基于物联网技术的餐饮业油烟在线监测系统的研究

日期：2024-05-19 11:15

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摘要：本文利用物联网技术，构建了一套餐饮企业智能油烟在线监测系统，该系统前台由厨房端和管道端组成，通过网关接入云平台管理系统，实时监控烟道阀门的启闭、变频风机的启停与风速及功率调节、油烟浓度数据等。结合动态参数的持续变化和云平台大数据的对比分析，提高餐饮企业的油烟净化综合监控能力，以便实现政府部门对餐饮企业的油烟数化管制。

1引言

餐饮业作为我国第三产业中一个重要的传统服务性行业，因其市场大、增长快、影响广、吸纳业能力强的特点而广受重视。从餐饮油烟净化治理的状况来看，由于餐饮企业众多且分散，只能简单地监测油烟净化系统各设备的开关状态，一般只要烟道阀门和风机设备处于开启状态，判定为油烟排放正常即所谓的排放达标；对于油烟净化设备的工作状态是通过监测油烟净化设备的运行功率等参数的变化进行判别；随着嵌入式、无线通信和多传感器融合技术的成熟和广泛应用，各种物联网技术集成应用在油烟监测系统中，将有益于提高企业对油烟净化综合监控能力、给予政府及环保部门数字化指标，推动人与自然和谐发展。

2系统体系架构

该智能油烟在线监测系统的整体架构分为三个模块，即前台控制器、通信网关和服务器。

前台控制器部分包括厨房端和管道端，其中厨房端由一个主控制器与两个从控制器组成，每个控制器可管理两个罩台加四个炉头的标准组合，主从控制器之间采用 RS485双绞线通信，主控制器、管道端与网关之间均采用无线通信。

网关连接前端设备与云平台，实现数据与信令的转发，每个系统布设一个网关。网关与前端设备之间采用 Lora 无线通信协议通信，默认为两个无线信道并行通信。厨房主控制器与管道端的无线信道与网关的任一无线信道一致才能通信。一般情况下，可先统计厨房端主控制器数量加一个管道端，然后平均分配到网关的两个信道上。为了避免单一信道交互堵塞，网关与云平台之间采用4G无线协议通信。

3系统硬件设计

无论厨房端控制器还是管道端控制器都是通过网关进行数据交互，并上传给服务器供后台统计和管理。

3.1 厨房端主控电箱

当炉头上方温度探头测量到当前温度比环境温度高4度以上时，即判定为厨师已启动炉头开始烹饪，系统自动打开烟道阀门、启动烟罩风机，并上传炉头运作信息到网关层，随后网关会即时通知管道端启动相关设备。在整个烹饪过程中，厨房端控制器会连续地采集当前炉头上方测量的温度和环境温度数据、烟道阀门启闭状态、烟罩风机功率等参数并上传到系统服务器。

3.2 管道端主控电箱

管道端控制器根据接收通过网关传来的厨房端炉头点火信息和测量烟道内油烟浓度信息，启动变频风机、净化器和除味器等相关设备，并按照预设置的参数模式智能自行调控净化功率和变频风机功率。

3.3 无线网关

网关作为智能油烟在线监测系统的数据交互，需要配置各信道间的无线参数、各厨房主从控制器与管道端控制器地址、本机自身地址及服务器相关参数等。在网关参数配置中，需要在各信道参数配置下，因为管道端先填入管道端地址再填入与该管道端相连的厨房主从控制器地址，网关会根据本配置提取参数信息数据转发给服务器。

4系统软件设计

在智能油烟在线监测系统中，软件层面的设计关重要，为了实现系统的智能化和**化，需要建立一个足够清晰的数据。由网关将设备的工作状况信息持续传到服务器的数据，系统一定时间间隔扫描数据库中的数据表，分析计算后传到系统前端供管理员查看。

5安科瑞AcrelCloud3500餐饮油烟监测云平台

基于物联网技术的餐饮业油烟在线监测系统的研究

为了弥补现存餐饮行业在烟油监测上的漏洞，同时便利监管部门的监察，安科瑞油烟监测云平台应运而生。油烟监测模块通过2G/4G与云端平台进行通信和数据交互，系统能够对企业餐饮设备的开机状态、运行状态进行监控；实现开机率监测，净化效率监测，设施停运告警，待清洗告警，异常告警等功能；对采集数据进行统计分析、排名等统计功能；较之传统的静电监测方案，更具**性和实效性。平台预留与其他应用系统、设备交互对接接口，具有很好的扩展性及融合性。

5.1平台结构

平台GIS地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进行提示预警，监管部门可迅速进行处理，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，持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，同时结合排烟口的挥发性物质、颗粒物浓度等进行对比分析，一旦排放超标，系统会发出异常信号。