本發(fā)明涉及烤煙房監(jiān)控技術領域，更具體地，涉及一種烤煙車間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)。

背景技術：

現(xiàn)代化的烤煙工藝已經(jīng)從完全人工方式逐漸向自動化方式轉變。在現(xiàn)有技術中已經(jīng)公開了一些自動化控制溫度和濕度，例如申請?zhí)枮镃N201510498002.2的發(fā)明專利申請公開的適用于多個烤煙房的溫濕度遠程監(jiān)控系統(tǒng)，但實際上，烤煙師傅的經(jīng)驗和觀察仍然顯得十分重要。

考慮到運輸成本、廠房費用、環(huán)境污染造成的影響等方面的因素，烤煙房一般都設置在距離煙葉產地較近的偏遠區(qū)域，現(xiàn)場觸摸各個烘烤環(huán)節(jié)的煙葉已經(jīng)不易實現(xiàn)，一些烤煙房已經(jīng)嘗試采用拍攝照片的方式將煙葉在不同烘烤階段的照片傳遞給遠程的烤煙師傅供其提供指導。

然而，一方面，通常的拍攝技術無法確保從烤煙房傳輸?shù)竭h程溫度和濕度監(jiān)控端的照片的清晰度，以至于烤煙師傅也可能由于拍照環(huán)境的亮度和光照均勻性、照片的色差、飽和度等因素而做出錯誤的判斷。另一方面，這種在特定環(huán)節(jié)中希望烤煙師傅通過觀察煙葉在各個烘烤階段的變化確保溫度和濕度調節(jié)以及烘烤進度調節(jié)的準確性的做法，在烤煙工藝過程需要耗費烤煙師傅的大量時間和精力，當代社會生活環(huán)境下的烤煙師傅無法全天候堅守在監(jiān)控端的大型電子顯示屏附近查看圖片，以至于不利于生產進度的調整以及突發(fā)事件的及時處理。

此外，烤煙工藝出現(xiàn)了使用分布式加熱管等加熱單元構成的烤房加熱系統(tǒng)，對于加熱的精度提出了越來越高的要求，期望的是能夠自動地識別出加熱單元出現(xiàn)故障的位置。

技術實現(xiàn)要素：

為了減小烤煙工藝中溫濕度控制中所需的人工參與度，同時確保不同烘烤階段下所需的溫度和濕度的控制準確度，以及自動地查找到故障加熱單元，本發(fā)明提供了一種烤煙車間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

三維幾何形狀信息確定單元，用于獲得烤房內待分析煙葉的三維幾何形狀信息；

仿真感應單元設置單元，用于根據(jù)所述三維幾何形狀信息，設置多個溫濕度、表面張力和內部應力的仿真感應單元；

首次檢測單元，用于使所述仿真感應單元對各待檢測點的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息進行檢測，且基于所述仿真感應單元生成待分析煙葉的仿真圖像，所述仿真圖像與所述溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息被傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器；

加熱單元存在故障判斷單元，用于使所述遠程根據(jù)接收到的信息對所述待分析煙葉進行數(shù)據(jù)篩選，進而確定烤房中的加熱單元是否存在故障；

再次檢測單元，用于當存在故障時，再次通過仿真感應單元獲得烤房內關于待分析煙葉的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息，并通過烤房內設置的氣體傳感器獲得此時烤房空氣污染參數(shù)；

監(jiān)測告警單元，用于根據(jù)所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的數(shù)據(jù)對所述待分析煙葉進行溫濕度分析，分析出現(xiàn)故障的加熱單元的位置，并根據(jù)出現(xiàn)故障的加熱單元的位置和烤房空氣污染參數(shù)是否超過預設閾值進行烤房加熱單元故障告警和空氣污染超標告警。

進一步地，所述三維幾何形狀信息確定單元包括：

三維幾何形狀信息采集子單元，用于在烤房內烘烤工藝開始前，利用三維照相設備對待分析煙葉進行三維幾何形狀信息的采集；

三維幾何形狀信息傳輸子單元，用于將采集到的三維幾何形狀信息傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器；

原始三維幾何模型生成子單元，用于使所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器根據(jù)所述三維照相設備的采集結果對所述待分析煙葉重建三維幾何模型，得到原始三維幾何模型；

檢測點設置子單元，用于使所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器根據(jù)所述待分析煙葉的紋理走向和與煙葉邊緣的距離，在所述原始三維幾何模型上對應地設置多個檢測點；

待檢測三維幾何模型確定子單元，用于使所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器將設置有所述多個檢測點的原始三維幾何模型傳輸給烤房，得到待檢測三維幾何模型；

