徐秋霞
安科瑞電氣股份有限公司 上海嘉定 201801
摘 要：由于監(jiān)測(cè)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(méi)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(wèn)題。本文介紹了新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)餐飲企業(yè)的油煙凈化器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、凈化器清潔度、風(fēng)機(jī)開(kāi)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(mén)對(duì)餐飲企業(yè)的長(zhǎng)效管理提供平臺(tái)支持及執(zhí)法依據(jù)。
關(guān)鍵詞:油煙濃度監(jiān)測(cè);物聯(lián)網(wǎng);油煙污染;餐飲企業(yè)管理
1 概述
針對(duì)餐飲業(yè)的油煙污染問(wèn)題，國(guó)家環(huán)保部嚴(yán)令要求全國(guó)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(wèn)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(wú)組織排放，無(wú)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）》（GB18483-2 0 0 1），允許排放濃度不得超過(guò)2.0mg/m 3；并且，環(huán)保審批是開(kāi)餐飲店證照辦理過(guò)程中不可缺少的一個(gè)步驟。
目前，全國(guó)各地對(duì)餐飲油煙污染的環(huán)境監(jiān)測(cè)，大多數(shù)仍停留在手工監(jiān)測(cè)階段，時(shí)間覆蓋率低，監(jiān)測(cè)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(shí)監(jiān)測(cè)、實(shí)時(shí)超標(biāo)報(bào)警、無(wú)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(méi)有安裝油煙凈化裝置的現(xiàn)象，已成為油煙污染問(wèn)題的重要起因。
為做到對(duì)餐飲業(yè)油煙污染的長(zhǎng)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(shí)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(tái)3部分組成。
系統(tǒng)拓?fù)鋱D如圖1。
圖1 系統(tǒng)拓?fù)鋱D
2.1 感知單元
感知單元包括油煙濃度探測(cè)器和工況傳感器兩部分。
油煙濃度探測(cè)器采用了專(zhuān)用的基于氣敏組件的油煙傳感技術(shù)，可以對(duì)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(shí)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(duì)空氣的污染程度分析提供參考數(shù)據(jù)。油煙濃度探測(cè)器的結(jié)構(gòu)如圖2。
圖2 油煙濃度探測(cè)器結(jié)構(gòu)圖
油煙濃度探測(cè)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(guò)14PIN排線相連，MCU獲得的數(shù)據(jù)通過(guò)RS485電纜上傳到監(jiān)控主機(jī)。
油煙濃度探測(cè)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(cè)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(huì)自動(dòng)識(shí)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(guò)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(chǎng)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(jí)ARM嵌入式平臺(tái)，支持GPRS/CDMA/3G無(wú)線通訊技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)對(duì)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(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)一起來(lái)，是可為環(huán)保管理部門(mén)提供直接有效且真實(shí)的油煙排放狀況的專(zhuān)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(dòng)監(jiān)測(cè)（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(dòng)監(jiān)控（監(jiān)測(cè)）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(cè)煙道風(fēng)機(jī)工作狀態(tài)；2）監(jiān)測(cè)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(shí)間關(guān)系來(lái)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(wú)線通訊，采用TCP通信方式，實(shí)時(shí)在線；2）4.3寸彩色液晶顯示，超標(biāo)現(xiàn)場(chǎng)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(chǎng)電線的情況下直接安裝；4）專(zhuān)用油煙濃度探測(cè)器接口，可直接測(cè)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(shí)間、溫度、壓力、油煙濃度、開(kāi)/停機(jī)時(shí)間記錄等多種監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)；7）軟件平臺(tái)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(shí)間和空間的限制。
設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝圖如圖3。
圖3 設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)安裝圖
2.3 軟件平臺(tái)
