CN107577194A - 基于NB‑iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架 - Google Patents

Abstract

本发明公开了基于NB‑iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，设置有三级式大数据处理平台（16）、用于进行油烟排放监测的前端检测系统（10），所述前端检测系统（10）通过NB‑iot网络与三级式大数据处理平台（16）通信；能够将实时监测所得的油烟排放信息通过NB‑iot网络通信传输至三级式大数据处理平台内，并能够利用三级式大数据处理平台对数据信息进行分析、处理存档以及建立各种档案，并能够实现多级预警及报警功能。

Description

基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架

技术领域

本发明涉及烟气在线监测技术、NB-iot通信技术、大数据应用技术、传感器技术等领域，具体的说，是基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架。

背景技术

我们平时炒菜散发出的油烟是食用油和食物在高温条件下，产生的大量热氧化分解产物。烹调时，油脂受热，当温度达到食用油的发烟点170℃时，出现初期分解的蓝烟雾，随着温度继续升高，分解速度加快，当温度达250℃时，出现大量油烟，并伴有刺鼻的气味，油烟粒度在0.01微米－0.3微米。

有关部门从居民家庭收集的经常煎炸食物的油烟样品进行分析，共测出220 多种化学物质，其中主要有醛、酮、烃、脂肪酸、醇、芳香族化合物、酯、内酯、杂环化合物等。在烹调油烟中还发现挥发性亚硝胺等已知突变致癌物。

高温油烟产生的有毒烟雾，能损伤呼吸系统，从而诱发肺癌。有毒烟雾的产生与温度有关：当油加热超过200℃时，生成油烟的主要成分丙烯醛，它具有强烈的辛辣味，对鼻、眼、咽喉黏膜有较强的刺激，可引起鼻炎、咽喉炎、气管炎等呼吸道疾病；当油烧到“吐火”时，油温超过300℃，这时除了产生丙烯醛外，还会产生凝聚体，导致慢性中毒，容易诱发呼吸和消化系统癌症。

油烟本身就是一种严重的空气污染，是PM2.5 的重要组成部分。其对PM2.5污染的贡献超过10%。

环境污染现在已经成为全社会重点关注问题。而餐饮油烟是PM2.5的重要来源。现在市面主流的油烟净化器，都存在清洗困难这个问题。造成大量的油烟净化器未清洗、未维护，从而不能正常工作。还有许多商家使用低端伪劣油烟净化器，使得餐饮油烟污染一直难以处理。

随着网络和移动网络技术的普及，分散式终端数据收集，集中大数据处理将是各行业的信息处理主要方式。

发明内容

本发明的目的在于基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，能够将实时监测所得的油烟排放信息通过NB-iot网络通信传输至三级式大数据处理平台内，并能够利用三级式大数据处理平台对数据信息进行分析、处理存档以及建立各种档案，并能够实现多级预警及报警功能。

本发明通过下述技术方案实现：基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，设置有三级式大数据处理平台、用于进行油烟排放监测的前端检测系统，所述前端检测系统通过NB-iot网络与三级式大数据处理平台通信。

进一步的为更好地实现本发明，能够实时（时刻）检测被检测点处餐饮企业所排放的油烟废气浓度是否超出国家排放标准《GB-18483饮食业油烟排放标准》，特别采用下述设置结构：所述前端检测系统包括无线检测传输电路、油烟排放系统，在油烟排放系统上设置有油烟浓度传感器，且油烟浓度传感器与无线检测传输电路相连接，无线检测传输电路通过NB-iot网络与三级式大数据处理平台通信。

进一步的为更好地实现本发明，能够将油烟结果油烟净化器净化后再排放，并实时（时刻）检测所排的油烟废气流量，并判断其是否存在支管偷排的情况，特别采用下述设置结构：所述油烟排放系统包括油烟净化器及连接在油烟净化器上的油烟废气排放管道，所述油烟浓度传感器设置在油烟废气排放管道上，在油烟废气排放管道上还设置有与无线检测传输电路相连接的废气流量传感器。