檢測點位置標記子單元，用于使所述待分析煙葉在烤房被根據(jù)接收到的待檢測三維幾何模型標記所述多個檢測點的位置。

進一步地，所述仿真感應單元設置單元用于根據(jù)所述三維幾何形狀信息，設置多個溫濕度、表面張力和內部應力的仿真感應單元包括：

在待分析煙葉表面和內部的所述各檢測點的位置分別設置多個溫度仿真感應單元、多個濕度仿真感應單元和多個應力仿真感應單元，且在每個檢測點的位置處均設置有一個所述溫度仿真感應單元、一個濕度仿真感應單元和一個應力仿真感應單元，且每個檢測點的位置處設置的所述溫度仿真感應單元、濕度仿真感應單元和應力仿真感應單元彼此不同。

進一步地，所述首次檢測單元包括：

有線數(shù)據(jù)傳輸線纜設置子單元，用于在所述仿真感應單元內集成有線數(shù)據(jù)傳輸線纜，以輸出該仿真感應單元檢測到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息；

數(shù)據(jù)采集單元，被設置在烤房外且其輸入接口與所述各個仿真感應單元通過所述有線數(shù)據(jù)傳輸線纜連接；

位置編號設置子單元，用于在所述數(shù)據(jù)采集單元與各有線數(shù)據(jù)傳輸線纜之間，并聯(lián)多個位置編碼單元，所述位置編碼單元存儲有多個表示所述待檢測三維幾何模型的待檢測點的位置的位置編號，且各位置編號與各待檢測點一一對應；

待分析煙葉信息獲取子單元，用于分別采集所述溫度仿真感應單元、濕度仿真感應單元和應力仿真感應單元的輸出信號，獲得所述待分析煙葉在不同時刻的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息；

信息存儲子單元，用于將檢測到的所述溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息連同檢測這些信息時的時刻信息和這些信息所來自的檢測點的位置編號共同存儲到存儲器中；

仿真圖像獲取子單元，用于使所述三維照相設備對所述待分析煙葉進行拍照，獲得仿真圖像；

信息發(fā)送子單元，用于將所述仿真圖像、所述存儲器中存儲的所述溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息以及與這些信息的檢測時間對應的時刻信息和這些信息所來自的檢測點的位置編號共同傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器。

進一步地，所述加熱單元存在故障判斷單元包括：

第一參考因子集合產生子單元，用于以自烤房傳輸?shù)男畔⒅蝎@得的檢測點的位置編號為第一索引，將在各所述待檢測點檢測得到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息共同形成第一參考因子集合；

第二參考因子集合產生子單元，用于在具有相同第一索引的第一參考因子集合中，以檢測各所述待檢測點時的時刻信息為第二索引，將在各所述待檢測點檢測得到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息共同行程第二參考因子集合；

擬合子單元，用于將具有相同的第一索引中的位置Pi的、在t個連續(xù)的時刻信息檢測得到的第二參考因子集合中的溫度狀態(tài)信息T_t曲線、濕度狀態(tài)信息W_t曲線、表面張力信息SurForce_t曲線和內部應力信息InternalForce_t曲線分別進行擬合，獲得第t+1個時刻的溫度值T_t+1、濕度值W_t+1、表面張力值SurForce_t+1和內部應力值InternalForce_t+1，所述t個連續(xù)的時刻信息為間隔不等的時間點；

基于空間距離的集合確定子單元，用于根據(jù)待檢測三維幾何模型，對與所述Pi表示的檢測點位置檢索空間距離小于第一預設閾值的其他檢測點位置集合，并設該集合對應的第一索引為集合P_N1，以及檢索與所述Pi表示的檢測點位置之間的空間距離大于第一預設閾值且小于第二預設閾值的其他檢測點位置集合，并設該集合對應的第二索引為集合P_N2；

均方差確定子單元，用于根據(jù)待檢測三維幾何模型，對所述集合P_N1表示的檢測點位置根據(jù)t個連續(xù)的時刻信息檢測到溫度、濕度、表面張力和內部應力計算得到第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值，并確定所述Pi表示的檢測點位置對應的t+1時刻的溫度值T_t+1、濕度值W_t+1、表面張力值SurForce_t+1和內部應力值InternalForce_t+1分別與所述第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值之間的溫度均方差E_溫、濕度均方差E_濕、表面張力均方差E_表面張力、內部應力均方差E_應力；同理，根據(jù)所述集合P_N2表示的檢測點位置計算得到的第二溫度平均值、第二濕度平均值、第二表面張力平均值和第二內部應力平均值，確定這四個平均值分別與所述第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值之間的溫度均方差E’_溫、濕度均方差E’_濕、表面張力均方差E’_表面張力、內部應力均方差E’_應力；

