CN111365741A - 一种油烟在线监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种油烟在线监测系统，包括设置在油烟净化器上的监测装置，监测装置包括沿油烟净化器进风管口至出风管口设置的至少2个油烟传感器。监测装置还包括位于油烟净化器外部的控制结构，控制结构包括主控器MCU、低功耗半双工收发器、电源模块。控制结构还包括NB‑iot通讯模块，NB‑iot通讯模块与主控器MCU双向电连接。主控器MCU为R‑PLC远程可编程控制器，其与NB‑iot通讯模块形成油烟净化器的远程控制系统。油烟在线监测系统的设置能够实时查看油烟净化器的净化效果，确保排放的油烟达到环保要求，用户或者监管部门可对油烟净化器的工作状态、排放油烟浓度实时监测，以确保排放的油烟合格。
Description
技术领域
本发明涉及油烟监测技术领域，尤其涉及一种油烟在线监测系统。
背景技术
近年来，随着城市生活水平的提高和经济的快速发展，越来越多的餐饮企业为人们提供了更加快速、便捷的餐饮服务，其为我国的经济繁荣贡献了不可忽视的力量。但与此同时，餐饮服务的油烟废气产生及排出量大量增加，其是一种含有三百多种污染物，主要有脂肪酸、烷烃、酯、芳香化合物等至少数十种会危害人体健康的成分，是继工业废气、机动车尾气之后的城市空气第三大"污染杀手"，会对人体造成健康上的损害，也是城市PM2.5的来源之一。
油烟气体成分复杂，其中多种成分会对人体的健康造成危害，因此，环保部门要求餐饮企业必须对油烟进行净化处理后再排放。虽然企业安装了油烟净化器，但是政府的监管大多是通过执法人员随机检查，部分企业为了控制成本，只有在执法人员检查时才会临时使用油烟净化器处理油烟以蒙蔽执法人员，在没有抽检时仍然直接将油烟排放，使得直接排放油烟的恶劣行为仍然存在。
餐饮企业的油烟净化设施是否使用,油烟净化后排放是否达标,仅靠人工巡查是很难精准实时监测。虽然目前市面上也有用于检测油烟浓度的检测仪，但是其多为单一的传感器监测，不能准确反映油烟含量，且功能单一，只是提供数据上传通道，缺少设备运维功能和政府监管功能。
发明内容
本发明的目的在于提供一种油烟在线监测系统，其能够多方面监测油烟净化器的工作状态及油烟处理效果，有利于实现餐饮业油烟排放污染的控制，改善城市环境质量；有利于提高环境监管力度，推动减排工作的顺利开展。
实现发明目的的技术方案如下：一种油烟在线监测系统，包括设置在油烟净化器上的监测装置，监测装置包括沿油烟净化器进风管口至出风管口设置的至少2个油烟传感器，油烟传感器用于测定油烟净化器内不同位置的油烟浓度。
其中，监测装置还包括位于油烟净化器外部的控制结构，控制结构包括主控器MCU、与主控器MCU双向电连接的低功耗半双工收发器、电源模块。
其中，控制结构还包括NB-iot通讯模块，NB-iot通讯模块与主控器MCU双向电连接。主控器MCU为R-PLC远程可编程控制器，且R-PLC远程可编程控制器与NB-iot通讯模块形成油烟净化器的远程控制系统。
油烟在线监测系统的设置能够实时查看油烟净化器对油烟的净化效果，确保排放的油烟达到环保要求的排放标准。用户或者监管部门可实时查看或监测油烟净化器的工作状态，对排放油烟浓度等进行实时监测，以确保排放的油烟合格。
本发明油烟在线监测系统的工作原理是：油烟净化器上的油烟传感器对进入油烟净化器及排出油烟净化器的油烟浓度进行测定，并将测定的油烟浓度信息传输至主控器MCU内；在主控器MCU对采集的油盐浓度信号进行分析，当油烟净化器排放的油烟浓度超过环保部门规定的阈值时，则经NB-iot通讯模块及有线通讯模块传输告警信号，主控器MCU对至少2个油烟传感器采集的油烟浓度信号进出比对分析，当位于进风管口处的油烟浓度与出风管口处的油烟浓度比值小于0.7时，则说明油烟净化器处理油烟效果降低，需要进行检修或者清理，此时主控器MCU经NB-iot通讯模块及有线通讯模块传输预警信号。
