餐飲業(yè)油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的設計及應用

姬紅波，趙飛雪，佟 杰

（北京萬維盈創(chuàng)科技發(fā)展有限公司，北京 102208）

餐飲業(yè)油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的設計及應用

姬紅波，趙飛雪，佟 杰

（北京萬維盈創(chuàng)科技發(fā)展有限公司，北京 102208）

由于監(jiān)測技術及監(jiān)管方式的乏力，導致油煙凈化裝置形同虛設，甚至有的餐飲企業(yè)根本沒有安裝油煙凈化裝置，油煙污染日益成為居民投訴的熱點問題。本文介紹了新興的物聯網技術，可實時監(jiān)測餐飲企業(yè)的油煙凈化器的開關狀態(tài)、凈化器清潔度、風機開關狀態(tài)、凈化后的油煙排放濃度等數據，為環(huán)保部門對餐飲企業(yè)的長效管理提供平臺支持及執(zhí)法依據。

油煙濃度監(jiān)測;物聯網;油煙污染;餐飲企業(yè)管理

1 概述

針對餐飲業(yè)的油煙污染問題，國家環(huán)保部嚴令要求全國各省、市、自治區(qū)、直轄市環(huán)境保護局（廳）和環(huán)境保護重點城市環(huán)境保護局將油煙污染問題列入正常環(huán)境管理工作范圍：嚴格禁止油煙污染源的無組織排放，無通風設備和凈化裝置的要強制安裝通風設備和凈化裝置；排放標準要符合《飲食業(yè)油煙排放標準（試行）》（GB18483-2001），最大允許排放濃度不得超過2.0mg/m3；并且，環(huán)保審批是開餐飲店證照辦理過程中不可缺少的一個步驟。

目前，全國各地對餐飲油煙污染的環(huán)境監(jiān)測，大多數仍停留在手工監(jiān)測階段，時間覆蓋率低，監(jiān)測范圍有限，難以反映較大區(qū)域內城市環(huán)境污染連續(xù)變化情況，也難以達到實時監(jiān)測、實時超標報警、無人值守的要求，從而導致油煙凈化裝置形同虛設，甚至根本沒有安裝油煙凈化裝置的現象，已成為油煙污染問題的重要起因。

為做到對餐飲業(yè)油煙污染的長效管理，基于新興的物聯網技術的油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)呼之欲出，實現實時監(jiān)控城市餐飲業(yè)的油煙凈化裝置的運行狀態(tài)、凈化裝置的清潔度、凈化后排放的油煙濃度等，為監(jiān)察執(zhí)法提供有效的執(zhí)法依據。

2 系統(tǒng)設計

油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)由感知單元、油煙監(jiān)控主機、監(jiān)控中心平臺3部分組成。

系統(tǒng)拓撲圖如圖1。

2.1 感知單元

感知單元包括油煙濃度探測器和工況傳感器兩部分。

油煙濃度探測器采用了專用的基于氣敏組件的油煙傳感技術，可以對油煙成分進行綜合分析，從而得到量化、較準確的油煙濃度值，并可同時感知煙氣溫度、濕度及壓力等信息，以便為油煙的擴散模型及對空氣的污染程度分析提供參考數據。油煙濃度探測器的結構如圖2。

圖2 油煙濃度探測器結構圖

圖1 系統(tǒng)拓撲圖

油煙濃度探測器主要由探頭外殼、油煙傳感器板、MCU板及485通訊線組成。探頭外殼透氣性能好，并且能保護內部傳感器部件不受油煙直接污染，易清洗。內部傳感器板和MCU板間通過14PIN排線相連，MCU獲得的數據通過RS485電纜上傳到監(jiān)控主機。

油煙濃度探測器還有特殊的防拆卸保護功能，可以防止餐飲企業(yè)作弊。如果探測器被拆卸、與油煙監(jiān)控主機之間的電纜被拔下或者破壞，油煙監(jiān)控主機會自動識別并報警。

工況傳感器采用低成本的電壓、電流互感器為主要部件，經過特殊設計，可以在不影響原凈化器和風機運行狀態(tài)的情況下，采集他們的運行狀態(tài)信息，便于現場設備的安裝施工。

2.2 油煙監(jiān)控主機

W5100YM型油煙監(jiān)控主機基于工業(yè)級ARM嵌入式平臺，支持GPRS/CDMA/3G無線通訊技術，可實現對餐飲企業(yè)排放的油煙濃度、凈化器系統(tǒng)運行狀態(tài)等指標進行在線監(jiān)控，從而將油煙治理設施工況數據與油煙濃度監(jiān)測數據統(tǒng)一起來，是可為環(huán)保管理部門提供直接有效且真實的油煙排放狀況的專用油煙在線監(jiān)控設備。

該系統(tǒng)執(zhí)行的標準有：1）《飲食業(yè)油煙排放標準（試行）》（GB18483－2001）；2）《污染源在線自動監(jiān)測（監(jiān)控）系統(tǒng)數據傳輸標準》（HJ/T212-2005）；3）《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）數據采集傳輸儀技術要求》（HJ477-2009）；4）《飲食業(yè)油煙濃度在線監(jiān)控系統(tǒng)認證細則》（CCAEPI-RG-Y-020-2011）。