加熱單元故障判定子單元，用于當E’_表面張力大于預設表面張力值且E’_應力大于預設內部應力值時，確定所述集合P_N2表示的檢測點位置對應的檢測點處出現(xiàn)待分析煙葉斷裂的情形，此時從遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的來自烤房的信息中去掉關于所述P_N2表示的檢測點對應的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息；否則，當E_表面張力大于預設表面張力值且E_應力大于預設內部應力值時，確定所述集合P_N1表示的檢測點位置對應的檢測點處出現(xiàn)待分析煙葉斷裂的情形，此時從遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的來自烤房的信息中去掉關于所述P_N1表示的檢測點對應的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息；否則，當E_溫與E’_溫之間的差值K₁以及E_濕與E’_濕之間的差值K₂均超過預設閾值時，確定在所述Pi表示的檢測點位置檢測到的溫度與濕度值與其周圍檢測點的溫度和濕度的差異變化趨勢不同，在所述Pi表示的檢測點周圍存在加熱不均勻情形，即所述Pi表示的檢測點位置自身及其周圍的檢測點位置對應的加熱單元出現(xiàn)故障。

進一步地，所述再次檢測單元包括：

溫度改變子單元，用于使所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器向所述烤房的加熱單元發(fā)出升高加熱溫度的指令，使烤房內的溫度升高；

溫度和濕度值再次獲得子單元，用于再次通過仿真感應單元獲得烤房內關于待分析煙葉的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息，并通過烤房內設置的氣體傳感器獲得此時烤房空氣污染參數(shù)，使得遠程溫濕度監(jiān)控服務器再次獲得位置P_N1表示的檢測點的溫度和濕度值及其周圍的集合P_N2表示的檢測點的溫度和濕度值。

進一步地，所述監(jiān)測告警單元包括：

故障加熱單元位置確定子單元，用于對于遠程溫濕度監(jiān)控服務器再次獲得的位置P_N1表示的檢測點的溫度和濕度值及其周圍的集合P_N2表示的檢測點的溫度和濕度值，確定各個檢測點對應的溫度值隨時間的變化的速率與其濕度值隨時間的變化速率的標準差之間的差值是否超過預設閾值，并確定對于其中超過預設閾值的檢測點對應的加熱單元為發(fā)生故障的加熱單元，即確定出現(xiàn)故障的加熱單元的位置；

告警子單元，用于根據(jù)出現(xiàn)故障的加熱單元的位置和烤房空氣污染參數(shù)是否超過預設閾值進行烤房加熱單元故障告警和空氣污染超標告警。

進一步地，所述仿真感應單元包括：第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第六晶體管、第七晶體管、第八晶體管、第九晶體管、第十晶體管、第十一晶體管、第一電容、第二電容、第一LED燈、第二LED燈、溫度傳感器、濕度傳感器、第一時鐘、第二時鐘和第三時鐘，所述溫度傳感器的數(shù)據(jù)輸出端通過第一電容連接到第一晶體管的源極，第一晶體管的漏極連接第六晶體管的源極，第一晶體管的基極連接第二晶體管的漏極，第二晶體管的源極連接第三晶體管的漏極，第三晶體管的源極連接第十一晶體管的基極，第一晶體管的基極還連接第二晶體管的基極，第二晶體管的基極連接第一時鐘、第十二晶體管的基極以及第十一晶體管的源極，第十二晶體管的源極連接濕度傳感器的輸出，第十二晶體管的漏極連接第一LED燈，第十一晶體管的漏極分別連接晶體管的源極和第十晶體管的源極，第十晶體管的基極連接第五晶體管的漏極，第十晶體管的漏極連接第九晶體管的源極，第九晶體管的基極連接第七晶體管的基極和第六晶體管的漏極，第八晶體管的漏極連接第二LED燈和第四晶體管的漏極，第四晶體管的源極通過第二電容連接第三時鐘和第四晶體管的基極，第四晶體管的基極還連接第五晶體管的源極，第四晶體管的源極還連接第三晶體管的基極以及第八晶體管的基極，第九晶體管的漏極連接第七晶體管的源極，第七晶體管的漏極連接第六晶體管的基極。

進一步地，所述空氣污染參數(shù)包括二氧化硫濃度。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明能夠避免通過現(xiàn)有技術中對于照相技術的改進造成的成本浪費、數(shù)據(jù)傳輸量巨大、色彩失真難以避免等問題，能夠幫助遠程烤煙師傅通過LED燈的明亮程度直觀而且相對現(xiàn)有技術而言更準確地判斷當前煙葉的烘烤狀態(tài)和烤煙車間環(huán)境污染程度。

(2)能夠基于煙葉烘烤過程中發(fā)生的斷裂造成的表面張力、內部應力的變化情況以及溫度和濕度隨時間的變化情況，自動化地判斷出現(xiàn)故障的加熱單元，無論烤房中的加熱單元采用陣列式還是其他樣式構成分布式加熱單元。

