一种基于物联网的灵芝加工用调控系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了灵芝加工技术领域的一种基于物联网的灵芝加工用调控系统及方法，包括：样本库模块，通过设置三维虚拟灵芝等级模型建立样本库，基于样本库得到不同等级灵芝的预计加热烘干速度

【技术实现步骤摘要】
一种基于物联网的灵芝加工用调控系统及方法


[0001]本专利技术涉及灵芝加工
，具体为一种基于物联网的灵芝加工用调控系统及方法
。

技术介绍

[0002]灵芝作为一种药用真菌，通常生长在腐烂的树桩或树枝上，灵芝能够分泌一种酶用以分解木质纤维，使其变成可吸收的糖类；现代药理学与临床实践进一步证实了灵芝的药理作用
。
[0003]随着物联网技术的发展，通过物联网的调控系统可以实现对加工工序设备的监控和管理，以提高设备的运行效率和产品质量，随着工业的发展，物联网也逐渐应用到灵芝加工领域；在灵芝加工领域中，对灵芝的加工方式包括研磨打粉
、
制成灵芝蜜
、
整枝烘干
、
切片烘干
、
自然晾晒等；其中，整枝灵芝烘干能够保持灵芝的全貌和自然状态，能够更好地保留灵芝的原有形态和质地，较容易展示灵芝的优点
。
[0004]现有的多个灵芝在进行整枝烘干时，容易存在以下问题：
1、
当不同体积大小的灵芝混在同一批次进行烘干时，容易导致灵芝的烘干成品品质优劣不一；
2、
当对灵芝停止烘干时，烘干设备上的余热仍对灵芝起到一定的烘干作用，容易导致灵芝过度烘干，进而影响灵芝的品质
。
[0005]为此我们提出一种基于物联网的灵芝加工用调控系统及方法用于解决上述问题
。

