浅谈餐饮业油烟在线监控的设计架构及应用
摘 要：由于监测技术及羁系方式的乏力，导致油烟净扮装置形同虚设，甚至有的餐饮企业根本没有安装油烟净扮装置，油烟污染日益成为居民投诉的热门问题。本文先容了新兴的物联网技术，可实时监测餐饮企业的油烟净化器的开关状态、净化器干净度、风机开关状态、净化后的油烟排放浓度等数据，为环保部门对餐饮企业的长效管理提供平台支持及执法依据。关键词:油烟浓度监测;物联网;油烟污染;餐饮企业管理
1 概述
针对餐饮业的油烟污染问题，国家环保部严令要求天下各省、市、自治区、直辖市环境掩护局（厅）和环境掩护重点都会环境掩护局将油烟污染问题列入正常环境管理工作范围：严酷禁止油烟污染源的无构造排放，无透风设备和净扮装置的要强制安装透风设备和净扮装置；排放尺度要符合《饮食业油烟排放尺度（试行）》（GB18483-2 0 0 1），答应排放浓度不得高出2.0mg/m 3；并且，环保审批是开餐饮店证照办理过程中不可缺少的一个步调。
目前，天下各地对餐饮油烟污染的环境监测，大多数仍停留在手工监测阶段，时间覆盖率低，监测范围有限，难以反映较大区域内都会环境污染连续变革情况，也难以到达实时监测、实时超标报警、无人值守的要求，从而导致油烟净扮装置形同虚设，甚至根本没有安装油烟净扮装置的现象，已成为油烟污染问题的重要因由。
为做到对餐饮业油烟污染的长效管理，基于新兴的物联网技术的油烟在线监控体系呼之欲出，实现实时监控都会餐饮业的油烟净扮装置的运行状态、净扮装置的干净度、净化后排放的油烟浓度等，为监察执法提供有用的执法依据。
2 体系设计
油烟在线监控体系由感知单元、油烟监控主机、监控中心平台3部分构成。
体系拓扑图如图1。
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图1 体系拓扑图
2.1 感知单元
感知单元包括油烟浓度探测器和工况传感器两部分。
油烟浓度探测器采用了专用的基于气敏组件的油烟传感技术，可以对油烟成分举行综合分析，从而得到量化、较准确的油烟浓度值，并可同时感知烟气温度、湿度及压力等信息，以便为油烟的扩散模型及对空气的污染程度分析提供参考数据。油烟浓度探测器的结构如图2。
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图2 油烟浓度探测器结构图
油烟浓度探测器重要由探头外壳、油烟传感器板、MCU板及485通讯线构成。探头外壳透气性能好，并且能掩护内部传感器部件不受油烟直接污染，易清洗。内部传感器板和MCU板间通过14PIN排线相连，MCU获得的数据通过RS485电缆上传到监控主机。
油烟浓度探测器还有特殊的防拆卸掩护功能，可以防止餐饮企业作弊。如果探测器被拆卸、与油烟监控主机之间的电缆被拔下或者破坏，油烟监控主机会自动识别并报警。
工况传感器采用低成本的电压、电流互感器为重要部件，颠末特殊设计，可以在不影响原净化器和风机运行状态的情况下，采集他们的运行状态信息，便于现场设备的安装施工。
2.2 油烟监控主机
W5100YM型油烟监控主机基于工业级ARM嵌入式平台，支持GPRS/CDMA/3G无线通讯技术，可实现对餐饮企业排放的油烟浓度、净化器体系运行状态等指标举行在线监控，从而将油烟管理办法工况数据与油烟浓度监测数据同一起来，是可为环保管理部门提供直接有用且真实的油烟排放状况的专用油烟在线监控设备。该体系执行的尺度有：1）《饮食业油烟排放尺度（试行）》（GB18483－2001）；2）《污染源在线自动监测（监控）体系数据传输尺度》（HJ/T212-2005）；3）《污染源在线自动监控（监测）数据采集传输仪技术要求》（HJ477-2009）；4）《饮食业油烟浓度在线监控体系认证细则》（CCAEPI-RG-Y-020-2011）。
体系的重要功能：1）监测烟道风机工作状态；2）监测油烟净化设备的工作状态；3）采集净化后的油烟浓度，为净化设备干净度及油烟超标排放提供重要参数；4）分析净化器与风机运行时间关系来分析净化体系综合工况。
性能特点为：1）内置GPRS/CDMA/3G无线通讯，采用TCP通信方式，实时在线；2）4.3寸彩色液晶显示，超标现场报警提示；3）风机三相电源状态监控采用在线式安装，可在不绝电、不切断现场电线的情况下直接安装；4）专用油烟浓度探测器接口，可直接测量油烟浓度；5）具备断电纪录功能，可选自备电源；6）可查询年月日各油烟净化设备的运行时间、温度、压力、油烟浓度、开/停机时间纪录等多种监测数据；7）软件平台为WEB网络版，只要可以上网，有权限登录密码，就能监控油烟净化器的使用情况，不受时间和空间的限定。
设备现场安装图如图3。
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图3 设备现场安装图
2.3 软件平台
都会油烟在线监测体系软件平台采用B/S模块开发、Windows界面风格，操纵简单方便，能实时显示餐饮企业的油烟排放浓度、净扮装置运行状态和干净程度、风机运行状态，并以各种图形展示业务数据，形象直观。详细功能如下：
（1）实时监控
联合GIS地理信息体系舆图实时显示辖区范围内各排烟口的位置，可单独选择某个监测点的状态，显示油烟浓度、温度、湿度、大气压力等，以及风机、净化器等设备的运行状态，并可显示该站点是否在线、是否报警等信息。
（2）历史数据查询
体系将提供单项指标或多项指标数据的查询方式，通过历史数据查询可以实时掌握油烟净化设备的状态（净化器开关、净化器干净度、风机开关），可以加强对污染源的监视和羁系。
（3）报警管理
一旦数据超标、设备断电或发生异常，舆图动态闪耀报警，体系触发短信平台，将企业的相关信息发送到执法人员手机，为更好地举行管理和执法提供帮助。
