大，一套系統可以容納上萬個窖池。
• 探頭采用304不銹鋼，耐酸性，無析出，屬于食品衛生級材料。
• 系統支持多種設備訪問，如：手機、平板、辦公電腦
• 系統部署部署簡單，部署后，系統在企業內部局域網內均可登錄，同時支持互聯網遠程訪問；

1.5 硬件性能及技術指標

（1）測溫桿

用途： 用于測量窖池上中下共6個點的溫度。

基本性能： 探桿長度2.7米；每根均勻分布6個測溫傳感器；一體式結構設計；自帶顯示屏，可本地顯示實時溫度值和電池電量；鋰電池使用壽命1年以上。

工作溫度：-10°C--100°C

測量精度：+/- 0.5°C

分辯率：0.1°C

測量范圍：-20°C--100°C

探針材質：304不銹鋼

發射功率：10dBm-20dBm（軟件可設置）

設備編號：軟件可設置。

采集周期：5分鐘-6小時軟件可設置

工作頻段：軟件可設置

發射距離： <6000米

（2）觸屏式監測器

用途： 安放于廠房內，用于顯示所屬班組的窖池實時溫度及曲線，進行出入池操作。

基本性能：顯示現場各測溫點數量，滿足實時數據顯示，歷史曲線查詢。傳感器值超限報警，電池電量報警等功能。

通訊接口： RJ45接口、串口、USB、無線wifi、外擴.

屏幕尺寸：10寸觸摸屏

工作溫度：-40℃～+85℃

（3）工業網關

工業網關是整個網絡的數據匯聚節點，作為網關連接到計算機，與計算機通訊；

無線通訊，通訊距離6000米（開闊地）；

電源：采用220V交流轉9V的電源適配器供電，平均功耗<5W；

外殼設計：金屬外殼，防干擾設計。

工作溫度范圍：-40~85℃，濕度0~95%

設備編號：軟件可設置

天線接口方式：SMA標準天線接口

抗干擾：手機頻率、政府無線頻率、鐵路通信頻率、無線WIFI頻率等常用頻率抗干擾。

聯網方式：可以同時支持 10/100M 以太網連接和2G/3G/4G 全網通連接，并可以進行無縫切換

（4）電腦

用途： 用于安裝控制軟件查閱窖池溫度實時數據，歷史數據， 曲線圖查閱等。

1.6 控制系統功能

控制系統由后臺監測程序（數據獲取），數據庫（數據處理），前臺應用程序（數據應用及表達）三部分組成，實現窖池溫度的實時獲取、顯示、超標報警、存儲、圖表查詢、歷史記錄查詢等功能。

基本功能：

1、軟件支持5000個傳感器的數據接入；

2、窖池溫度數據自動記錄和存儲；

3、窖池溫度數據實時顯示與歷史查詢；

4、窖池溫度數據的曲線顯示、列表顯示；

5、關聯出、入池糟參數：酸度、水份、淀粉、殘糖、破碎度、蒸餾汽壓、酒精度、出酒率、優級率；

6、可設定低溫、高溫報警并自動進行聲、光報警提示。

7、支持用戶權限管理，保證層級關系以及提高數據的安全性及性

1.7 控制系統軟件界面

1) 管理軟件登陸界面

測溫系統操作人員登錄界面，可以設置不同的操作人員權限。

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) 實時溫度曲線界面

可以顯示從入池開始到當前時間的所有數據，可以在曲線和列表之間切換并提供下載 。

5) 窖池實時溫度列表界面

可以顯示車間或者班組所有窖池的溫度數據列表 。

6) 窖池實時溫度界面

可以顯示車間班組窖池的溫度數據

7) 出入池列表界面

可以顯示窖池的出入池狀態，查詢當前窖池各項參數

8) 窖池入池操作界面

對入池的各項參數進行輸入，啟動測溫流程。

9) 窖池出池操作界面

對出池的各項參數進行等級，終止測溫流程。

10) 批次數據對比界面

可以選擇任意批次、任意車間、任意片區的若干窖池，并對其進行測溫數據的對比，在同一列表顯示，對異常數據進行大數據分析并標紅告警。

11) 批次數據曲線對比界面

可以選擇任意批次、任意車間、任意片區的若干窖池，并對其進行測溫數據的對比，在同一坐標系顯示曲線，對異常數據進行大數據分析并標紅告警。