卷烟质检数据采集方法应用研究

黄雅娴

海南红塔卷烟有限责任公司 海南 海口 571100

1 卷烟质检数据采集方法的现状和存在问题

1.1 卷烟质检数据采集的现有方法

卷烟质检数据采集是对卷烟质量进行严格测试和监控的必要手段。目前，卷烟质检数据的采集主要依靠人工记录和传统的测试仪器。在这些方法中，人工记录是一种低成本、简单的采集方式，但缺乏准确度和可靠性。而传统的测试仪器则需要高成本的设备投入、占用大量的操作空间，对卷烟的成本效益有一定的影响。但是，这些方法都无法通过更精确、更快速地检查提高生产效率和卷烟质量的稳定性。

1.2 存在问题及不足之处

在传统的卷烟质检数据采集方法中存在一些问题和不足之处。首先，人工记录卷烟质量耗费时间且准确度不高，容易出现人为错误，这往往会误导生产过程，浪费时间和成本。其次，在使用传统测试仪器时，操作空间的局限性和测试时必须移除所检测范围内的卷烟，也会造成成本和时间等方面的浪费。因此，这些方法无法满足高效率、高品质、低成本的要求。

1.3 改善卷烟质检数据采集方法的必要性

改善卷烟质检数据采集方法的必要性在于提高质量控制的精度和可靠性，使得卷烟的生产流程更为高效、准确和自动化。这可以为企业带来显著的成本和时间优势，并可能进一步提高卷烟质量的稳定性。因此，为了进一步推动卷烟质检的智能化发展，需要在现有技术基础上，探索实现更高效更智能的卷烟质检方法。

总之，当前的卷烟质检数据采集方法仍然存在一些问题和不足之处，这表明需要一种更高效、更准确的采集方式来替代传统的人工记录和测试仪器方法。只有这样，才可以更好地满足企业发展的需求，提高卷烟生产质量和效率，切实降低生产成本。因此，在当前物联网技术不断进步的大背景下，基于传感技术和无线通信技术的卷烟质检数据采集方案应运而生。

2 传感技术和无线通信技术在卷烟质检数据采集中的应用及优势

2.1 传感技术的概述

传感技术是一种主流的数据采集方式，它是通过一种能够感知、转换外部信号或物理量的设备来实现的。传感技术的主要作用是将信号转换为数字信号，实现自动化数据采集和处理。通过传感器，可以感知温度、湿度、压力、流量等多种物理量，并将其转换为电信号输出，而这些电信号再经过数码转换器、通信接口等处理模块，最终输出数字信息。

2.2 传感技术在卷烟质检中的应用和优势

在卷烟质检中，传感技术的应用十分广泛。例如，温度、湿度、氧气含量、烟气成分等各个环节的检测，均可以依托传感技术来实现。同时，传感技术的应用也可以实现全自动化数据采集，大大降低了传统测试仪器的规模、成本，节省了人工成本，并且提高了数据采集的准确度和实时性。另外，传感技术的最大优点在于：可以实现实时控制和监测，及时捕捉异常数据并快速响应，提高了质检过程的准确度和稳定性。传感技术在卷烟质检中的应用，可以使整个过程简化，加速检测时间，减少数据丢失和错误记录，提高检测效率。

2.3 无线通信技术的概述

无线通信技术是无线电技术的一个分支，用于在没有物理连接的情况下，将信息通过无线电波传递[1]。无线通信技术广泛应用于各个行业，可分为3类：近程无线通信（NFC、RFID）、广域无线通信（2G/3G/4G/LTE、Wi-Fi、蓝牙等），传感网络通信（LoRaWan、Zig Bee、NB-IoT等）。在卷烟质检中，无线通信技术可以用来实现传感器与质检记录设备间的数据传输及与远程终端的数据交互等。

2.4 无线通信技术在卷烟质检中的应用和优势

无线通信技术可以实现高速、低成本、可靠的数据传输，使得卷烟质检数据的传输和处理更加便捷。与传统的数据采集方式相比，无线通信技术有以下优势：

2.4.1 传输速度更快。与传统的数据采集方式相比，无线通信技术可以实现更高速的数据传输，同时也更加稳定性更强。

2.4.2 维护管理更便捷。无线通信技术不需要物理连接，无须大规模布线和硬件维护，因此可大大降低设备维护和管理的成本。

2.4.3 范围更广。与传统通信方式相比，无线通信技术支持多种传输范围，不仅可以覆盖远距离范围，还可以实现局域网内的数据传输。

在卷烟质检中，无线通信技术可应用于传感器与记录设备、控制系统之间数据传输，特别是在越来越广泛的物联网技术的支持下，开发出的物联网传感器和物联网网关设备可以随时随地连接到互联网上，随时掌握数据变化[2]。除此之外，无线通信技术将传感技术、智能算法和机器学习技术相结合，还有助于生产中的数据分析和预测，提升生产效率和品质，同时实现更高的营收和经济效益。

总之，传感技术和无线通信技术已经成为卷烟质检数据采集的重要手段。结合这两种技术的优势，可以大大简化质检过程，提高生产效率，降低生产成本，并始终保持数据的准确性和实时性。

3 基于传感技术和无线通信技术的卷烟质检数据采集方案设计

3.1 方案流程设计

针对卷烟质检的数据采集需求，设计了基于传感技术和无线通信技术的完整方案。该方案主要分为传感器的安装和部署、数据采集、数据处理和数据展示等几个流程模块。下面详细说明每个流程模块的实现步骤。