城市油煙在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)軟件平臺(tái)采用B/S模塊開(kāi)發(fā)、Windows界面風(fēng)格，操作簡(jiǎn)單方便，能實(shí)時(shí)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：
（1）實(shí)時(shí)監(jiān)控
結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)地圖實(shí)時(shí)顯示轄區(qū)范圍內(nèi)各排煙口的位置，可單獨(dú)選擇某個(gè)監(jiān)測(cè)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(guò)歷史數(shù)據(jù)查詢可以及時(shí)掌握油煙凈化設(shè)備的狀態(tài)（凈化器開(kāi)關(guān)、凈化器清潔度、風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)），可以加強(qiáng)對(duì)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(dòng)態(tài)閃爍報(bào)警，系統(tǒng)觸發(fā)短信平臺(tái)，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(gè)監(jiān)測(cè)站點(diǎn)，可生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、季報(bào)表、年報(bào)表，同時(shí)支持報(bào)表導(dǎo)出及打印輸出功能。
（5）遠(yuǎn)程反控
平臺(tái)不僅可以接收數(shù)據(jù)、顯示信息、查詢?cè)O(shè)備信息，同時(shí)可以對(duì)設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程反控，可遠(yuǎn)程配置監(jiān)測(cè)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(shì)
3.1 先進(jìn)的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，油煙排放全過(guò)程監(jiān)管
通過(guò)油煙濃度探測(cè)器、工況傳感器，系統(tǒng)可24小時(shí)記錄各個(gè)飯店油煙凈化設(shè)備工作狀態(tài)全過(guò)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(shí)監(jiān)測(cè)油煙凈化設(shè)備的運(yùn)行狀況，并把數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)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(shí)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(duì)應(yīng)的點(diǎn)顯示綠色，反之則顯示紅色，并配有動(dòng)畫(huà)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(mén)可以通過(guò)專(zhuān)網(wǎng)隨時(shí)查詢?cè)诰�監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)，同時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)還可共享給工商、衛(wèi)生、城管等部門(mén)，便于相關(guān)部門(mén)的執(zhí)法管理。網(wǎng)絡(luò)化管理可為這些部門(mén)及時(shí)互通餐飲業(yè)環(huán)境管理方面的信息，為這些部門(mén)的協(xié)作機(jī)制提供了有力的技術(shù)依據(jù)。
4 安科瑞AcrelCloud3500餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)
為了彌補(bǔ)現(xiàn)存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測(cè)上的漏洞，同時(shí)便利監(jiān)管部門(mén)的監(jiān)察，安科瑞油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái)應(yīng)運(yùn)而生。油煙監(jiān)測(cè)模塊通過(guò)2G/4G與云端平臺(tái)進(jìn)行通信和數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)餐飲設(shè)備的開(kāi)機(jī)狀態(tài)、運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控；實(shí)現(xiàn)開(kāi)機(jī)率監(jiān)測(cè)，凈化效率監(jiān)測(cè)，設(shè)施停運(yùn)告警，待清洗告警，異常告警等功能；對(duì)采集數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析、排名等統(tǒng)計(jì)功能；較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測(cè)方案，更具安全性和實(shí)效性。平臺(tái)預(yù)留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對(duì)接接口，具有很好的擴(kuò)展性及融合性。
4.1平臺(tái)結(jié)構(gòu)
平臺(tái)GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動(dòng)對(duì)超標(biāo)排放及異常企業(yè)進(jìn)行提示預(yù)警，監(jiān)管部門(mén)可迅速進(jìn)行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護(hù)，實(shí)現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的�，F(xiàn)場(chǎng)安裝監(jiān)測(cè)終端，持續(xù)監(jiān)測(cè)油煙凈化器的工作狀態(tài)，包括設(shè)備運(yùn)行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時(shí)結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進(jìn)行對(duì)比分析，一旦排放超標(biāo)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)出異常信號(hào)。
■ 油煙監(jiān)測(cè)設(shè)備用來(lái)監(jiān)測(cè)油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)
