茶叶存储过程中的环境监控系统设计

2016-03-30四川信息职业技术学院四川广元628040

福建茶叶 2016年2期

韩　鹏（四川信息职业技术学院，四川广元628040）

茶叶存储过程中的环境监控系统设计

韩鹏
（四川信息职业技术学院，四川广元628040）

摘要：茶叶存储过程中对环境有着较高要求，存储环境的各方面要素对茶叶质量都会产生一定的影响。本文对茶叶仓储环境检测的现状做了分析，也介绍了茶叶仓储环境的重要性和环境检测的关键要素。对环境监控系统的设计做了详细阐述，对系统总体设计、软件设计、系统优势以及系统管理等分别进行了分析。通过环境监控系统可以使茶叶的存储质量得到更好保障。

关键词：茶叶存储；环境监控；监控系统

茶叶从生产到销售完成有着较长的周期，这期间需要对茶叶妥善存储，因此，茶叶存储在茶叶整个生产流通过程中就具有了非常重要的作用。如果茶叶存储不当会影响茶叶的质量，降低品质，影响其正常销售。因此，需要对茶叶的存储过程中的环境进行有效监控。现在科学技术不断发展，运用一定技术可以建立其环境监控系统，通过环境监控系统可以对茶叶存储过程中的各种影响因素进行有效监测，防止茶叶存储过程中出现重大问题，保证好茶叶的质量。下面是对茶叶存储过程中的环境监控系统设计的分析。

1　茶叶仓储环境检测

1.1茶叶仓储环境检测的现状

目前，在很多地方茶叶仓储环境的检测仍然是以人工手动检测，这样的检测方式已经不能完全适应当前茶叶存储的要求。一方面人工手动检测的准确性不高，人工检测不能对仓储环境的各方面情况做出准确的反映。另外人工检测不能形成一个常态机制，茶叶存储环境需要进行实时检测，这样发现问题可以第一时间做出处理，防止茶叶变质，人工手动检测只能间隔性进行检测，如果茶叶在两个检测时间段内出现问题则不能及时被发现，可能会造成一定的损失。人工手动检测的效率也较低，对茶叶存储环境进行人工手动检测需要大量的人力资源，这样不仅会增加人工费用的支出，检测的效率也会相对较低。因此人工手动检测方式应该逐渐淘汰掉，运用更先进的环境检测手段来进行监控。现在部分地方在进行仓储环境检测中已经开始运用基于现代科学技术的环境监控系统，这样的监控系统跟人工手动检测相比具有一系列优势，正在逐渐得到推广使用。

1.2茶叶仓储环境检测的重要性

茶叶的品质直接影响到茶叶的价格，而茶叶的存储环境会对茶叶品质有重要影响。茶叶仓储环境的检测的主要目的是为了及时获取反映仓库环境质量状况的数据，通过这些数据来判断仓库的环境是否符合茶叶存放的要求，如果一些指标不在正常范围内，则需要及时采取相关措施进行处理。对仓储环境进行有效监测可以有效保证茶叶的质量，使茶叶的性能不发生变化，保证其品质。对仓储环境进行监测也可以防止茶叶变质对仓储环境造成污染，保证仓储环境整体的安全。

1.3茶叶仓储环境的关键要素分析

反映茶叶仓储环境的要素有多种，主要有温度、湿度、气体浓度、光照度、烟尘、粉尘等，这些因素如果不在正常范围内会对茶叶的质量安全造成严重的影响[1]。首先是温度和湿度。茶叶在制作时最后一道工序是烘焙。这主要是去除茶叶中的水分，使茶叶中的水分含量达到一个适中的水平。茶叶在存储的过程中就应该避免湿度对茶叶的影响，存储过程中湿度控制不好会使茶叶中水分含量发生变化，从而影响茶叶的品质。反映空气中湿度时一般可以用绝对湿度、相对湿度、饱和湿度、露点湿度等四种方法来表示，最常用的是相对湿度，指的是在一定的温度条件下空气中水汽压与饱和水汽压的百分比，如果相对湿度越大，空气就越潮湿，水分也更不容易蒸发。湿度和温度两者不可分割，当仓储环境内温度上升时，空气的湿度也会降低，空气会变得更加干燥。对于茶叶存储而言，要严格控制温度和湿度，使其保持在一个合理的范围内。气体浓度也是仓储环境检测的一个重要要素，主要包括对氧气、二氧化硫、二氧化碳等气体浓度的检测。这些气体中应该重点监测二氧化碳，因为二氧化碳能直接影响有机体生命活动的代谢过程，对茶叶有着重要的影响。粉尘和烟尘也要进行有效检测，空气中粉尘的存在不可避免，在仓储环境中需要对其浓度进行有效控制，因为粉尘在一定空间内遇到明火时容易发生爆炸，这就会给茶叶储存的安全造成严重影响。存储过程中应该增加环境预警功能，控制灾难事件的发生。这些要素是茶叶仓储环境检测的关键点，采取合适的方式对这些要素进行有效检测。