进一步的为更好地实现本发明，能够利用无线检测传输电路实时检测油烟净化器工作情况，特别采用下述设置结构：所述油烟净化器与无线检测传输电路相连接。

进一步的为更好地实现本发明，能够实时（时刻）检测餐饮企业所设置的油烟净化器的使用情况，判断油烟净化器是否正常工作，特别采用下述设置结构：在所述油烟净化器上还设置有电流功率传感器。

进一步的为更好地实现本发明，能够利用无线检测传输电路监测现场传感器所输出的触发信号，以便当接收到触发信号后，开启相应的传输功能，特别采用下述设置结构：在所述无线检测传输电路上还设置有现场传感器。

进一步的为更好地实现本发明，能够配合现场传感器所输出的触发信号，使得无线检测传输电路能够及时开启图像抓拍、传输功能，以便时刻检测是否存在有人破坏无线检测传输电路的情况，特别采用下述设置结构：在所述无线检测传输电路上还设置有摄像头。

进一步的为更好地实现本发明，能够实现三级监测、三级预警、三级报警的功能，特别采用下述设置结构：所述三级式大数据处理平台包括区县级监测预警系统、市级监测预警系统及省级监测预警系统，且前端检测系统通过NB-iot网络通信连接区县级监测预警系统，区县级监测预警系统通信连接市级监测预警系统，市级监测预警系统通信连接省级监测预警系统。

进一步的为更好地实现本发明，能够利用NB-iot网络进行前端检测系统与三级式大数据处理平台间的数据通信，在进行本发明的前端检测系统与三级式大数据处理平台之间的NB-iot网络数据传输时，在进行NB-iot网络的架构搭建时，优选采用下述设置结构：所述NB-iot网络的架构设置有NB-iot网基站、NB-iot骨干网、防火墙及Internet，且前端检测系统通信连接NB-iot网基站，NB-iot网基站接入NB-iot骨干网，防火墙搭接在Internet与NB-iot骨干网之间，三级式大数据处理平台接入Internet。

进一步的为更好地实现本发明，能够同时检测多个监测点的油烟排放情况，特别采用下述设置结构：所述前端检测系统至少有一个。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

本发明能够将实时监测所得的油烟排放信息通过NB-iot网络通信传输至三级式大数据处理平台内，并能够利用三级式大数据处理平台对数据信息进行分析、处理存档以及建立各种档案，并能够实现多级预警及报警功能。

本发明采用多种传感器相结合的技术，能够实时监测前端检测系统所设置的监测点处餐饮企业所排放的油烟废气浓度是否超出国家排放标准《GB-18483饮食业油烟排放标准》；所排放的油烟废气流量，是否存在支管偷排；所排放的油烟净化器的使用情况，油烟净化器是否正常工作。

本发明所设置的现场传感器和摄像头当监测到传感器送过来的触发信号后，会立即开启图像抓拍、传输功能，并时刻检测是否有人破坏无线检测传输电路。

本发明能够通过NB-iot网络基站的定位功能和GPS定位功能，配合电子地图，在电子地图上标注每个餐饮企业（监测点）的位置；无线检测传输电路时刻将位置信息通过NB-iot网络上传至三级式大数据处理平台。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2为本发明所述前端检测系统结构示意图。

图3为本发明所述三级式大数据处理平台结构示意图。

图4为本发明前端检测系统内各种传感器的连接框图。

其中，1- -油烟浓度传感器，2-废气流量传感器，3-无线检测传输电路，4-现场传感器，5-摄像头，6-油烟废气排放管道，7-油烟净化器，8-电流功率传感器，9-废气进口管道，10-前端检测系统，11-NB-iot网基站，12-NB-iot骨干网，14-防火墙，15-Internet，16-三级式大数据处理平台，17-省级监测预警系统，18市级监测预警系统，19-区县级监测预警系统，20-监测点。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

由于传统的GPRS/CDMA（2G/3G）将在近几年被各大运营商淘汰。NB-iot具有覆盖广、连接多、速率低、成本低、功耗低、架构优等特点，是我国主导的，工信部主推的一种可在全球范围内广泛应用的新兴物联网技术。NB-iot物联网每次传输的数据字节少，非常适合监测数据的传输。