系統(tǒng)的主要功能：1）監(jiān)測煙道風機工作狀態(tài)；2）監(jiān)測油煙凈化設備的工作狀態(tài)；3）采集凈化后的油煙濃度，為凈化設備清潔度及油煙超標排放提供重要參數；4）分析凈化器與風機運行時間關系來分析凈化系統(tǒng)綜合工況。

性能特點為：1）內置GPRS/CDMA/3G無線通訊，采用TCP通信方式，實時在線；2）4.3寸彩色液晶顯示，超標現場報警提示；3）風機三相電源狀態(tài)監(jiān)控采用在線式安裝，可在不停電、不切斷現場電線的情況下直接安裝；4）專用油煙濃度探測器接口，可直接測量油煙濃度；5）具備斷電記錄功能，可選自備電源；6）可查詢年月日各油煙凈化設備的運行時間、溫度、壓力、油煙濃度、開/停機時間記錄等多種監(jiān)測數據；7）軟件平臺為WEB網絡版，只要可以上網，有權限登錄密碼，就能監(jiān)控油煙凈化器的使用情況，不受時間和空間的限制。

設備現場安裝圖如圖3。

2.3 軟件平臺

城市油煙在線監(jiān)測系統(tǒng)軟件平臺采用B/S模塊開發(fā)、Windows界面風格，操作簡單方便，能實時顯示餐飲企業(yè)的油煙排放濃度、凈化裝置運行狀態(tài)和清潔程度、風機運行狀態(tài)，并以各種圖形展示業(yè)務數據，形象直觀。具體功能如下：

圖3 設備現場安裝圖

（1）實時監(jiān)控

結合GIS地理信息系統(tǒng)地圖實時顯示轄區(qū)范圍內各排煙口的位置，可單獨選擇某個監(jiān)測點的狀態(tài)，顯示油煙濃度、溫度、濕度、大氣壓力等，以及風機、凈化器等設備的運行狀態(tài)，并可顯示該站點是否在線、是否報警等信息。

（2）歷史數據查詢

系統(tǒng)將提供單項指標或多項指標數據的查詢方式，通過歷史數據查詢可以及時掌握油煙凈化設備的狀態(tài)（凈化器開關、凈化器清潔度、風機開關），可以加強對污染源的監(jiān)督和監(jiān)管。

（3）報警管理

一旦數據超標、設備斷電或發(fā)生異常，地圖動態(tài)閃爍報警，系統(tǒng)觸發(fā)短信平臺，將企業(yè)的相關信息發(fā)送到執(zhí)法人員手機，為更好地進行管理和執(zhí)法提供幫助。

（4）報表統(tǒng)計

選擇某個監(jiān)測站點，可生成日報表、月報表、季報表、年報表，同時支持報表導出及打印輸出功能。

（5）遠程反控

平臺不僅可以接收數據、顯示信息、查詢設備信息，同時可以對設備進行遠程反控，可遠程配置監(jiān)測站點的基本參數、量程范圍、網絡參數、服務器參數等。

3 系統(tǒng)優(yōu)勢

3.1 先進的物聯網技術，油煙排放全過程監(jiān)管

通過油煙濃度探測器、工況傳感器，系統(tǒng)可24小時記錄各個飯店油煙凈化設備工作狀態(tài)全過程中的信息數據， 并保證了數據的準確性、完整性、一致性及可追溯性，為環(huán)保執(zhí)法提供科學依據。

3.2 信息化管理，為全面管理城市油煙污染提供技術層面可行性

該系統(tǒng)能實時監(jiān)測油煙凈化設備的運行狀況，并把數據實時上傳給城市環(huán)境監(jiān)察站的服務器；軟件以地理分布圖的形式實時顯示各飯店油煙凈化設備的運行狀況，如果飯店油煙凈化設備正常運行，則對應的點顯示綠色，反之則顯示紅色，并配有動畫閃爍效果和聲音提示報警，大大減輕了執(zhí)法人員的工作負荷，為全面管理城市油煙污染提供技術層面的可行性。

3.3 網絡化管理，為現代城市進行聯合執(zhí)法管理提供保障

不僅環(huán)境監(jiān)察部門可以通過專網隨時查詢在線監(jiān)測的數據，同時相關數據還可共享給工商、衛(wèi)生、城管等部門，便于相關部門的執(zhí)法管理。網絡化管理可為這些部門及時互通餐飲業(yè)環(huán)境管理方面的信息，為這些部門的協(xié)作機制提供了有力的技術依據。

4 結語

基于物聯網技術的城市油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)可實時監(jiān)測餐飲企業(yè)排放的油煙濃度、現場油煙凈化器、風機的開關狀態(tài)及凈化器清潔度等指標；可以查詢、統(tǒng)計不同階段的油煙濃度排放監(jiān)測情況，并且可以結合GIS實現污染準確定位；可以有效解決環(huán)保部門最關心的油煙濃度排放監(jiān)測情況，同時也解決了對餐飲企業(yè)的油煙凈化器的開關狀態(tài)、凈化器清潔度以及風機開關狀態(tài)等監(jiān)控難的問題，為餐飲企業(yè)長效管理提供平臺支持，為提高環(huán)境管理能力和監(jiān)督執(zhí)法水平奠定基礎。

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Design and Application of Cooking Oil Fume On-line Monitoring System

JI Hong-bo, ZHAO Fei-xue, TONG Jie

X831

A

1006-5377（2012）10-0031-03