3.1.1 传感器的安装和部署流程模块。首先，根据卷烟质检的需求，把各种传感器部署在不同侧区，例如，温度、湿度、氧气含量、烟气成分检测等传感器可安装在工厂生产车间，但是其他的如流量传感器一般部署在下料工位。传感器的选型应该根据需要检测的物理量、精度、灵敏度、抗干扰能力以及不同生产环境的特殊要求，选择合适的传感器。其次，传感器要进行室内或者现场的校准操作，以确保采集到的数据的准确性和可靠性。在确定传感器种类和部署位置后，应按照设计好的图纸，进行传感器安装和连接。

3.1.2 数据采集流程模块。数据采集模块主要包括数据采集记录设备、传感器采集数据数字信号处理单元，以及无线通信模块[3]。不同的传感器将采集到的物理量转换为数字信号，并经过数字信号处理单元进行数据处理，然后，将数据实时传输至数据采集记录设备和云端数据中心。

随着技术的不断进步，采集方式逐渐朝无线数据采集方向发展，利用无线通信技术实时传输采集数据至云端数据中心，减少数据延迟和实现数据远程共享，从而提高数据传输效率，避免数据传输中的时间浪费。

3.1.3 数据处理流程模块。数据处理模块主要负责将采集到的数据进行整合、处理和存储。为了确保数据的可靠性和准确性，需要对数据进行分类、筛选、统计和验证等处理，比如：检测数据的合法性、异常数据的排除，还需要对数据进行参数分析和建模，以利用数据模型对过去，现在和未来进行预测和分析。

3.1.4 数据展示流程模块。数据展示模块是将处理后的数据经过分类、筛选、统计等处理，实时地展示在图表或报告中，以便于管理决策[4]。数据展示应该根据应用场景的不同，对于数据展示的方式有所区别，例如：在车间可以通过大屏幕和移动端展示，而在办公室则可以通过图表和文件展示。

总的来说，基于传感技术和无线通信技术的卷烟质检数据采集方案，可以实现更加高效和精准的数据采集和处理过程，同时，数据展示模块可以实现实时监控和数据分析，提高生产效率和质量，降低生产成本。

3.2 系统模块设计

该方案主要包含以下几个模块：

3.2.1 传感器模块。传感器模块是整个数据采集过程中最基础的模块。根据用户需求，选择合适的传感器类型（如温度、湿度、氧气含量、烟气成分检测等），并进行安装、调试、和校准等预处理，确保其采集到的数据可靠性。

3.2.2 数据采集模块。数据采集模块主要包括数据采集记录设备、传感器采集数据的数字信号处理单元及无线通信模块。利用无线通信技术，将采集到的数据实时传输到云端数据中心，可以实现便捷、快速、实时的数据采集、传输和存储。

3.2.3 数据处理模块。数据处理模块主要负责将采集到的数据进行整合、处理和存储，数据可以根据不同的用户需求进行定制化处理，确保其准确性和可靠性。

3.2.4 数据展示模块。根据用户需求，将处理后的数据经过分类、筛选、统计等处理，展示在图表或报告中，为用户提供实时的监控画面、统计图表、报告，以满足用户对数据的管理与掌握。

3.3 方案技术应用细节

为了确保卷烟质检数据采集方案的顺利实施，需要详细设计了方案的技术应用细节。下面将对方案的技术应用细节进行具体说明，包括软件和硬件应用细节。

3.3.1 软件应用细节。软件应用细节主要包括采集端和展示端两个方面。

采集端软件部分主要分为4个模块：传感器数据采集模块、数字信号处理模块、数据传输模块和数据库存储模块。

传感器数据采集模块用于采集传感器测量的数据，包括温度、湿度、二氧化碳浓度、烟气成分等数据。采集到的数据将通过数据传输模块传输至数据库存储模块。

数字信号处理模块主要用于对采集到的信号进行处理，包括信号去噪、滤波、数字放大等操作，以保证数据的准确性和可靠性。同时，数字信号处理模块还能进行数据分析和建模，进一步提高数据的价值和应用性。

数据传输模块支持无限方式的数据传输，支持多种传输协议。同时，数据传输模块还支持数据压缩和加密传输，以便于保护数据的安全性和完整性。

数据库存储模块负责采集到的数据存储，同时保证数据的安全性和可靠性，能够应对高数据量和高并发访问的需求。

展示端软件部分主要包括数据分析、数据可视化和数据查询模块。

数据分析模块主要用于对采集到的数据进行分析和建模，为后续业务决策提供数据服务。

数据可视化模块主要用于将数据通过图表、报表和大屏幕展示等方式进行可视化，以便于快速了解和分析数据情况。

数据查询模块支持用户在线对采集到的数据进行查询和分析，支持多种查询方式和查询条件，能够满足用户的不同需求。

3.3.2 硬件应用细节。硬件应用细节主要包括传感器选型、设备布置和设备连接等方面。

传感器选型需要根据具体应用场景进行定制，应选择性能稳定、数据准确、响应速度快的传感器。同时，还应合理配备传感器数量和类型，以便于充分挖掘数据的潜力和价值。

设备布置需要合理规划和配置，将数据采集设备和信号处理设备布置在合适的位置，同时保证传输线路的通畅性和设备的安全性。

设备连接需要采用合适的连接方式和协议，确保设备之间的数据传输和通信的顺畅性和可靠性。同时，连接方式和协议还应考虑设备的安全性和可维护性等因素，以便于对设备进行远程维护和管理。

4 结束语

总之，通过本次卷烟质检数据采集方法应用研究，希望为相关企业和管理者提供了有价值的经验和启示。相信随着科技的不断进步和数据采集方法的不断创新，数据采集的效率和精度会不断提高，为推进企业数字化转型提供更多有力的支撑。