(3)設計了能夠被制作得體積小巧、功能豐富而強大的、產生仿真圖像的感應單元，進而避免了直接拍照產生的難題，能夠通過三維照相使得烤煙師傅清楚、直觀地了解到當前待分析煙葉的溫度和濕度分布情況。

(4)不涉及對圖像處理等復雜操作，占用遠程溫濕度監(jiān)控服務器(例如采用服務器計算機)的資源問題得以徹底改善，數(shù)據(jù)處理過程簡單，數(shù)據(jù)處理快速。

附圖說明

圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的烤煙車間環(huán)境監(jiān)測方法的流程框圖。

圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的烤煙車間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的組成框圖。

圖3示出了仿真感應單元的電路圖。

具體實施方式

如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明一方面的優(yōu)選實施例，提供了一種烤煙車間環(huán)境監(jiān)測方法，包括：

(1)獲得烤房內待分析煙葉的三維幾何形狀信息；

(2)根據(jù)所述三維幾何形狀信息，設置多個溫濕度、表面張力和內部應力的仿真感應單元；

(3)所述仿真感應單元對各待檢測點的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息進行檢測，且基于所述仿真感應單元生成待分析煙葉的仿真圖像，所述仿真圖像與所述溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息被傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器；

(4)所述遠程根據(jù)接收到的信息對所述待分析煙葉進行數(shù)據(jù)篩選，進而確定烤房中的加熱單元是否存在故障；

(5)當存在故障時，再次通過仿真感應單元獲得烤房內關于待分析煙葉的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息，并通過烤房內設置的氣體傳感器獲得此時烤房空氣污染參數(shù)；

(6)根據(jù)所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的數(shù)據(jù)對所述待分析煙葉進行溫濕度分析，分析出現(xiàn)故障的加熱單元的位置，并根據(jù)出現(xiàn)故障的加熱單元的位置和烤房空氣污染參數(shù)是否超過預設閾值進行烤房加熱單元故障告警和空氣污染超標告警。

優(yōu)選地，所述步驟(1)包括：

(11)在烤房內烘烤工藝開始前，利用三維照相設備對待分析煙葉進行三維幾何形狀信息的采集；

(12)將采集到的三維幾何形狀信息傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器；

(13)所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器根據(jù)所述三維照相設備的采集結果對所述待分析煙葉重建三維幾何模型，得到原始三維幾何模型；

(14)所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器根據(jù)所述待分析煙葉的紋理走向和與煙葉邊緣的距離，在所述原始三維幾何模型上對應地設置多個檢測點；

(15)所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器將設置有所述多個檢測點的原始三維幾何模型傳輸給烤房，得到待檢測三維幾何模型；

(16)所述待分析煙葉在烤房被根據(jù)接收到的待檢測三維幾何模型標記所述多個檢測點的位置。

優(yōu)選地，所述步驟(2)包括：

在待分析煙葉表面和內部的所述各檢測點的位置分別設置多個溫度仿真感應單元、多個濕度仿真感應單元和多個應力仿真感應單元，且在每個檢測點的位置處均設置有一個所述溫度仿真感應單元、一個濕度仿真感應單元和一個應力仿真感應單元，且每個檢測點的位置處設置的所述溫度仿真感應單元、濕度仿真感應單元和應力仿真感應單元彼此不同。

優(yōu)選地，所述步驟(3)包括：

(31)在所述仿真感應單元內集成有線數(shù)據(jù)傳輸線纜，用于輸出該仿真感應單元檢測到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息；

(32)在烤房外設置數(shù)據(jù)采集單元，所述數(shù)據(jù)采集單元的輸入接口與所述各個仿真感應單元通過所述有線數(shù)據(jù)傳輸線纜連接；

(33)在所述數(shù)據(jù)采集單元與各有線數(shù)據(jù)傳輸線纜之間，并聯(lián)多個位置編碼單元，所述位置編碼單元存儲有多個表示所述待檢測三維幾何模型的待檢測點的位置的位置編號，且各位置編號與各待檢測點一一對應；

(34)分別采集所述溫度仿真感應單元、濕度仿真感應單元和應力仿真感應單元的輸出信號，獲得所述待分析煙葉在不同時刻的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息；

(35)將檢測到的所述溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息連同檢測這些信息時的時刻信息和這些信息所來自的檢測點的位置編號共同存儲到存儲器中；

(36)所述三維照相設備對所述待分析煙葉進行拍照，獲得仿真圖像；

(37)將所述仿真圖像、所述存儲器中存儲的所述溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息以及與這些信息的檢測時間對應的時刻信息和這些信息所來自的檢測點的位置編號共同傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器。

優(yōu)選地，所述步驟(4)包括：

(41)以自烤房傳輸?shù)男畔⒅蝎@得的檢測點的位置編號為第一索引，將在各所述待檢測點檢測得到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息共同形成第一參考因子集合；