实施例1：

本发明提出了基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，能够将实时监测所得的油烟排放信息通过NB-iot网络通信传输至三级式大数据处理平台内，并能够利用三级式大数据处理平台对数据信息进行分析、处理存档以及建立各种档案，并能够实现多级预警及报警功能，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：设置有三级式大数据处理平台16、用于进行油烟排放监测的前端检测系统10，所述前端检测系统10通过NB-iot网络与三级式大数据处理平台16通信。

所述前端检测系统10基于多传感器技术设计，能够检测油烟浓度、排放量等信息，从而判断油烟排放标准是否满足《GB-18483饮食业油烟排放标准》，并可监测设置监测点20处的企业油烟废气的流量并判断其是否存在支管偷排的情况，同时能够实时检测油烟净化器是否正常工作，无线检测传输电路是否存在人为破坏的情况。

所述三级式大数据处理平台16能够将前端检测系统10所检测数据通过NB-iot网络发回三级式大数据处理平台16上，并对数据进行分析、处理、存档且建立各种档案。

实施例2：

本实施例是在上述实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够实时（时刻）检测被检测点处餐饮企业所排放的油烟废气浓度是否超出国家排放标准《GB-18483饮食业油烟排放标准》，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：所述前端检测系统10包括无线检测传输电路3、油烟排放系统，在油烟排放系统上设置有油烟浓度传感器1，且油烟浓度传感器1与无线检测传输电路3相连接，无线检测传输电路3通过NB-iot网络与三级式大数据处理平台16通信。

设置在油烟排放系统上的油烟浓度传感器1时刻检测餐饮企业所排放的油烟废气浓度，判断其是否超出国家排放标准《GB-18483饮食业油烟排放标准》，进一步的可通过无线检测传输电路3经NB-iot网络传输至三级式大数据处理平台16内，从而精准判断其是否超出国家排放标准《GB-18483饮食业油烟排放标准》，进而能够实现预警等功能。

无线检测传输电路包括无线传输模块及作为控制采集芯片的ARM器件，且无线传输模块优选采用中兴me3612模块，中兴me3612模块应用高通MDM9206平台，中兴me3612模块已完成中国电信入库验收，测试中表现优秀；或无线传输模块优选采用移远BC95模块，BC95模块采用了华为Boudica120芯片，此模块将改进NB-iot的最新技术进步。

进一步的，在ARM器件上还连接有作为本地存储的存储卡（大容量，比如G字节、T字节的可移除式存储设备），ARM器件采集油烟浓度传感器、废气流量传感器、电流功率传感器的信号，将信号转换为相适应的数字数据。将数据存储在本地大容量存储卡上，作为备份，同时将数据通过无线检测传输电路经NB-iot网络上传至三级式大数据处理平台。当监测到现场传感器（红外接近传感器、振动传感器）信号，开启摄像头抓拍图像，防止人为破坏。

实施例3：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够将油烟结果油烟净化器净化后再排放，并实时（时刻）检测所排的油烟废气流量，并判断其是否存在支管偷排的情况，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：所述油烟排放系统包括油烟净化器7及连接在油烟净化器7上的油烟废气排放管道6，所述油烟浓度传感器1设置在油烟废气排放管道6上，在油烟废气排放管道6上还设置有与无线检测传输电路3相连接的废气流量传感器2。

在设置使用时，优选的在油烟净化器7的输出侧设置油烟废气排放管道6，在油烟净化器7的输入侧设置废气进口管道9用于与监测点20处的厨房废气排放口连接；并在油烟废气排放管道6上设置油烟浓度传感器1和废气流量传感器2，且优选的将油烟浓度传感器1设置在废气流量传感器2的上方，同时将油烟浓度传感器1和废气流量传感器2的输出端与无线检测传输电路3相连接；在使用时，废气流量传感器2时刻检测餐饮企业所排放的油烟废气流量，判断其是否存在支管偷排的情况；进一步的可通过无线检测传输电路3经NB-iot网络传输至三级式大数据处理平台16内，使得三级式大数据处理平台16可以进一步的精准判断，进而能够实现预警等功能。