2　茶叶存储过程中的环境监控系统设计

茶叶的仓储环境检测运用人工手动检测已经不能满足实际需要，应当充分运用科学技术实现仓储环境检测。目前网络技术、计算机技术、通信技术等在很多领域得到了运用，在茶叶仓储环境的检测中也应该合理运用这些技术，使之在茶叶仓储环境检测中发挥作用。针对这种情况可以应用单片机技术、数据库技术、通信技术等设计一种茶叶储存环境监控系统，能够对茶叶存储环境的要素进行实时检测，提高检测的准确性和效率。

2.1系统总体设计

茶叶存储过程中的环境监控系统主要有两部分组成，分别是软件系统和硬件系统。系统硬件主要包括控制模板、通信模板、多个节点、GPRS模板等，每个节点就是传感模板[2]。系统软件主要是Visual Basic编写的上位机程序。

该系统中控制核心是STC89C52单片机，其具有的主要优势是存储空间大，运行速度快、扩展性好，还有功能丰富的特点。通过这个控制核心可以存储大量的监控数据，有利于数据的分析对比，同时能有效提高运行速度，保证环境监控的快速进行。该系统中运用了两个传感器，一个是温度湿度传感器，另一个是灰尘传感器。温度湿度传感器使用的是AM2301，灰尘传感器使用的是GP2Y1010AUPF，温度湿度传感器具有很好的可靠性和长期的稳定性，对于温度和湿度的监控能长期发挥作用。灰尘传感器是一款光学空气质量传感器，对于0.8mm以上的粒子都可以检测到。系统中还设计有报警模块，当温度湿度湿度传感器和灰尘传感器监测到的实际情况超过阈值时，报警模块就可以产生报警行为，提醒工作人员及时进行处理。报警方式主要有两种，一种是短信报警，另一种是声光报警。短信报警采用的是SWM5905型号GSM模块，这个模块可以发送短信到预设的手机进行报警。声光报警主要是通过蜂鸣器和LED灯来进行报警。无线通信模块采用的是CC2530F256芯片，通过这个芯片来运行ZigBee模块。

下位机的功能程序设计主要包括环境参数采集、数据显示、数据发送等[3]。仓储环境的环境参数是由传感模块来采集。温度湿度传感器和灰尘传感器传出的模拟量经过AD模块转换传出值为DATA。数据显示是把控制模块接收到的传感模块产生的数据通过LCD1602显示出来。数据发送一般通过Zigbee模块来发送相关数据，单片机可以采集并且能够处理传感器的数据。数据发送之后经过其他程序对这些数据进行进一步加工处理。

2.2茶叶存储过程中的环境监控系统软件设计

系统软件的工作流程一般是开始之后载入MSComm控件，并且A-DO对象初始化[4]，然后等待接收指令，接收到指令之后再判断指令是否适合，如果指令不适合返回然后重新接收指令。指令合适则从相应的COM口读取相关数据，将读取的数据储存在数组中，储存过之后再将数据分类发送给TEXT控件，发送完成之后再判断数组是否装满，数组装满之后将数组中的数据发送到ADO模型中的Record对象，没有装满则返回上一级，最后是结束。软件中中的控件是用来实现计算机和用户间的交互，这样也更有利于程序开发。

2.3茶叶存储过程中的环境监控系统优势

该系统主要是基于STC89C52单片机和配合VB上位机，通过这个系统可以对茶叶储存环境进行有效检测。其具有几方面的优势，首先是其可以对茶叶存储过程中的环境进行实时监控，这就克服了传统人工手动检测不能实时检测的弊端。进行实时检测当发现问题之后能通过系统及时做出反映，通过报警模块发出报警。另外这个系统具有的另一个优势是具有较高的可靠性，传统的人工手动检测在环境监控的过程中容易出现错误，或者一些状况不能及时检测到，还可能会由于操作人员的失误引起一些其他问题。该系统在设计的过程中对所监控的参数都设置有一定的值，一旦存储环境相关要素的值超过了正确范围，系统都能够进行及时反映，在最短的时间内做出反应。该系统具有的另一个优势是其价格比较低廉，这个系统在一次性投资之后在很长一段时间内都可以加以使用。该系统的费用跟人工手动检测相比在短时间内可能费用会比人工检测费用高，从长远看则可以带来一定的收益，能减少这方面费用的支出。

3　茶叶存储过程中的环境监控系统的管理

茶叶存储过程中的环境监控系统投入使用后需要进行妥善管理，管理得当系统的作用才能充分发挥出来。首先，系统投入使用后应该配置专门的管理人员，管理人员需要进行过专门的培训，对环境监控系统的工作原理等有着全面的了解，对系统反馈到数据也能准确判断。另外，对于环境监控系统应该进行定期的维护和检修，系统工作过一段时间之后各方面性能都会有所下降，其所反应的数据的准确性便不能得到保障。因此，应该对系统进行定期维护，发现有运行异常的情况及时做出判断，进行处理。对于系统也应该定期进行升级，现在科学技术发展日新月异，如果系统长期保持不变，其逐渐就会被淘汰，会变得不适用。对其定期升级后可以使其保持先进性，对于茶叶存储过程中的环境也能做出更有效的判断，使茶叶的存储质量得到最好的保障。