(42)在具有相同第一索引的第一參考因子集合中，以檢測各所述待檢測點時的時刻信息為第二索引，將在各所述待檢測點檢測得到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息共同行程第二參考因子集合；

(43)將具有相同的第一索引中的位置Pi的、在t個連續(xù)的時刻信息檢測得到的第二參考因子集合中的溫度狀態(tài)信息T_t曲線、濕度狀態(tài)信息W_t曲線、表面張力信息SurForce_t曲線和內部應力信息InternalForce_t曲線分別進行擬合，獲得第t+1個時刻的溫度值T_t+1、濕度值W_t+1、表面張力值SurForce_t+1和內部應力值InternalForce_t+1，所述t個連續(xù)的時刻信息為間隔不等的時間點；

(44)根據(jù)待檢測三維幾何模型，對與所述Pi表示的檢測點位置檢索空間距離小于第一預設閾值的其他檢測點位置集合，并設該集合對應的第一索引為集合P_N1，以及檢索與所述Pi表示的檢測點位置之間的空間距離大于第一預設閾值且小于第二預設閾值的其他檢測點位置集合，并設該集合對應的第二索引為集合P_N2；

(45)根據(jù)待檢測三維幾何模型，對所述集合P_N1表示的檢測點位置根據(jù)t個連續(xù)的時刻信息檢測到溫度、濕度、表面張力和內部應力計算得到第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值，并確定所述Pi表示的檢測點位置對應的t+1時刻的溫度值T_t+1、濕度值W_t+1、表面張力值SurForce_t+1和內部應力值InternalForce_t+1分別與所述第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值之間的溫度均方差E_溫、濕度均方差E_濕、表面張力均方差E_表面張力、內部應力均方差E_應力；同理，根據(jù)所述集合P_N2表示的檢測點位置計算得到的第二溫度平均值、第二濕度平均值、第二表面張力平均值和第二內部應力平均值，確定這四個平均值分別與所述第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值之間的溫度均方差E’_溫、濕度均方差E’_濕、表面張力均方差E’_表面張力、內部應力均方差E’_應力；

(46)當E’_表面張力大于預設表面張力值且E’_應力大于預設內部應力值時，確定所述集合P_N2表示的檢測點位置對應的檢測點處出現(xiàn)待分析煙葉斷裂的情形，此時從遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的來自烤房的信息中去掉關于所述P_N2表示的檢測點對應的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息；否則，當E_表面張力大于預設表面張力值且E_應力大于預設內部應力值時，確定所述集合P_N1表示的檢測點位置對應的檢測點處出現(xiàn)待分析煙葉斷裂的情形，此時從遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的來自烤房的信息中去掉關于所述P_N1表示的檢測點對應的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息；否則，當E_溫與E’_溫之間的差值K₁以及E_濕與E’_濕之間的差值K₂均超過預設閾值時，確定在所述Pi表示的檢測點位置檢測到的溫度與濕度值與其周圍檢測點的溫度和濕度的差異變化趨勢不同，在所述Pi表示的檢測點周圍存在加熱不均勻情形，即所述Pi表示的檢測點位置自身及其周圍的檢測點位置對應的加熱單元出現(xiàn)故障。

優(yōu)選地，所述步驟(5)包括：

(51)所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器向所述烤房的加熱單元發(fā)出升高加熱溫度的指令，使烤房內的溫度升高；

(52)再次通過仿真感應單元獲得烤房內關于待分析煙葉的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息，并通過烤房內設置的氣體傳感器獲得此時烤房空氣污染參數(shù)，使得遠程溫濕度監(jiān)控服務器再次獲得位置P_N1表示的檢測點的溫度和濕度值及其周圍的集合P_N2表示的檢測點的溫度和濕度值。

進一步地，所述步驟(6)包括：

(61)對于遠程溫濕度監(jiān)控服務器再次獲得的位置P_N1表示的檢測點的溫度和濕度值及其周圍的集合P_N2表示的檢測點的溫度和濕度值，確定各個檢測點對應的溫度值隨時間的變化的速率與其濕度值隨時間的變化速率的標準差之間的差值是否超過預設閾值，并確定對于其中超過預設閾值的檢測點對應的加熱單元為發(fā)生故障的加熱單元，即確定出現(xiàn)故障的加熱單元的位置；

(62)根據(jù)出現(xiàn)故障的加熱單元的位置和烤房空氣污染參數(shù)是否超過預設閾值進行烤房加熱單元故障告警和空氣污染超標告警，所述空氣污染參數(shù)包括二氧化硫濃度、一氧化氮氣體濃度中的至少一種。