实施例4：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够利用无线检测传输电路实时检测油烟净化器工作情况，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：所述油烟净化器7与无线检测传输电路3相连接，可以实现信号通信或/和电源供电的作用。

实施例5：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够实时（时刻）检测餐饮企业所设置的油烟净化器的使用情况，判断油烟净化器是否正常工作，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：在所述油烟净化器7上还设置有电流功率传感器8；电流功率传感器8能够时刻检测餐饮企业所设的油烟净化器的使用情况，判断油烟净化器是否正常工作。

实施例6：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够利用无线检测传输电路监测现场传感器所输出的触发信号，以便当接收到触发信号后，开启相应的传输功能，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：在所述无线检测传输电路3上还设置有现场传感器4，所述现场传感器4支持多达4路现场传感器监测，优选的现场传感器4采用超声波传感器，红外接近传感器，振动传感器等中的一种或多种。

实施例7：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够配合现场传感器所输出的触发信号，使得无线检测传输电路能够及时开启图像抓拍、传输功能，以便时刻检测是否存在有人破坏无线检测传输电路的情况，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：在所述无线检测传输电路3上还设置有摄像头5，在设置使用时，当无线检测传输电路3监测到现场传感器送过来的触发信号后，会立即开启图像抓拍、传输功能，时刻检测是否有人破坏无线检测传输电路3。

在使用时，将基于NB-iot网络的无线检测传输电路3，安装到商家的油烟废气排放管道6上，时刻检测商家油烟排放情况。

通过NB-iot网基站11的定位功能和GPS定位功能，配合电子地图，在电子地图上标注每个餐饮企业（监测点20）的位置。

无线检测传输电路3时刻将位置信息通过NB-iot网络上传至三级式大数据处理平台16。

各个监测点20的基于NB-iot网络的无线检测传输电路3，将各种传感器测得的餐饮油烟废气实时数据发回三级式大数据处理平台16，三级式大数据处理平台16对数据分析、处理、存档并建立各种档案。

实施例8：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够实现三级监测、三级预警、三级报警的功能，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：所述三级式大数据处理平台16包括区县级监测预警系统19、市级监测预警系统18及省级监测预警系统17，且前端检测系统10通过NB-iot网络通信连接区县级监测预警系统19，区县级监测预警系统19通信连接市级监测预警系统18，市级监测预警系统18通信连接省级监测预警系统17。

三级式大数据处理平台16分为3个层次：省级环保监测预警系统（省级监测预警系统17）、市级环保监测预警系统（市级监测预警系统18）、区县级环保监测预警系统（区县级监测预警系统19）。

所述省级监测预警系统17，整个系统纳入省级环保监测监管预警系统中，各个市级监测预警系统18定时将分析处理后的数据，上传省级监测预警系统17；同时省级监测预警系统17可以通过市级监测预警系统18和区县级监测预警系统，实时获取每个监测点20的具体数据。

市级监测预警系统18，每日定时接受各个区县级监测预警系统19上传的数据，然后分析处理这些数据后，将整个市的分析处理后的数据上传省级监测预警系统17，同时依照这些数据管理本市的环保工作。同时市级监测预警系统18可以通过区县级监测预警系统19，实时获取每个监测点20的具体数据。

区县级监测预警系统19，监测监管辖区内各个餐饮企业（监测点20）的排放数据，每日定时将各个监测点20的原始数据分析处理后上传到市级监测预警系统18，同时依照这些数据管理本区县的环保工作，同时维护本辖区的各个监测点20的设备。

本发明通过多参数多信道多手段实现餐饮企业排污实时采集监测并实时上传到三级式大数据处理平台16，同时支持多参数阈值设置以及超阈值报警功能，实现排污超限实时报警。

整个三级式大数据处理平台16是一个分布式多点采集通讯管理系统，可以在各级环保局和各级NB-iot运营商处，分别建立系统信息监控中心，作为整个系统的双备份。由该中心向各企业监测点设备发布命令，收集所有企业监测点的监测数据，并加以存储备份、自动形成报表及各种图形管理。对于各监测点的数据采集工作通过基于NB-iot网络的无线检测传输电路3来完成，然后经NB-iot物联网将实时监测数据传输到监测中心，进而来完成对实时监测数据的分类、存储及分析比较，超过阈值系统将实时报警。

