烟草堆垛深层温度精准监测技术方案

烟草堆垛内温湿度监测是保障品质、降低损耗、合规运营的关键环节。物联网技术通过高精度传感器、稳定通信网络与智能分析系统，实现了从“被动应对”到“主动防控”的转变。未来，随着数字孪生、边缘AI等技术的融合，烟草仓储将迈向更高效、更可持续的智能化时代。

一、项目背景与需求分析

烟草作为一种对储存环境极为敏感的农产品，其品质变化直接受温度参数影响。在仓储过程中，烟叶堆垛因自身呼吸作用及微生物活动产热，加之堆垛密集导致的通风不畅，极易形成局部高温点。当堆垛内部温度超过25℃时，将显著加速霉菌繁殖，同时导致香气成分挥发和多酚类物质氧化，严重影响烟草的醇化质量和经济价值。传统人工巡检方式存在数据采集频率低、无法覆盖堆垛深层、测量结果受主观因素影响等固有缺陷。

核心需求：

实现对烟草包内部温度的精准测量

监测堆垛深度50cm、100cm等关键位置的温度梯度

建立24小时连续监测体系，实现异常温度实时预警

二、技术方案设计原则

2.1 精准监测原则

选用工业级高精度传感器，温度测量误差控制在±0.2℃以内，确保数据可信度满足行业质量管理要求。

2.2 全方位覆盖原则

采用多点位、多层次的传感器部署策略，覆盖库房顶部、中部、底部等垂直空间，以及堆垛表层、中层、深层等水平维度。

2.3 智能化预警原则

建立多级报警阈值体系，支持短信、声光、平台弹窗等多种预警方式。

三、系统架构设计

本系统采用分层架构设计，确保各环节高效协同：

3.1 感知层设计

3.1.1 烟草内部温度监测

采用探针式温度传感器，探针直径≤5mm，可直接穿透烟草包装材料插入烟包内部

测量范围：-20℃~60℃，精度±0.1℃

防护等级：IP67，有效防止烟草潮湿环境对传感器的侵蚀

3.1.2 堆垛深层温度监测

选用长杆式温度传感器，通过可伸缩安装杆实现堆垛深度50cm、100cm等关键位置的精准监测。

3.2 传输层设计

采用NB-IoT无线通信技术，具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗少、架构优等特点。

3.3 平台层设计

基于云计算架构构建数据处理中心：

数据存储：采用分布式数据库，存储容量≥5TB，数据保存期限不少于3年。

四、核心设备技术参数

4.1 传感器设备

4.1.1 探针式温度传感器

测量精度：±0.1℃

响应时间：≤3秒

工作电压：3.6V锂电池供电

4.2 网关设备

支持多协议转换（NB-IoT/LoRa/Wi-Fi）

传输距离：≥1km

备份机制：支持4G/以太网双重备份

五、部署实施方案

5.1 传感器布置规划

5.1.1 空间密度标准

每100㎡布置3-5个监测点

堆垛内部：每2米高度布置一个监测层

5.2 安装操作规范

5.2.1 探针式传感器安装

选择烟包侧面中心位置作为插入点

缓慢旋转推进，确保探针完全插入烟草内部

连接线沿堆垛边缘固定，避免影响日常作业

六、数据处理与分析功能

6.1 实时监测功能

三维温度分布显示：通过热力图直观展示库内温度场

6.2 预警管理功能

建立三级预警机制：

一级预警：温度偏离设定值±1℃

二级预警：温度偏离设定值±2℃

紧急报警：温度超过25℃时立即启动应急响应

七、质量控制与维护保障

7.1 精度校验机制

每月进行一次传感器精度校验

使用标准温度源进行对比测试

建立传感器生命周期档案，及时更换性能下降设备

7.2 系统维护方案

日常巡检：每周检查设备运行状态

数据备份：每日自动备份监测数据

软件更新：季度性系统功能优化升级

八、预期效益评估

实施本方案后，预计可实现以下效益提升：

烟叶霉变率降低60%-70%

人工巡检成本减少80%

仓储品质合格率提升至99.5%以上。