如圖2所示，本發(fā)明中的仿真感應單元包括：第一晶體管Tr1、第二晶體管Tr2、第三晶體管Tr3、第四晶體管Tr4、第五晶體管Tr5、第六晶體管Tr6、第七晶體管Tr7、第八晶體管Tr8、第九晶體管Tr9、第十晶體管Tr10、第十一晶體管Tr11、第一電容C1、第二電容C2、第一LED燈L1、第二LED燈L2、溫度傳感器T、濕度傳感器W、第一時鐘CLK1、第二時鐘CLK2和第三時鐘CLK3，所述溫度傳感器T的數(shù)據(jù)輸出端通過第一電容C1連接到第一晶體管Tr1的源極，第一晶體管Tr1的漏極連接第六晶體管Tr6的源極，第一晶體管Tr1的基極連接第二晶體管Tr2的漏極，第二晶體管Tr2的源極連接第三晶體管Tr3的漏極，第三晶體管Tr3的源極連接第十一晶體管Tr11的基極，第一晶體管Tr1的基極還連接第二晶體管Tr2的基極，第二晶體管Tr2的基極連接第一時鐘CLK1、第十二晶體管Tr12的基極以及第十一晶體管Tr11的源極，第十二晶體管Tr12的源極連接濕度傳感器W的輸出，第十二晶體管Tr12的漏極連接第一LED燈L1，第十一晶體管Tr11的漏極分別連接晶體管Tr8的源極和第十晶體管Tr10的源極，第十晶體管Tr10的基極連接第五晶體管Tr5的漏極，第十晶體管Tr10的漏極連接第九晶體管Tr9的源極，第九晶體管Tr9的基極連接第七晶體管Tr7的基極和第六晶體管Tr6的漏極，第八晶體管Tr8的漏極連接第二LED燈L2和第四晶體管Tr4的漏極，第四晶體管Tr4的源極通過第二電容C2連接第三時鐘CLK3和第四晶體管Tr4的基極，第四晶體管Tr4的基極還連接第五晶體管Tr5的源極，第四晶體管Tr4的源極還連接第三晶體管Tr3的基極以及第八晶體管Tr8的基極，第九晶體管Tr9的漏極連接第七晶體管Tr7的源極，第七晶體管Tr7的漏極連接第六晶體管Tr6的基極。

所述空氣污染參數(shù)包括二氧化硫濃度。

如圖2所示，根據(jù)與上述方面相對應的本發(fā)明的另一方面，本發(fā)明提供了一種烤煙車間環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)，包括：

三維幾何形狀信息確定單元，用于獲得烤房內待分析煙葉的三維幾何形狀信息；

仿真感應單元設置單元，用于根據(jù)所述三維幾何形狀信息，設置多個溫濕度、表面張力和內部應力的仿真感應單元；

首次檢測單元，用于使所述仿真感應單元對各待檢測點的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息進行檢測，且基于所述仿真感應單元生成待分析煙葉的仿真圖像，所述仿真圖像與所述溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息被傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器；

加熱單元存在故障判斷單元，用于使所述遠程根據(jù)接收到的信息對所述待分析煙葉進行數(shù)據(jù)篩選，進而確定烤房中的加熱單元是否存在故障；

再次檢測單元，用于當存在故障時，再次通過仿真感應單元獲得烤房內關于待分析煙葉的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息，并通過烤房內設置的氣體傳感器獲得此時烤房空氣污染參數(shù)；

監(jiān)測告警單元，用于根據(jù)所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的數(shù)據(jù)對所述待分析煙葉進行溫濕度分析，分析出現(xiàn)故障的加熱單元的位置，并根據(jù)出現(xiàn)故障的加熱單元的位置和烤房空氣污染參數(shù)是否超過預設閾值進行烤房加熱單元故障告警和空氣污染超標告警。

優(yōu)選地，所述三維幾何形狀信息確定單元包括：

三維幾何形狀信息采集子單元，用于在烤房內烘烤工藝開始前，利用三維照相設備對待分析煙葉進行三維幾何形狀信息的采集；

三維幾何形狀信息傳輸子單元，用于將采集到的三維幾何形狀信息傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器；

原始三維幾何模型生成子單元，用于使所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器根據(jù)所述三維照相設備的采集結果對所述待分析煙葉重建三維幾何模型，得到原始三維幾何模型；

檢測點設置子單元，用于使所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器根據(jù)所述待分析煙葉的紋理走向和與煙葉邊緣的距離，在所述原始三維幾何模型上對應地設置多個檢測點；

待檢測三維幾何模型確定子單元，用于使所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器將設置有所述多個檢測點的原始三維幾何模型傳輸給烤房，得到待檢測三維幾何模型；