优选的，超出第一级参数阈值、通过手机APP向相关企业负责人，发送警报，企业组织人员进行自查。

超出第二级参数阈值、通过向区县级相关人员及相关企业负责人，发送警报，双方组织人员查找原因。

超出第三级参数阈值、餐饮企业排污超标，当地环保部门，依法停止该餐饮企业经营。

实施例9：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够利用NB-iot网络进行前端检测系统与三级式大数据处理平台间的数据通信，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：所述NB-iot网络的架构设置有NB-iot网基站11、NB-iot骨干网12、防火墙14及Internet15，且前端检测系统10通信连接NB-iot网基站11，NB-iot网基站11接入NB-iot骨干网12，防火墙14搭接在Internet15与NB-iot骨干网12之间，三级式大数据处理平台16接入Internet15。

实施例10：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，进一步的为更好地实现本发明，能够同时检测多个监测点的油烟排放情况，如图1、图2、图3、图4所示，特别采用下述设置结构：所述前端检测系统10至少有一个。

实施例11：

本实施例是在上述任一实施例的基础上进一步优化，如图1-4所示，基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架进行检测的方法，包括以下具体步骤：

1）前端检测系统中废气流量传感器2、现场传感器4（红外接近传感器、振动传感器）时刻在工作中，其余电路休眠。

2）当废气流量传感器2采集到信号时，唤醒整个前端检测系统，前端检测系统开始采集油烟浓度传感器1、废气流量传感器2、电流功率传感器8的信号，将信号转换为相适应的数字数据。

3）经步骤2）后，将数字数据存储在本地大容量存储卡上，作为备份，同时将数字数据通过无线传输模块，经NB-iot网络上传至三级式大数据处理平台16。

4）当监测到现场传感器（红外接近传感器、振动传感器等）4信号时，唤醒整个前端检测系统，开启摄像头5抓拍图像，防止人为破坏。

5）经步骤4）后，将图像数据存储在本地大容量存储卡上，作为备份，同时将数据通过无线传输模块，经NB-iot网络上传至三级式大数据处理平台16。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：设置有三级式大数据处理平台（16）、用于进行油烟排放监测的前端检测系统（10），所述前端检测系统（10）通过NB-iot网络与三级式大数据处理平台（16）通信。

2.根据权利要求1所述的基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：所述前端检测系统（10）包括无线检测传输电路（3）、油烟排放系统，在油烟排放系统上设置有油烟浓度传感器（1），且油烟浓度传感器（1）与无线检测传输电路（3）相连接，无线检测传输电路（3）通过NB-iot网络与三级式大数据处理平台（16）通信。

3.根据权利要求2所述的基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：所述油烟排放系统包括油烟净化器（7）及连接在油烟净化器（7）上的油烟废气排放管道（6），所述油烟浓度传感器（1）设置在油烟废气排放管道（6）上，在油烟废气排放管道（6）上还设置有与无线检测传输电路（3）相连接的废气流量传感器（2）。

4.根据权利要求3所述的基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：所述油烟净化器（7）与无线检测传输电路（3）相连接。

5.根据权利要求3所述的基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：在所述油烟净化器（7）上还设置有电流功率传感器（8）。

6.根据权利要求2-5任一项所述的基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：在所述无线检测传输电路（3）上还设置有现场传感器（4）。

7.根据权利要求2-5任一项所述的基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：在所述无线检测传输电路（3）上还设置有摄像头（5）。

8.根据权利要求1-5任一项所述的基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：所述三级式大数据处理平台（16）包括区县级监测预警系统（19）、市级监测预警系统（18）及省级监测预警系统（17），且前端检测系统（10）通过NB-iot网络通信连接区县级监测预警系统（19），区县级监测预警系统（19）通信连接市级监测预警系统（18），市级监测预警系统（18）通信连接省级监测预警系统（17）。

9.根据权利要求1-5任一项所述的基于NB-iot网络的餐饮油烟排放大数据监控平台构架，其特征在于：所述前端检测系统（10）至少有一个。