（4）报表统计
选择某个监测站点，可天生日报表、月报表、季报表、年报表，同时支持报表导出及打印输出功能。
（5）远程反控
平台不仅可以接收数据、显示信息、查询设备信息，同时可以对设备举行远程反控，可远程设置监测站点的基本参数、量程范围、网络参数、服务器参数等。
3 体系上风
3.1 先进的物联网技术，油烟排放全过程羁系
通过油烟浓度探测器、工况传感器，体系可24小时纪录各个饭店油烟净化设备工作状态全过程中的信息数据， 并包管了数据的准确性、完整性、一致性及可追溯性，为环保执法提供科学依据。
3.2 信息化管理，为全面管理都会油烟污染提供技术层面可行性
该体系能实时监测油烟净化设备的运行状况，并把数据实时上传给都会环境监察站的服务器；软件以地理分布图的形式实时显示各饭店油烟净化设备的运行状况，如果饭店油烟净化设备正常运行，则对应的点显示绿色，反之则显示红色，并配有动画闪耀结果和声音提示报警，大大减轻了执法人员的工作负荷，为全面管理都会油烟污染提供技术层面的可行性。
3.3 网络化管理，为当代都会举行联合执法管理提供保障
不仅环境监察部门可以通过专网随时查询在线监测的数据，同时相关数据还可共享给工商、卫生、城管等部门，便于相关部门的执法管理。网络化管理可为这些部门实时互通餐饮业环境管理方面的信息，为这些部门的协作机制提供了有力的技术依据。
4 安科瑞AcrelCloud3500餐饮油烟监测云平台
为了补充现存餐饮行业在烟油监测上的漏洞，同时便利羁系部门的监察，安科瑞油烟监测云平台应运而生。油烟监测模块通过2G/4G与云端平台举行通信和数据交互，体系能够对企业餐饮设备的开机状态、运行状态举行监控；实现开机率监测，净化效率监测，办法停运告警，待清洗告警，异常告警等功能；对采集数据举行统计分析、排名等统计功能；较之传统的静电监测方案，更具安全性和实效性。平台预留与其他应用体系、设备交互对接接口，具有很好的扩展性及融合性。
4.1平台结构
平台GIS舆图采集餐饮油烟处理设备运行状态和油烟排放的浓度数据，自动对超标排放及异常企业举行提示预警，羁系部门可敏捷举行处理，督促餐饮企业整改设备，并定期清洗、维护，实现减排环保，不扰民等目的。现场安装监测终端，连续监测油烟净化器的工作状态，包括设备运行的电流、电压、功率、耗电量等等，同时联合排烟口的挥发性物质、颗粒物浓度等举行对比分析，一旦排放超标，体系会发出异常信号。
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■ 油烟监测设备用来监测油烟、颗粒物、NmHc等数据
■ 净化器和风机共同对油烟举行净化处理，同时对净化设备的电流、电压举行监测
■ 设备通过4G网络将采集的数据上传至远程云端服务器
4.2 平台重要功能
(一)在线监测
对油烟排污数据的监测，包括油烟排放浓度，颗粒物，NmHc等数值采集监测;同时对监控风机和净化器的启停状态、运行数据举行监测。
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(二)告警数据监测
体系根据采集的油烟数值巨细，产生对应的排放超标告警;对净化器的运行数据分析，上传净化设备对应的运行、停机、故障等告警事件。
(三)数据分析
运行时长分析，离线分析;告警占比、排名分析;历史数据统计等。
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(四)隐患管理
体系对采集的告警数据分析，产生对应的隐患纪录，派发、处理隐患，实时处理告警，形成闭环
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(五)统计分析
包括时长分析、超标分析、历史数据、分析报告等模块
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(六)底子数据维护
个人信息、权限维护，企业信息录入，对应测点信息录入等
(七)数据服务
数据采集，短信提醒，数据存储和解析
4.3油烟监测主机
油烟监控主机是现场的管理设备，实时采集油烟浓度探测器和工况传感器的信号，举行数据处理，通过有线或无线网络通讯将数据传输到服务器平台。同时，对当地数据举行存储，监控现场设备状态，提供人机操纵界面。
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详细技术参数如下：
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4.4 设备选型方案
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注：双探头得当双排烟通道的场合，每路探头监测1路排烟通道。
5 结语
基于物联网技术的都会油烟在线监控体系可实时监测餐饮企业排放的油烟浓度、现场油烟净化器、风机的开关状态及净化器干净度等指标；可以查询、统计不同阶段的油烟浓度排放监测情况，并且可以联合GIS实现污染准确定位；可以有用办理环保部门关心的油烟浓度排放监测情况，同时也办理了对餐饮企业的油烟净化器的开关状态、净化器干净度以及风机开关状态等监控难的问题，为餐饮企业长效管理提供平台支持，为提高环境管理能力和监视执法水平奠定底子。
【参考文献】
贾承学，郭新望.饮食服务业油烟污染及防治措施.中州环境，2000，（10）：30-31
姬红波，赵飞雪，佟杰.餐饮油烟在线监控体系的设计及应用.技术与工程应用
安科瑞AcrelCloud-3500餐饮油烟监测云平台.2020.05版
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