檢測點位置標記子單元，用于使所述待分析煙葉在烤房被根據(jù)接收到的待檢測三維幾何模型標記所述多個檢測點的位置。

優(yōu)選地，所述仿真感應單元設置單元用于根據(jù)所述三維幾何形狀信息，設置多個溫濕度、表面張力和內部應力的仿真感應單元包括：

在待分析煙葉表面和內部的所述各檢測點的位置分別設置多個溫度仿真感應單元、多個濕度仿真感應單元和多個應力仿真感應單元，且在每個檢測點的位置處均設置有一個所述溫度仿真感應單元、一個濕度仿真感應單元和一個應力仿真感應單元，且每個檢測點的位置處設置的所述溫度仿真感應單元、濕度仿真感應單元和應力仿真感應單元彼此不同。

優(yōu)選地，所述首次檢測單元包括：

有線數(shù)據(jù)傳輸線纜設置子單元，用于在所述仿真感應單元內集成有線數(shù)據(jù)傳輸線纜，以輸出該仿真感應單元檢測到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息；

數(shù)據(jù)采集單元，被設置在烤房外且其輸入接口與所述各個仿真感應單元通過所述有線數(shù)據(jù)傳輸線纜連接；

位置編號設置子單元，用于在所述數(shù)據(jù)采集單元與各有線數(shù)據(jù)傳輸線纜之間，并聯(lián)多個位置編碼單元，所述位置編碼單元存儲有多個表示所述待檢測三維幾何模型的待檢測點的位置的位置編號，且各位置編號與各待檢測點一一對應；

待分析煙葉信息獲取子單元，用于分別采集所述溫度仿真感應單元、濕度仿真感應單元和應力仿真感應單元的輸出信號，獲得所述待分析煙葉在不同時刻的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息；

信息存儲子單元，用于將檢測到的所述溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息連同檢測這些信息時的時刻信息和這些信息所來自的檢測點的位置編號共同存儲到存儲器中；

仿真圖像獲取子單元，用于使所述三維照相設備對所述待分析煙葉進行拍照，獲得仿真圖像；

信息發(fā)送子單元，用于將所述仿真圖像、所述存儲器中存儲的所述溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息以及與這些信息的檢測時間對應的時刻信息和這些信息所來自的檢測點的位置編號共同傳輸?shù)竭h程溫濕度監(jiān)控服務器。

優(yōu)選地，所述加熱單元存在故障判斷單元包括：

第一參考因子集合產生子單元，用于以自烤房傳輸?shù)男畔⒅蝎@得的檢測點的位置編號為第一索引，將在各所述待檢測點檢測得到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息共同形成第一參考因子集合；

第二參考因子集合產生子單元，用于在具有相同第一索引的第一參考因子集合中，以檢測各所述待檢測點時的時刻信息為第二索引，將在各所述待檢測點檢測得到的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息共同行程第二參考因子集合；

擬合子單元，用于將具有相同的第一索引中的位置Pi的、在t個連續(xù)的時刻信息檢測得到的第二參考因子集合中的溫度狀態(tài)信息T_t曲線、濕度狀態(tài)信息W_t曲線、表面張力信息SurForce_t曲線和內部應力信息InternalForce_t曲線分別進行擬合，獲得第t+1個時刻的溫度值T_t+1、濕度值W_t+1、表面張力值SurForce_t+1和內部應力值InternalForce_t+1，所述t個連續(xù)的時刻信息為間隔不等的時間點；

基于空間距離的集合確定子單元，用于根據(jù)待檢測三維幾何模型，對與所述Pi表示的檢測點位置檢索空間距離小于第一預設閾值的其他檢測點位置集合，并設該集合對應的第一索引為集合P_N1，以及檢索與所述Pi表示的檢測點位置之間的空間距離大于第一預設閾值且小于第二預設閾值的其他檢測點位置集合，并設該集合對應的第二索引為集合P_N2；

均方差確定子單元，用于根據(jù)待檢測三維幾何模型，對所述集合P_N1表示的檢測點位置根據(jù)t個連續(xù)的時刻信息檢測到溫度、濕度、表面張力和內部應力計算得到第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值，并確定所述Pi表示的檢測點位置對應的t+1時刻的溫度值T_t+1、濕度值W_t+1、表面張力值SurForce_t+1和內部應力值InternalForce_t+1分別與所述第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值之間的溫度均方差E_溫、濕度均方差E_濕、表面張力均方差E_表面張力、內部應力均方差E_應力；同理，根據(jù)所述集合P_N2表示的檢測點位置計算得到的第二溫度平均值、第二濕度平均值、第二表面張力平均值和第二內部應力平均值，確定這四個平均值分別與所述第一溫度平均值、第一濕度平均值、第一表面張力平均值和第一內部應力平均值之間的溫度均方差E’_溫、濕度均方差E’_濕、表面張力均方差E’_表面張力、內部應力均方差E’_應力；

