餐飲業(yè)油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)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(shè)計(jì)及應(yīng)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(shù)及監(jiān)管方式的乏力，導(dǎo)致油煙凈化裝置形同虛設(shè)，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(diǎn)問題。本文介紹了新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)時監(jiān)測餐飲企業(yè)的油煙凈化器的開關(guān)狀態(tài)、凈化器清潔度、風(fēng)機(jī)開關(guān)狀態(tài)、凈化后的油煙排放濃度等數(shù)據(jù)，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(jù)。

油煙濃度監(jiān)測;物聯(lián)網(wǎng);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(yán)令要求全國各省、市、自治區(qū)、直轄市環(huán)境保護(hù)局（廳）和環(huán)境保護(hù)重點(diǎn)城市環(huán)境保護(hù)局將油煙污染問題列入正常環(huán)境管理工作范圍：嚴(yán)格禁止油煙污染源的無組織排放，無通風(fēng)設(shè)備和凈化裝置的要強(qiáng)制安裝通風(fēng)設(shè)備和凈化裝置；排放標(biāo)準(zhǔn)要符合《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（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(shù)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(nèi)城市環(huán)境污染連續(xù)變化情況，也難以達(dá)到實(shí)時監(jiān)測、實(shí)時超標(biāo)報(bào)警、無人值守的要求，從而導(dǎo)致油煙凈化裝置形同虛設(shè)，甚至根本沒有安裝油煙凈化裝置的現(xiàn)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(lián)網(wǎng)技術(shù)的油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)呼之欲出，實(shí)現(xiàn)實(shí)時監(jiān)控城市餐飲業(yè)的油煙凈化裝置的運(yùn)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(jù)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

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

系統(tǒng)拓?fù)鋱D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(shù)，可以對油煙成分進(jìn)行綜合分析，從而得到量化、較準(zhǔn)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(kuò)散模型及對空氣的污染程度分析提供參考數(shù)據(jù)。油煙濃度探測器的結(jié)構(gòu)如圖2。

圖2 油煙濃度探測器結(jié)構(gòu)圖

圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D

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(hù)內(nèi)部傳感器部件不受油煙直接污染，易清洗。內(nèi)部傳感器板和MCU板間通過14PIN排線相連，MCU獲得的數(shù)據(jù)通過RS485電纜上傳到監(jiān)控主機(jī)。

油煙濃度探測器還有特殊的防拆卸保護(hù)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(jī)之間的電纜被拔下或者破壞，油煙監(jiān)控主機(jī)會自動識別并報(bào)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(jīng)過特殊設(shè)計(jì)，可以在不影響原凈化器和風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的情況下，采集他們的運(yùn)行狀態(tài)信息，便于現(xiàn)場設(shè)備的安裝施工。

2.2 油煙監(jiān)控主機(jī)

W5100YM型油煙監(jiān)控主機(jī)基于工業(yè)級ARM嵌入式平臺，支持GPRS/CDMA/3G無線通訊技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對餐飲企業(yè)排放的油煙濃度、凈化器系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)等指標(biāo)進(jìn)行在線監(jiān)控，從而將油煙治理設(shè)施工況數(shù)據(jù)與油煙濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來，是可為環(huán)保管理部門提供直接有效且真實(shí)的油煙排放狀況的專用油煙在線監(jiān)控設(shè)備。

該系統(tǒng)執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)有：1）《飲食業(yè)油煙排放標(biāo)準(zhǔn)（試行）》（GB18483－2001）；2）《污染源在線自動監(jiān)測（監(jiān)控）系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸標(biāo)準(zhǔn)》（HJ/T212-2005）；3）《污染源在線自動監(jiān)控（監(jiān)測）數(shù)據(jù)采集傳輸儀技術(shù)要求》（HJ477-2009）；4）《飲食業(yè)油煙濃度在線監(jiān)控系統(tǒng)認(rèn)證細(xì)則》（CCAEPI-RG-Y-020-2011）。

