本發明涉及竹炭燒制設備，尤其是涉及一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備及方法。
背景技術：
1、竹炭燒制是一項通過高溫熱解將竹材轉化為高品質竹炭的傳統工藝。該工藝的核心在于，在缺氧或絕氧的條件下對竹材進行加熱，使其發生復雜的物理化學變化，驅除揮發分，最終得到以固定碳為主要成分的多孔材料。這一過程的控制精度，特別是對窯內溫度曲線和氧氣濃度的精準調控，直接決定了竹炭的得率、固定碳含量、孔隙結構及機械強度等關鍵品質指標。
2、目前，行業內的生產普遍采用傳統磚土窯爐或在其基礎上改進的固定式窯體。在實際操作中，實現上述“精準調控”的主要方式，依然高度依賴于操作工人的經驗。工人需要憑借觀察火焰顏色、窯體表面溫度、煙氣排放狀況等外部表征，來間接判斷窯內的反應狀態，并通過手動調節進氣口、排煙口等裝置來嘗試控制過程。這種以人工感官判斷和經驗決策為主導的生產模式，使得整個工藝面臨著一系列系統性挑戰：首先，工藝的可重復性和穩定性難以保證，不同批次產品質量波動顯著，成品率存在較大提升空間；其次，能源利用效率偏低，且不完全燃燒產生的煙氣可能對環境造成一定壓力；最后，整個工藝過程缺乏客觀、連續的數據記錄，寶貴的生產經驗難以實現數字化沉淀與科學化迭代，制約了產業向標準化、智能化方向的升級。
3、因此，如何實現竹炭燒制過程的精準化、自動化與數據化，以穩定提升產品品質與生產效率，并降低能耗與排放，是本領域一個亟待解決的難題。
技術實現思路
1、本發明的目的是提供一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備及方法，以解決上述背景技術中提出的問題。
2、為實現上述目的，本發明提供了一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，包括以下步驟：
3、竹炭燒制單元，包括窯體，所述窯體上設置有加熱裝置、進氣調節裝置和排氣調節裝置，所述排氣調節裝置連通有煙氣處理裝置；
4、物聯網感知單元，設置于所述窯體內部，用于實時采集燒制過程中的環境參數；
5、智能控制單元，分別與所述物聯網感知單元、所述加熱裝置、所述進氣調節裝置、所述排氣調節裝置和所述煙氣處理裝置信號連接，用于根據環境參數和預設的工藝模型生成控制指令；
6、數據通信單元，與所述智能控制單元連接，用于實現數據的遠程傳輸與指令接收；
7、遠程監控單元，通過所述數據通信單元與所述智能控制單元進行數據交互，用于實現燒制參數實時顯示、異常報警和發送控制指令。
8、優選的，所述進氣調節裝置包括比例調節閥，所述排氣調節裝置包括引風機。
9、優選的，所述煙氣處理裝置包括依次連通的二次燃燒室和熱回收器。
10、優選的，所述物聯網感知單元包括溫度傳感器陣列、氧濃度傳感器、一氧化碳濃度傳感器和壓力傳感器。
11、優選的，所述預設的工藝模型為自適應燒制曲線模型，所述模型被配置為根據竹材原料的初始含水率和目標品質，動態生成并調整燒制全階段的溫度控制曲線與氣氛控制曲線。
12、優選的，所述數據通信單元為物聯網網關，通過工業總線連接所述智能控制單元，通過無線網絡連接所述遠程監控單元。
13、優選的，所述遠程監控單元包括數據存儲與分析模塊，所述數據分析與存儲模塊被配置為基于歷史燒制數據對所述工藝模型進行優化。
14、一種基于物聯網的智能竹炭燒制方法，包括以下步驟：
15、s1、通過遠程監控單元設定或選擇包含目標竹炭品質等級的燒制工藝配方；
16、s2、啟動燒制，由物聯網感知單元實時采集窯內的溫度、氧氣濃度、一氧化碳濃度及壓力環境參數，并通過數據通信單元上傳至遠程監控單元；
17、s3、智能控制單元調用預設的自適應燒制曲線模型，將實時環境參數與模型生成的目標溫度控制曲線和氣氛控制曲線進行比對，計算出控制偏差，并生成協同控制指令；
18、s4、竹炭燒制單元根據協同控制指令，協同調節加熱裝置的功率、進氣調節裝置的開度、排氣調節裝置的風速及煙氣處理裝置的運行狀態，以動態控制窯內熱工環境；其中，在炭化階段，協同控制指令具體包括：控制進氣調節裝置減小開度以降低氧氣供給，同時聯動控制排氣調節裝置，將窯內氧濃度精準穩定在預設的缺氧范圍內；
19、s5、燒制結束后，遠程監控單元對全過程數據進行存儲與分析，通過機器學習算法優化所述自適應燒制曲線模型的參數，并形成可追溯的工藝數據鏈。
20、因此，本發明采用上述一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備及方法，具有以下有益效果：
21、（1）通過物聯網感知單元對窯內關鍵參數的實時采集，以及智能控制單元依據預設模型進行的閉環調節，改變了對人工經驗的傳統依賴模式，實現了對溫度與氣氛的自動化控制，提高了工藝過程的一致性與可控性，為建立穩定的生產工藝提供了技術條件。
22、（2）基于穩定的過程控制，有助于竹材在設定的工藝條件下進行更充分、均勻的熱解反應。這使得竹炭產品的關鍵品質指標得以改善，產品一致性更好，成品率獲得有效提升；同時，自動化運行減少了人工頻繁干預，提高了生產的連續性。
23、（3）通過對進氣、排氣及煙氣處理裝置的協同控制，提高了竹材自身熱值的利用效率，有助于降低單位產品的能耗；對煙氣的引導與處理，降低了污染物的直接排放，使生產過程更加環境友好。
24、下面通過附圖和實施例，對本發明的技術方案做進一步的詳細描述。
1.一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，其特征在于：所述進氣調節裝置包括比例調節閥，所述排氣調節裝置包括引風機。
3.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，其特征在于：所述煙氣處理裝置包括依次連通的二次燃燒室和熱回收器。
4.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，其特征在于：所述物聯網感知單元包括溫度傳感器陣列、氧濃度傳感器、一氧化碳濃度傳感器和壓力傳感器。
5.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，其特征在于：所述預設的工藝模型為自適應燒制曲線模型，所述模型被配置為根據竹材原料的初始含水率和目標品質，動態生成并調整燒制全階段的溫度控制曲線與氣氛控制曲線。
6.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，其特征在于：所述數據通信單元為物聯網網關，通過工業總線連接所述智能控制單元，通過無線網絡連接所述遠程監控單元。
7.根據權利要求1所述的一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，其特征在于：所述遠程監控單元包括數據存儲與分析模塊，所述數據分析與存儲模塊被配置為基于歷史燒制數據對所述工藝模型進行優化。
8.一種基于物聯網的智能竹炭燒制方法，應用于如權利要求1-7任一項所述的一種基于物聯網的智能竹炭燒制設備，其特征在于，包括以下步驟：