餐飲業油煙在線監控系統的設計及應用

姬紅波，趙飛雪，佟 杰

（北京萬維盈創科技發展有限公司，北京 102208）

餐飲業油煙在線監控系統的設計及應用

姬紅波，趙飛雪，佟 杰

（北京萬維盈創科技發展有限公司，北京 102208）

由于監測技術及監管方式的乏力，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，可實時監測餐飲企業的油煙凈化器的開關狀態、凈化器清潔度、風機開關狀態、凈化后的油煙排放濃度等數據，為環保部門對餐飲企業的長效管理提供平臺支持及執法依據。

油煙濃度監測;物聯網;油煙污染;餐飲企業管理

1 概述

針對餐飲業的油煙污染問題，國家環保部嚴令要求全國各省、市、自治區、直轄市環境保護局（廳）和環境保護重點城市環境保護局將油煙污染問題列入正常環境管理工作范圍：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境監測，大多數仍停留在手工監測階段，時間覆蓋率低，監測范圍有限，難以反映較大區域內城市環境污染連續變化情況，也難以達到實時監測、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控系統呼之欲出，實現實時監控城市餐飲業的油煙凈化裝置的運行狀態、凈化裝置的清潔度、凈化后排放的油煙濃度等，為監察執法提供有效的執法依據。

2 系統設計

油煙在線監控系統由感知單元、油煙監控主機、監控中心平臺3部分組成。

系統拓撲圖如圖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，可以防止餐飲企業作弊。如果探測器被拆卸、與油煙監控主機之間的電纜被拔下或者破壞，油煙監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的情況下，采集他們的運行狀態信息，便于現場設備的安裝施工。

2.2 油煙監控主機

W5100YM型油煙監控主機基于工業級ARM嵌入式平臺，支持GPRS/CDMA/3G無線通訊技術，可實現對餐飲企業排放的油煙濃度、凈化器系統運行狀態等指標進行在線監控，從而將油煙治理設施工況數據與油煙濃度監測數據統一起來，是可為環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控設備。

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

系統的主要功能：1）監測煙道風機工作狀態；2）監測油煙凈化設備的工作狀態；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）風機三相電源狀態監控采用在線式安裝，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

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

圖3 設備現場安裝圖

（1）實時監控

結合GIS地理信息系統地圖實時顯示轄區范圍內各排煙口的位置，可單獨選擇某個監測點的狀態，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，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（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督和監管。

（3）報警管理

一旦數據超標、設備斷電或發生異常，地圖動態閃爍報警，系統觸發短信平臺，將企業的相關信息發送到執法人員手機，為更好地進行管理和執法提供幫助。

（4）報表統計

選擇某個監測站點，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 系統優勢

3.1 先進的物聯網技術，油煙排放全過程監管

通過油煙濃度探測器、工況傳感器，系統可24小時記錄各個飯店油煙凈化設備工作狀態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，為環保執法提供科學依據。

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

該系統能實時監測油煙凈化設備的運行狀況，并把數據實時上傳給城市環境監察站的服務器；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法管理提供保障

不僅環境監察部門可以通過專網隨時查詢在線監測的數據，同時相關數據還可共享給工商、衛生、城管等部門，便于相關部門的執法管理。網絡化管理可為這些部門及時互通餐飲業環境管理方面的信息，為這些部門的協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控系統可實時監測餐飲企業排放的油煙濃度、現場油煙凈化器、風機的開關狀態及凈化器清潔度等指標；可以查詢、統計不同階段的油煙濃度排放監測情況，并且可以結合GIS實現污染準確定位；可以有效解決環保部門最關心的油煙濃度排放監測情況，同時也解決了對餐飲企業的油煙凈化器的開關狀態、凈化器清潔度以及風機開關狀態等監控難的問題，為餐飲企業長效管理提供平臺支持，為提高環境管理能力和監督執法水平奠定基礎。

[1]賈承學，郭新望.飲食服務業油煙污染及防治措施[J].中州環境，2000，（10）：30-31.

[2]張楷，馬永亮，等.油煙凈化設備的應用現狀及其市場分析[J].環境保護，2012， （5）：43-45.

[3]周發武，鮑建國.環境自動監控系統技術與管理[M].北京：中國環境出版社，2007，9：18-36.

[4]陸新元.環境監察·第二版[M].北京：中國環境出版社，2008，5：100-137.

[5]孫福生，朱英存，張俊強.環境監測[M].北京：化學工業出版社,2007，7：309-312.

[6]嬌彩山，溫青，夏淑梅.環境監測[M].哈爾濱：哈爾濱工業大學出版社，2005：274-279.

[7]吳建，鄭潮，汪杰.UML基礎與Rose建模案例[M].北京：人民郵電出版社，2004，1.

[8]張海藩.軟件工程導論·第五版[M].北京：清華大學出版社，2008，2.

[9]王珊.數據庫系統概論[M].北京：高等教育出版社，2006，5.

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