■ 凈化器和風(fēng)機(jī)配合對(duì)油煙進(jìn)行凈化處理，同時(shí)對(duì)凈化設(shè)備的電流、電壓進(jìn)行監(jiān)測(cè)
■ 設(shè)備通過(guò)4G網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至遠(yuǎn)程云端服務(wù)器
4.2 平臺(tái)主要功能
(一)在線監(jiān)測(cè)
對(duì)油煙排污數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數(shù)值采集監(jiān)測(cè);同時(shí)對(duì)監(jiān)控風(fēng)機(jī)和凈化器的啟停狀態(tài)、運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。
(二)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)
系統(tǒng)根據(jù)采集的油煙數(shù)值大小，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的排放超標(biāo)告警;對(duì)凈化器的運(yùn)行數(shù)據(jù)分析，上傳凈化設(shè)備對(duì)應(yīng)的運(yùn)行、停機(jī)、故障等告警事件。
(三)數(shù)據(jù)分析
運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)分析，離線分析;告警占比、排名分析;歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等。
(四)隱患管理
系統(tǒng)對(duì)采集的告警數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生對(duì)應(yīng)的隱患記錄，派發(fā)、處理隱患，及時(shí)處理告警，形成閉環(huán)
(五)統(tǒng)計(jì)分析
包括時(shí)長(zhǎng)分析、超標(biāo)分析、歷史數(shù)據(jù)、分析報(bào)告等模塊
(六)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護(hù)
個(gè)人信息、權(quán)限維護(hù)，企業(yè)信息錄入，對(duì)應(yīng)測(cè)點(diǎn)信息錄入等
(七)數(shù)據(jù)服務(wù)
數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和解析
4.3油煙監(jiān)測(cè)主機(jī)
油煙監(jiān)控主機(jī)是現(xiàn)場(chǎng)的管理設(shè)備，實(shí)時(shí)采集油煙濃度探測(cè)器和工況傳感器的信號(hào)，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，通過(guò)有線或無(wú)線網(wǎng)絡(luò)通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒⻊?wù)器平臺(tái)。同時(shí)，對(duì)本地?cái)?shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，監(jiān)控現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備狀態(tài)，提供人機(jī)操作界面。
具體技術(shù)參數(shù)如下：
類(lèi)別 條目 規(guī)格
探頭 油煙濃度 0 – 100mg/m3
VOC濃度 0 – 500 ppm
顆粒物濃度 0 – 5000ug/m3
溫度 -30 – 100℃
濕度 0 – 100%RH
尺寸 ?42 * 270mm
輸出 RS485/Modus RTU
監(jiān)測(cè)主機(jī) 風(fēng)機(jī)+凈化器狀態(tài) 電流型/電壓型
模擬信號(hào)接口 Modbus RTU + 2路4-20mA
顯示 4.3寸觸摸液晶屏
告警 聲音+告警
數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 3年
數(shù)據(jù)遠(yuǎn)傳 HJ212-2017環(huán)保協(xié)議
數(shù)據(jù)導(dǎo)出 U盤(pán)導(dǎo)出
遠(yuǎn)程查看 手機(jī)客戶端
遠(yuǎn)程控制 3G遠(yuǎn)程調(diào)整/控制
控制輸出 2路干接點(diǎn)繼電器
電源 220VAC
尺寸 250 * 190 * 90
4.4 設(shè)備選型方案
序號(hào) 名稱 型號(hào) 數(shù)量 備注
采集模塊 ACY100/2G（單探頭） 1 四選一，物聯(lián)網(wǎng)卡自備
ACY100/4G（單探頭） 1
ACY100/2G（雙探頭） 1
ACY100/4G（雙探頭） 1
2 電流互感器 AKH-0.66 K-φ16 40A/20mA 2 凈化器和風(fēng)機(jī)各1個(gè)
注：雙探頭適合雙排煙通道的場(chǎng)合，每路探頭監(jiān)測(cè)1路排煙通道。
5 結(jié)語(yǔ)
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(shí)監(jiān)測(cè)餐飲企業(yè)排放的油煙濃度、現(xiàn)場(chǎng)油煙凈化器、風(fēng)機(jī)的開(kāi)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(cè)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(mén)關(guān)心的油煙濃度排放監(jiān)測(cè)情況，同時(shí)也解決了對(duì)餐飲企業(yè)的油煙凈化器的開(kāi)關(guān)狀態(tài)、凈化器清潔度以及風(fēng)機(jī)開(kāi)關(guān)狀態(tài)等監(jiān)控難的問(wèn)題，為餐飲企業(yè)長(zhǎng)效管理提供平臺(tái)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)。
【參考文獻(xiàn)】
[1] 賈承學(xué)，郭新望.飲食服務(wù)業(yè)油煙污染及防治措施[J].中州環(huán)境，2000，（10）：30-31
[2] 姬紅波，趙飛雪，佟杰.餐飲油煙在線監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用.技術(shù)與工程應(yīng)用
[3] 安科瑞AcrelCloud-3500餐飲油煙監(jiān)測(cè)云平臺(tái).2020.05版
作者簡(jiǎn)介：徐秋霞，女，現(xiàn)任安科瑞電氣股份有限公司，主要從事餐飲油煙監(jiān)測(cè)的研發(fā)與應(yīng)用。手機(jī):18702112087（微信同號(hào)）,QQ：2885208035, 郵箱:2885208035@qq.com
