1. 系统方案
1.0. 系统概述
在白酒发酵中，窖池内的酿酒微生物随发酵进程消长，代谢生成各种呈香呈味物质，决定了酒的品质。温度对微生物生长代谢有重要的影响，所以准确、完整地监测和控制酒窖池内部温度，具有重大意义。
目前，我国大部分白酒厂采用人工测量的方式来监测酒窖池内部温度，人工测量的缺点如下：
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窖池数量大，人工巡检方式不可能在同一时间内测量所有窖池温度，造成不同窖池间温度数据的可比性差。
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人工测量不能保证每次测量的位置完全相同，所以造成同一窖池温度数据的可比性差。
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人工测量的准确性很大程度依赖操作人员的责任心，存在不确定性。
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人工测量操作和数据的收集整理，耗费大量的人力和时间。
针对以上痛点，公司开发了该窖池无线温度监测管理系统，本系统彻底解决了以上问题，系统由无线多点测温杆、无线数据传输设备和监测软件组成。无线多点测温杆是可移动设备，窖池发酵期间插入窖池内，可以分别测量从上到下多达6个点的温度，并通过无线信号发射给监控中心的监测软件；监测软件用于在线监测所有窖池的实时温度，并自动储存所有数据，具有如下功能：
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窖池温度数据连续自动记录和存储，实时显示温度数据和曲线，历史数据和曲线显示，历史数据导出Excel格式；
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不同批次窖池温度历史数据对比、大数据分析；
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可设定低温、高温报警并自动进行声、光报警提示。提供电池低电量报警功能
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用户通过电脑或手机访问窖池温度监测管理软件。支持用户权限管理，保证不同层级人员访问不同层级的数据，提高数据的安全性及私密性
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关联出、入池酒糟参数：酸度、水份、淀粉、残糖、破碎度、蒸馏汽压、酒精度、出酒率、优级率；
酒厂获得的好处：
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通过酿造工艺数据的收集，将酿造人工经验转换为标准的数据模型和工艺流程，用于指导生产。这样酒的品质不再过度依赖高级技师的经验，有效降低人工成本，缩短技师培养周期，缓解招工难的问题。
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及时全面的发现酿造过程中的异常，防止出现不良产品降低酒的品质，保证酒品质量的稳定性，提升品牌价值。
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实现生产工艺的标准化，有利于实现自动化生产，减少人工。
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实现生产工艺数据的大数据分析，研究酿酒技艺的内在规律，提升企业酿造技术，成为白酒领域的专家。
1.1 现场实景图
   
  
1.2 系统组成和拓扑图
系统框图如下图所示：
系统主要设备包括：
无线测温杆、工业网关、现场显示屏和集中监测管理计算机。无线测温杆用来测量窖池温度；工业网关用来接收现场测温杆的测温数据，并汇报给现场显示屏和集中监测管理电脑。
本套系统采用物联网470MHz开放频段，抗干扰能力强，信号稳定，传输距离远，穿透能力强，覆盖面广，十分适合多楼层以及强干扰的特殊环境使用。
1.3 系统亮点
该窖池测温综合管控系统实现连续自动监测窖池的温度，提供历史数据曲线及列表展示，批次历史数据比对，实时数据显示，可设置高低温报警，电池电量报警等功能。
与市面上其他厂家的产品相比，我们的产品具有如下独特亮点：
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卓越抗干扰能力：公司的产品由于采用了先进的扩频通信抗干扰技术，系统可以抵抗如对讲机等无线发射设备带来的强干扰。
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超长的无线传输距离：公司的产品具有开阔地带6km的超长传输距离，在有建筑物的厂区环境可以达到1~3km。
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优秀的穿透能力：传感器探头发出的无线信号，可以有效穿透多达6堵墙壁。
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无线传输基本不需要中继器，组网简单可靠，系统运行稳定。
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系统提供权限管理，公司副总以上人员可以查看整个公司的数据，方便管理者掌控全局信息。各车间主任可以查看本车间的所有数据。系统管理员可以增加删除各种权限的用户，提高数据的安全性及私密性。
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可以对批次历史数据进行曲线比对，分析温度变化对出酒质量的影响，帮助酿酒人员提高酒的品质。
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系统采用模块化设计，有优秀的可扩展能力，方便用户后期升级维护。