加熱單元故障判定子單元，用于當E’_表面張力大于預設表面張力值且E’_應力大于預設內部應力值時，確定所述集合P_N2表示的檢測點位置對應的檢測點處出現(xiàn)待分析煙葉斷裂的情形，此時從遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的來自烤房的信息中去掉關于所述P_N2表示的檢測點對應的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息；否則，當E_表面張力大于預設表面張力值且E_應力大于預設內部應力值時，確定所述集合P_N1表示的檢測點位置對應的檢測點處出現(xiàn)待分析煙葉斷裂的情形，此時從遠程溫濕度監(jiān)控服務器接收到的來自烤房的信息中去掉關于所述P_N1表示的檢測點對應的溫度狀態(tài)信息、濕度狀態(tài)信息、表面張力信息和內部應力信息和檢測這些信息所對應的時刻信息；否則，當E_溫與E’_溫之間的差值K₁以及E_濕與E’_濕之間的差值K₂均超過預設閾值時，確定在所述Pi表示的檢測點位置檢測到的溫度與濕度值與其周圍檢測點的溫度和濕度的差異變化趨勢不同，在所述Pi表示的檢測點周圍存在加熱不均勻情形，即所述Pi表示的檢測點位置自身及其周圍的檢測點位置對應的加熱單元出現(xiàn)故障。

優(yōu)選地，所述再次檢測單元包括：

溫度改變子單元，用于使所述遠程溫濕度監(jiān)控服務器向所述烤房的加熱單元發(fā)出升高加熱溫度的指令，使烤房內的溫度升高；

溫度和濕度值再次獲得子單元，用于再次通過仿真感應單元獲得烤房內關于待分析煙葉的溫濕度狀態(tài)信息、表面張力信息、內部應力信息和三維幾何形狀信息，并通過烤房內設置的氣體傳感器獲得此時烤房空氣污染參數(shù)，使得遠程溫濕度監(jiān)控服務器再次獲得位置P_N1表示的檢測點的溫度和濕度值及其周圍的集合P_N2表示的檢測點的溫度和濕度值。

優(yōu)選地，所述監(jiān)測告警單元包括：

故障加熱單元位置確定子單元，用于對于遠程溫濕度監(jiān)控服務器再次獲得的位置P_N1表示的檢測點的溫度和濕度值及其周圍的集合P_N2表示的檢測點的溫度和濕度值，確定各個檢測點對應的溫度值隨時間的變化的速率與其濕度值隨時間的變化速率的標準差之間的差值是否超過預設閾值，并確定對于其中超過預設閾值的檢測點對應的加熱單元為發(fā)生故障的加熱單元，即確定出現(xiàn)故障的加熱單元的位置；

告警子單元，用于根據(jù)出現(xiàn)故障的加熱單元的位置和烤房空氣污染參數(shù)是否超過預設閾值進行烤房加熱單元故障告警和空氣污染超標告警。

優(yōu)選地，所述仿真感應單元包括：第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第五晶體管、第六晶體管、第七晶體管、第八晶體管、第九晶體管、第十晶體管、第十一晶體管、第一電容、第二電容、第一LED燈、第二LED燈、溫度傳感器、濕度傳感器、第一時鐘、第二時鐘和第三時鐘，所述溫度傳感器的數(shù)據(jù)輸出端通過第一電容連接到第一晶體管的源極，第一晶體管的漏極連接第六晶體管的源極，第一晶體管的基極連接第二晶體管的漏極，第二晶體管的源極連接第三晶體管的漏極，第三晶體管的源極連接第十一晶體管的基極，第一晶體管的基極還連接第二晶體管的基極，第二晶體管的基極連接第一時鐘、第十二晶體管的基極以及第十一晶體管的源極，第十二晶體管的源極連接濕度傳感器的輸出，第十二晶體管的漏極連接第一LED燈，第十一晶體管的漏極分別連接晶體管的源極和第十晶體管的源極，第十晶體管的基極連接第五晶體管的漏極，第十晶體管的漏極連接第九晶體管的源極，第九晶體管的基極連接第七晶體管的基極和第六晶體管的漏極，第八晶體管的漏極連接第二LED燈和第四晶體管的漏極，第四晶體管的源極通過第二電容連接第三時鐘和第四晶體管的基極，第四晶體管的基極還連接第五晶體管的源極，第四晶體管的源極還連接第三晶體管的基極以及第八晶體管的基極，第九晶體管的漏極連接第七晶體管的源極，第七晶體管的漏極連接第六晶體管的基極。

優(yōu)選地，所述空氣污染參數(shù)包括二氧化硫濃度。

以上對于本發(fā)明的較佳實施例所作的敘述是為闡明的目的，而無意限定本發(fā)明精確地為所揭露的形式，基于以上的教導或從本發(fā)明的實施例學習而作修改或變化是可能的，實施例是為解說本發(fā)明的原理以及讓所屬領域的技術人員以各種實施例利用本發(fā)明在實際應用上而選擇及敘述，本發(fā)明的技術思想企圖由權利要求及其均等來決定。