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

性能特點(diǎn)為：1）內(nèi)置GPRS/CDMA/3G無線通訊，采用TCP通信方式，實(shí)時在線；2）4.3寸彩色液晶顯示，超標(biāo)現(xiàn)場報(bào)警提示；3）風(fēng)機(jī)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(xiàn)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(shè)備的運(yùn)行時間、溫度、壓力、油煙濃度、開/停機(jī)時間記錄等多種監(jiān)測數(shù)據(jù)；7）軟件平臺為WEB網(wǎng)絡(luò)版，只要可以上網(wǎng)，有權(quán)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(shè)備現(xiàn)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(fēng)格，操作簡單方便，能實(shí)時顯示餐飲企業(yè)的油煙排放濃度、凈化裝置運(yùn)行狀態(tài)和清潔程度、風(fēng)機(jī)運(yùn)行狀態(tài)，并以各種圖形展示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，形象直觀。具體功能如下：

圖3 設(shè)備現(xiàn)場安裝圖

（1）實(shí)時監(jiān)控

結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)地圖實(shí)時顯示轄區(qū)范圍內(nèi)各排煙口的位置，可單獨(dú)選擇某個監(jiān)測點(diǎn)的狀態(tài)，顯示油煙濃度、溫度、濕度、大氣壓力等，以及風(fēng)機(jī)、凈化器等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，并可顯示該站點(diǎn)是否在線、是否報(bào)警等信息。

（2）歷史數(shù)據(jù)查詢

系統(tǒng)將提供單項(xiàng)指標(biāo)或多項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)的查詢方式，通過歷史數(shù)據(jù)查詢可以及時掌握油煙凈化設(shè)備的狀態(tài)（凈化器開關(guān)、凈化器清潔度、風(fēng)機(jī)開關(guān)），可以加強(qiáng)對污染源的監(jiān)督和監(jiān)管。

（3）報(bào)警管理

一旦數(shù)據(jù)超標(biāo)、設(shè)備斷電或發(fā)生異常，地圖動態(tài)閃爍報(bào)警，系統(tǒng)觸發(fā)短信平臺，將企業(yè)的相關(guān)信息發(fā)送到執(zhí)法人員手機(jī)，為更好地進(jìn)行管理和執(zhí)法提供幫助。

（4）報(bào)表統(tǒng)計(jì)

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

（5）遠(yuǎn)程反控

平臺不僅可以接收數(shù)據(jù)、顯示信息、查詢設(shè)備信息，同時可以對設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程反控，可遠(yuǎn)程配置監(jiān)測站點(diǎn)的基本參數(shù)、量程范圍、網(wǎng)絡(luò)參數(shù)、服務(wù)器參數(shù)等。

3 系統(tǒng)優(yōu)勢

3.1 先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，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(shè)備工作狀態(tài)全過程中的信息數(shù)據(jù)， 并保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性、完整性、一致性及可追溯性，為環(huán)保執(zhí)法提供科學(xué)依據(jù)。

3.2 信息化管理，為全面管理城市油煙污染提供技術(shù)層面可行性

該系統(tǒng)能實(shí)時監(jiān)測油煙凈化設(shè)備的運(yùn)行狀況，并把數(shù)據(jù)實(shí)時上傳給城市環(huán)境監(jiān)察站的服務(wù)器；軟件以地理分布圖的形式實(shí)時顯示各飯店油煙凈化設(shè)備的運(yùn)行狀況，如果飯店油煙凈化設(shè)備正常運(yùn)行，則對應(yīng)的點(diǎn)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(bào)警，大大減輕了執(zhí)法人員的工作負(fù)荷，為全面管理城市油煙污染提供技術(shù)層面的可行性。

3.3 網(wǎng)絡(luò)化管理，為現(xiàn)代城市進(jìn)行聯(lián)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(wǎng)隨時查詢在線監(jiān)測的數(shù)據(jù)，同時相關(guān)數(shù)據(jù)還可共享給工商、衛(wèi)生、城管等部門，便于相關(guān)部門的執(zhí)法管理。網(wǎng)絡(luò)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(jī)制提供了有力的技術(shù)依據(jù)。

4 結(jié)語

基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的城市油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)可實(shí)時監(jiān)測餐飲企業(yè)排放的油煙濃度、現(xiàn)場油煙凈化器、風(fēng)機(jī)的開關(guān)狀態(tài)及凈化器清潔度等指標(biāo)；可以查詢、統(tǒng)計(jì)不同階段的油煙濃度排放監(jiān)測情況，并且可以結(jié)合GIS實(shí)現(xiàn)污染準(zhǔn)確定位；可以有效解決環(huán)保部門最關(guān)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(guān)狀態(tài)、凈化器清潔度以及風(fēng)機(jī)開關(guān)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(chǔ)。

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X831

A

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