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公司距离用户现场很近，系统出现故障时售后服务人员可以迅速赶赴现场进行现场维修和技术支持等服务
1.4 系统设计
系统设计中，在不降低整个系统性能的基础上，尽可能地利用现有模块和部件，采用先进的高集成化设计，从总体结构的规划和设备的选型保证系统的可靠和稳定，整个系统具有技术的先进性、优异的可靠性、灵活的可扩展性及可操作性。
系统设计具有如下特点：
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传感器探头功耗低：传感器电池寿命可达2年。
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最大支持每个测温杆6个通道的温度数据采集。
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采用高精度温度传感器，探测精度0.5摄氏度，分辨率0.1摄氏度，测量范围-20-100摄氏度。
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采用进口军品级芯片，保证在复杂环境条件下稳定可靠的工作。工作温度-10-100摄氏度。
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探测器自带存储设备，停电可自行保留数据，待电力恢复再自动上传，可以不使用UPS仍能正常的进行温度数据记录。
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系统容量大，一套系统可以容纳上万个窖池。
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探头采用304不锈钢，耐酸性，无析出，属于食品卫生级材料。
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系统支持多种设备访问，如：手机、平板、办公电脑
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系统部署部署简单，部署后，系统在企业内部局域网内均可登录，同时支持互联网远程访问；
1.5 硬件性能及技术指标
（1）测温杆
用途： 用于测量窖池上中下共6个点的温度。
基本性能： 探杆长度2.7米；每根均匀分布6个测温传感器；一体式结构设计；自带显示屏，可本地显示实时温度值和电池电量；锂电池使用寿命1年以上。
工作温度：-10°C--100°C
测量精度：+/- 0.5°C
分辩率：0.1°C
测量范围：-20°C--100°C
探针材质：304不锈钢
发射功率：10dBm-20dBm（软件可设置）
设备编号：软件可设置。
采集周期：5分钟-6小时软件可设置
工作频段：软件可设置
发射距离： <6000米
（2）触屏式监测器
用途： 安放于厂房内，用于显示所属班组的窖池实时温度及曲线，进行出入池操作。
基本性能：显示现场各测温点数量，满足实时数据显示，历史曲线查询。传感器值超限报警，电池电量报警等功能。
通讯接口： RJ45接口、串口、USB、无线wifi、外扩上网卡.
屏幕尺寸：10寸触摸屏
工作温度：-40℃～+85℃
（3）工业网关
工业网关是整个网络的数据汇聚节点，作为网关连接到计算机，与计算机通讯；
无线通讯，最大通讯距离6000米（开阔地）；
电源：采用220V交流转9V的电源适配器供电，平均功耗<5W；
外壳设计：金属外壳，防干扰设计。
工作温度范围：-40~85℃，湿度0~95%
设备编号：软件可设置
天线接口方式：SMA标准天线接口
抗干扰：手机频率、政府无线频率、铁路通信频率、无线WIFI频率等常用频率抗干扰。
联网方式：可以同时支持 10/100M 以太网连接和2G/3G/4G 全网通连接，并可以进行无缝切换
（4）电脑
用途： 用于安装控制软件查阅窖池温度实时数据，历史数据， 曲线图查阅等。
1.6 控制系统功能
控制系统由后台监测程序（数据获取），数据库（数据处理），前台应用程序（数据应用及表达）三部分组成，实现窖池温度的实时获取、显示、超标报警、存储、图表查询、历史记录查询等功能。
基本功能：
1、软件支持5000个传感器的数据接入；
2、窖池温度数据自动记录和存储；
3、窖池温度数据实时显示与历史查询；
4、窖池温度数据的曲线显示、列表显示；
5、关联出、入池糟参数：酸度、水份、淀粉、残糖、破碎度、蒸馏汽压、酒精度、出酒率、优级率；
6、可设定低温、高温报警并自动进行声、光报警提示。
7、支持用户权限管理，保证层级关系以及提高数据的安全性及私密性
1.7 控制系统软件界面
1) 管理软件登陆界面
测温系统操作人员登录界面，可以设置不同的操作人员权限。
2) 车间管理界面
可以增加、编辑、删除车间。
3) 窖池管理界面
可以增加、编辑、删除选定车间的窖池。
4) 实时温度曲线界面
可以显示从入池开始到当前时间的所有数据，可以在曲线和列表之间切换并提供下载 。
5) 窖池实时温度列表界面
可以显示指定车间或者班组所有窖池的温度数据列表 。
6) 窖池实时温度界面
可以显示指定车间指定班组指定窖池的温度数据
7) 出入池列表界面
可以显示窖池的出入池状态，查询当前窖池各项参数
8) 窖池入池操作界面
对入池的各项参数进行输入，启动测温流程。
9) 窖池出池操作界面
对出池的各项参数进行等级，终止测温流程。
10) 批次数据对比界面
可以选择任意批次、任意车间、任意片区的若干窖池，并对其进行测温数据的对比，在同一列表显示，对异常数据进行大数据分析并标红告警。
11) 批次数据曲线对比界面
可以选择任意批次、任意车间、任意片区的若干窖池，并对其进行测温数据的对比，在同一坐标系显示曲线，对异常数据进行大数据分析并标红告警。
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