技术实现思路

[0006]针对现有技术存在的不同体积大小的灵芝混在同一批次进行烘干容易导致灵芝成品优劣不一
、
余热影响灵芝的品质的问题，本专利技术的目的在于提供一种基于物联网的灵芝加工用调控系统及方法，实现不同等级灵芝的烘干成品品质稳定，且避免余热影响灵芝的品质
。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于物联网的灵芝加工用调控系统，该系统包括：样本库模块，通过设置三维虚拟灵芝等级模型建立样本库，基于样本库得到不同等级灵芝的预计加热烘干速度
、
预计余热烘干速度
、
预计加热烘干时间
、
预计余热烘干时间；等级划分模块，基于灵芝加工工序获得映射灵芝，通过映射灵芝与三维虚拟灵芝等级模型比对确定灵芝等级，将同等级灵芝归为同批次，按照同批次对灵芝进行烘干；预测模块，通过样本库确定当前批次灵芝的预计加热烘干速度和预计余热烘干速度，得到当前批次灵芝的预计总损失重量，设置时间间隔，得到当前批次灵芝一个时间间隔内的预计损失重量；监测模块，通过时间间隔，得到一个时间间隔内当前批次灵芝的实际加热烘干速度和实际损失重量；
调控模块，通过一个时间间隔内当前批次灵芝的实际损失重量与预计损失重量的差值，判定是否选择调控公式
。
[0008]优选的，所述基于样本库得到不同等级灵芝的预计加热烘干速度
、
预计余热烘干速度
、
预计加热烘干时间
、
预计余热烘干时间的步骤，包括，
S10、
预设一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝的体积范围，一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝的体积范围依次等比缩小；一等灵芝的体积范围为
J1
＞
TJ1≥J2
，二等灵芝的体积范围为
J2
＞
TJ2≥J3
，三等灵芝的体积范围为
J3
＞
TJ3≥J4
，四等灵芝的体积范围为
J4
＞
TJ4≥J5
，五等灵芝的体积范围为
J5
＞
TJ5≥J6
，
J1
＞
J2
＞
J3
＞
J4
＞
J5
＞
J6
，且
J1、J2、J3、J4、J5、J6
中相邻两个参数的差相同，
TJ1、TJ2、TJ3、TJ4、TJ5分别代表一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝的体积，其中，
J1、J2、J3、J4、J5、J6
的数值可由使用者根据实际加工情况自行设定；三维虚拟灵芝等级模型的体积为一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝对应体积范围的中位数，例如，一等灵芝体积范围的中位数为（
J1+J2
）
/2
，中位数取值通过四舍五入法取小数点后一位数；三维虚拟灵芝等级模型的建立包括，取同一等级体积范围中位数对应的多个灵芝，通过三维摄像机对同等级的灵芝进行拍摄，并通过数字孪生技术一比一获得映射模型，通过欧式距离算法选择多个灵芝中体积重合度最高的映射模型，这个映射模型即为同等级灵芝的三维虚拟灵芝等级模型；样本库由不同等级的三维虚拟灵芝等级模型以及灵芝菌盖表面的裂隙特征和虫眼特征构建而成；
S11、
选择一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝对应体积范围中位数的灵芝分别为
N
个，设定不同的烘干参数分别按照不同等级
/
批次进行烘干；同等级的归为同批次，烘干参数包括烘干温度
、
加热烘干时间
、
烘干风速以及相邻灵芝间隙值，具体烘干参数可由使用者根据实际加工情况自行设定；
S12、
记录不同等级灵芝在烘干初始
、
烘干中途
、
停止烘干
、
彻底冷却的重量值，生成灵芝在烘干初始至彻底冷却的灵芝总重量变化图，其中，灵芝重量变化图以时间为
X
轴，以灵芝总重量为
Y
轴；
S13、
记录不同等级灵芝含水量均降至
12%
～
13%
且灵芝表面无碳化的最短加热烘干时间，最短加热烘干时间记为，那么，同等级灵芝的预计加热烘干速度公式为：，同等级灵芝的预计余热烘干速度公式为：，将的差值记为，将的差值记为，那么，在去除余热烘干的损失重量时，同等级灵芝的预计加热烘干时间公式为：
，其中，为单个灵芝的预计加热烘干速度，预计加热烘干速度通过单位时间内单个灵芝的重量变化值表示；为同等级灵芝烘干初始时的重量；为同等级灵芝停止烘干时的重量；为同等级灵芝的数量；为单个灵芝的预计余热烘干速度；为同等级灵芝在彻底冷却时的重量；为预计余热烘干时间；为同等级单个灵芝体积与重量差值的修正系数；越小则对应的同等级灵芝的体积与重量差值较小，则其对应的单位时间内越准确；为同等级灵芝在烘干初始时至停止烘干时的重量变化值
/
重量损失值，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于物联网的灵芝加工用调控系统，其特征在于，包括：样本库模块，通过设置三维虚拟灵芝等级模型建立样本库，基于样本库得到不同等级灵芝的预计加热烘干速度
、
预计余热烘干速度
、
预计加热烘干时间
、
预计余热烘干时间；等级划分模块，基于灵芝加工工序获得映射灵芝，通过映射灵芝与三维虚拟灵芝等级模型比对确定灵芝等级，将同等级灵芝归为同批次，按照同批次对灵芝进行烘干；预测模块，通过样本库确定当前批次灵芝的预计加热烘干速度和预计余热烘干速度，得到当前批次灵芝的预计总损失重量，设置时间间隔，得到当前批次灵芝一个时间间隔内的预计损失重量；监测模块，通过时间间隔，得到一个时间间隔内当前批次灵芝的实际加热烘干速度和实际损失重量；调控模块，通过一个时间间隔内当前批次灵芝的实际损失重量与预计损失重量的差值，判定是否选择调控公式
。2.
根据权利要求1所述的一种基于物联网的灵芝加工用调控系统，其特征在于：所述基于样本库得到不同等级灵芝的预计加热烘干速度
、
预计余热烘干速度
、
预计加热烘干时间
、
预计余热烘干时间的步骤，包括，
S10、
预设一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝的体积范围，一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝的体积范围依次等比例缩小，三维虚拟灵芝等级模型的体积为一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝对应体积范围的中位数；
S11、
选择一等
、
二等
、
三等
、
四等
、
五等灵芝对应体积范围中位数的灵芝分别为
N
个，按照灵芝的不同等级设定不同的烘干参数进行烘干；
S12、
记录不同等级灵芝在烘干初始
、
烘干中途
、
停止烘干
、
彻底冷却的重量值，生成灵芝在烘干初始至彻底冷却的灵芝总重量变化图；
S13、
记录不同等级灵芝含水量均降至
12%
～
13%
且灵芝表面无碳化的最短加热烘干时间，最短加热烘干时间记为，那么，同等级灵芝的预计加热烘干速度公式为：，同等级灵芝的预计余热烘干速度公式为：，将的差值记为，将的差值记为，那么，在去除余热烘干的损失重量时，同等级灵芝的预计加热烘干时间公式为：，其中，为单个灵芝的预计加热烘干速度，预计加热烘干速度通过单位时间内单个
灵芝的重量变化值表示；为同等级灵芝烘干初始时的重量；为同等级灵芝停止烘干时的重量；为同等级灵芝的数量；为单个灵芝的预计余热烘干速度；为同等级灵芝在彻底冷却时的重量；为预计余热烘干时间；为同等级单个灵芝体积与重量差值的修正系数；
S14、
根据上述公式，得到样本库中不同等级灵芝的预计加热烘干速度
、
预计余热烘干速度
、
预计加热烘干时间
。3.
根据权利要求1所述的一种基于物联网的灵芝加工用调控系统，其特征在于：所述基于灵芝加工工序获得映射灵芝，通过映射灵芝与三维虚拟灵芝等级模型比对确定灵芝等级的步骤，包括，
S20、
通过三维摄像机对经加工工序设备输送的待加工灵芝进行一一拍摄，拍摄的灵芝记为被拍摄灵芝；
S21、
被拍摄灵芝通过一比一映射至虚拟空间内，映射的灵芝记为映射灵芝，将映射灵芝与虚拟空间内的三维虚拟灵芝等级模型进行体积比对；
S22、
选择映射灵芝与三维虚拟灵芝等级模型体积比对差值最小的模型，将体积比对差值最小的模型定为该映射灵芝对应的等级，记为初步等级灵芝；
S23、
通过灵芝菌盖表面的裂隙特征和虫眼特征对初步等级灵芝进行再次划分，确定灵芝最终等级
。4.
根据权利要求3所述的一种基于物联网的灵芝加工用调控系统，其特征在于：所述确定灵芝的最终等级的步骤，包括，
S230、
通过样本库调出灵芝菌盖表面的裂隙特征和虫眼特征；
S231、
将初步等级灵芝的菌盖表面与裂隙特征
、
虫眼特征分别进行相似度比对，当其相似度比对结果达到
70%
及以...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨善银，孙绪春，孙文静，李芳，侯靖靖，
申请(专利权)人：山东瑞芝生物科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：