【智慧农业】Smart Agricultural Technology:中烟院 & 广东 、河南烟草:自适应决策系统实现烟叶无人智能烘烤

1. 背景介绍

烟叶烘烤是决定烟叶品质、烟农收益的核心环节。传统烘烤高度依赖老师傅凭经验看色、控温、排湿，存在：

• 人工成本高、夜间值守强度大
• 经验主观性强，烘烤品质不稳定
• 温湿度调控滞后，容易烤坏、烤青、烤糟
• 规模化种植面临用工短缺、标准化难

随着智慧农业推进，“感知 - 认知 - 决策 - 控制” 闭环成为趋势。但现有设备多为单独监测，缺少能在高温高湿炕房内稳定运行、并根据烟叶实时状态自适应调整的一体化无人系统。

2. 摘要

本研究面向实际炕房场景，构建一套全新自适应决策支持系统，实现烟叶无人智能烘烤：

• 研发耐高温高湿一体化感知单元，实时采集烟叶 RGB 图像 + 炕内温湿度，解决恶劣环境下数据不准难题。
• 构建烟叶状态智能识别算法，精准判断变黄、干燥、变褐程度，平均识别准确率达83%。
• 设计多阶段自适应控制逻辑，按烟叶真实状态自动调温、调湿、定时，告别固定曲线烘烤。
• 开发“智能烘烤师” APP，实现远程监控、参数配置、异常干预。
• 8 场田间验证表明：系统可完全无人化运行，烘烤损耗降低 4.2 个百分点，单炕年省约 6500 元，具备大规模推广价值。

研究首次实现从“经验烘烤”到“数据驱动无人烘烤”的跨越，为烟草智慧农业提供可复制、可盈利的解决方案。

3. 内容

图1. 新型自适应决策支持系统的架构图。

图2. (a) 成像传感器内部结构照片；(b) 数据采集设备在固化棚内的安装位置照片。

图3. (a) 传统图像传感器与 (b) 自主设计成像传感器所获图像的对比。

图4. 自适应控制装置硬件的照片。

图5. 自适应控制装置的基本控制逻辑。箭头表示单向、事件触发的命令传输。

4. 总结与展望

本研究突破了烟叶无人烘烤的三大关键瓶颈：① 高温高湿炕房内可靠感知；② 烟叶状态精准智能识别；③ 基于实时状态的自适应闭环控制。

系统实现全程无人值守、品质更稳、损耗更低、成本更省，显著提升烟草产业智能化与可持续水平。

未来方向：

1. 适配更多地域、品种、炕型，提升通用性；
2. 融合气味、重量等多模态信息，进一步提升判断精度；
3. 与物联网、数字烟草平台打通，形成全链条智慧管控；
4. 轻量化降成本，加速全国规模化商用。

内容信息

封面：文章插图

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