安科瑞 華楠

摘 要：由于監(jiān)測技術(shù)及監(jiān)管方式的乏力，導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問題。本文介紹了新興的物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實時監(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、風機開關(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)。
關(guān)鍵詞: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(shè)備和凈化裝置的要強制安裝通風設(shè)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）》（GB18483-2 0 0 1），允許排放濃度不得超過2.0mg/m 3；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(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，實現(xiàn)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(jù)。

2 系統(tǒng)設(shè)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。

圖1 系統(tǒng)拓撲圖

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(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

???????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(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。
???????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(jīng)過特殊設(shè)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(xiàn)場設(shè)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(shù)，可實現(xiàn)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(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(shù)據(jù)傳輸標準》（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(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排放提供重要參數(shù)；4）分析凈化器與風機運行時間關(guān)系來分析凈化系統(tǒng)綜合工況。
???????性能特點為：1）內(nèi)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(xiàn)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(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(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。

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圖3 設(shè)備現(xiàn)場安裝圖

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(wù)數(shù)據(jù)，形象直觀。具體功能如下：
???????（1）實時監(jiān)控
???????結(jié)合GIS地理信息系統(tǒng)地圖實時顯示轄區(qū)范圍內(nèi)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(shè)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(shù)據(jù)查詢
???????系統(tǒng)將提供單項指標或多項指標數(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、風機開關(guān)），可以加強對污染源的監(jiān)督和監(jiān)管。
???????（3）報警管理
???????一旦數(shù)據(jù)超標、設(shè)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(guān)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(shù)據(jù)、顯示信息、查詢設(shè)備信息，同時可以對設(shè)備進行遠程反控，可遠程配置監(jiān)測站點的基本參數(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(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)能實時監(jiān)測油煙凈化設(shè)備的運行狀況，并把數(shù)據(jù)實時上傳給城市環(huán)境監(jiān)察站的服務(wù)器；軟件以地理分布圖的形式實時顯示各飯店油煙凈化設(shè)備的運行狀況，如果飯店油煙凈化設(shè)備正常運行，則對應(yīng)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(shù)層面的可行性。
3.3 網(wǎng)絡(luò)化管理，為現(xiàn)代城市進行聯(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)測云平臺
???????為了彌補現(xiàn)存餐飲行業(yè)在煙油監(jiān)測上的漏洞，同時便利監(jiān)管部門的監(jiān)察，安科瑞油煙監(jiān)測云平臺應(yīng)運而生。油煙監(jiān)測模塊通過2G/4G與云端平臺進行通信和數(shù)據(jù)交互，系統(tǒng)能夠?qū)ζ髽I(yè)餐飲設(shè)備的開機狀態(tài)、運行狀態(tài)進行監(jiān)控；實現(xiàn)開機率監(jiān)測，凈化效率監(jiān)測，設(shè)施停運告警，待清洗告警，異常告警等功能；對采集數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析、排名等統(tǒng)計功能；較之傳統(tǒng)的靜電監(jiān)測方案，更具安全性和實效性。平臺預留與其他應(yīng)用系統(tǒng)、設(shè)備交互對接接口，具有很好的擴展性及融合性。
4.1平臺結(jié)構(gòu)
???????平臺GIS地圖采集餐飲油煙處理設(shè)備運行狀態(tài)和油煙排放的濃度數(shù)據(jù)，自動對超標排放及異常企業(yè)進行提示預警，監(jiān)管部門可迅速進行處理，督促餐飲企業(yè)整改設(shè)備，并定期清洗、維護，實現(xiàn)減排環(huán)保，不擾民等目的?，F(xiàn)場安裝監(jiān)測終端，持續(xù)監(jiān)測油煙凈化器的工作狀態(tài)，包括設(shè)備運行的電流、電壓、功率、耗電量等等，同時結(jié)合排煙口的揮發(fā)性物質(zhì)、顆粒物濃度等進行對比分析，一旦排放超標，系統(tǒng)會發(fā)出異常信號。

■ 油煙監(jiān)測設(shè)備用來監(jiān)測油煙、顆粒物、NmHc等數(shù)據(jù)
■ 凈化器和風機配合對油煙進行凈化處理，同時對凈化設(shè)備的電流、電壓進行監(jiān)測
■ 設(shè)備通過4G網(wǎng)絡(luò)將采集的數(shù)據(jù)上傳至遠程云端服務(wù)器
4.2 平臺主要功能
???????(一)在線監(jiān)測
???????對油煙排污數(shù)據(jù)的監(jiān)測，包括油煙排放濃度，顆粒物，NmHc等數(shù)值采集監(jiān)測;同時對監(jiān)控風機和凈化器的啟停狀態(tài)、運行數(shù)據(jù)進行監(jiān)測。

　　(二)告警數(shù)據(jù)監(jiān)測
　　系統(tǒng)根據(jù)采集的油煙數(shù)值大小，產(chǎn)生對應(yīng)的排放超標告警;對凈化器的運行數(shù)據(jù)分析，上傳凈化設(shè)備對應(yīng)的運行、停機、故障等告警事件。
　? (三)數(shù)據(jù)分析
???????運行時長分析，離線分析;告警占比、排名分析;歷史數(shù)據(jù)統(tǒng)計等。

　　(四)隱患管理
???????系統(tǒng)對采集的告警數(shù)據(jù)分析，產(chǎn)生對應(yīng)的隱患記錄，派發(fā)、處理隱患，及時處理告警，形成閉環(huán)

???????(五)統(tǒng)計分析
???????包括時長分析、超標分析、歷史數(shù)據(jù)、分析報告等模塊

???????(六)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)維護
???????個人信息、權(quán)限維護，企業(yè)信息錄入，對應(yīng)測點信息錄入等
???????(七)數(shù)據(jù)服務(wù)
???????數(shù)據(jù)采集，短信提醒，數(shù)據(jù)存儲和解析
4.3油煙監(jiān)測主機
???????油煙監(jiān)控主機是現(xiàn)場的管理設(shè)備，實時采集油煙濃度探測器和工況傳感器的信號，進行數(shù)據(jù)處理，通過有線或無線網(wǎng)絡(luò)通訊將數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器平臺。同時，對本地數(shù)據(jù)進行存儲，監(jiān)控現(xiàn)場設(shè)備狀態(tài)，提供人機操作界面。

具體技術(shù)參數(shù)如下：

4.4 設(shè)備選型方案

注：雙探頭適合雙排煙通道的場合，每路探頭監(jiān)測1路排煙通道。

5 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、風機的開關(guān)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(jié)合GIS實現(xiàn)污染準確定位；可以有效解決環(huán)保部門關(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機開關(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)。

【參考文獻】
[1]賈承學，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)測云平臺.2020.05版