本发明R-PLC远程可编程控制器与NB-iot通讯模块形成的油烟净化远程控制系统，R-PLC远程可编程控制器能实时对用户的油烟净化器的运行电数据、工作状态（是否开启）、告警状态、油烟浓度数据等采集及监测，分析后将数据经NB-iot通讯模块（通信窄带物联网）传递至云端管理平台，实现远程监测，同时可以通过远程监测设备对用户的R-PLC远程可编程控制器发送指令，以对用户发送设备维护、清洗、油烟净化器停止运行等指令信息。
作为对本发明的改进，半双工收发器为SP3485驱动器，半双工收发器具有低功耗的优点，能够减少控制结构的能耗，且由于其功耗低，长时间工作时产热低，对控制结构的影响较小。
进一步的，为了实时监测及掌握油烟净化器作业情况，可以通过采集油烟净化器工作的电能参数，从而确定用户是否使用油烟净化器及其使用时间。因此，使半双工收发器还与油烟净化器的多功能电表电连接，半双工收发器用于将多功能电表的电参数信息输送至主控器MCU内。
作为本对发明的改进，为了便于用户或者执法人员巡检时能够实时查看油烟净化器的工作情况，在控制结构上还设有显示模块，主控器MCU与显示模块电连接，且显示模块与监测装置壳体上的显示屏电连接，显示屏用于实时显示油烟净化器的状态。显示模块及显示屏还与电源模块电连接，电源模块用于对显示模块及显示屏提供电源。
作为对本发明的改进，控制结构还包括油烟净化器状态监测模块，油烟净化器状态监测模块与油烟净化器电连接，用于测定油烟净化器的工作状态，如监测并采集油烟净化器的打火信号、检修情况等。
作为对本发明的改进，为了便于在油烟净化器发生故障且作业人员没有发现时，通过远程控制系统及时关闭油烟净化器，使控制结构还包括油烟净化器控制模块，油烟净化器控制模块通过连接接口与油烟净化器电连接，油烟净化器控制模块用于控制油烟净化器的开启及关闭。
作为对本发明的改进，当油烟净化器排放的油烟浓度超过环保部门要求的阈值，或者油烟净化器发生故障时，为便于及时通知用户采取措施，在控制结构内还设有告警模块，告警模块与主控器MCU电连接，告警模块用于发出告警信号。
作为对本发明的改进，主控器MCU与NB-iot通讯模块之间还设有UART模块，UART模块是一种异步收发传输器，是一种通用串行数据总线，用于异步通信，其能够实现双向通信（如实现全双工传输和接收），例如：能将油烟净化器的信息，如油烟浓度、油烟净化器电能、油烟净化器工作状态等信息传输出去，和将远程控制系统下方的操控指令发送至主控器MCU内，以实现对油烟净化器的实时监控及远程操控。
作为对本发明的改进，为了提高油烟净化器的各种工作参数的传输信息形式，确保数据能够及时传输，在控制结构还包括有线通讯模块，有线通讯模块为RS232通讯模块或RS485通讯模块。当NB-iot通讯模块出现故障或者用户及时查看油烟净化器的各种工作参数，可通过RS232通讯模块或RS485通讯模块将油烟净化器的各种参数传输用户的电脑端。
与现有技术相比，本发明型的有益效果是：
1. NB-iot通讯模块网支持广链接，NB-iot通讯模块的一个扇区能够支持10万个连接，提高了监管部门对本区域的油烟净化器进行同时监控，降低了远程控制系统设置的数据，提高了监管效率。
2、排放的油烟达到了环保部门的要求，且使得扰民问题得到改善，投诉量减少。
3、油烟在线监测系统的设置，使得用户油烟净化器的使用率明显提高，避免用户只在执法人员抽检时临时启用油烟净化器的问题。
4、油烟在线监控系统的建设，不但有利于实现对城市餐饮业油烟污染的控制，改善城市环境质量，而且更加有利于提高环境监管力度，推动了减排工作的开展。
附图说明
图1为本发明油烟在线监测系统的结构框图。
具体实施方式
下面结合附图所示的各实施方式对发明进行详细说明，但应当说明的是，这些实施方式并非对本发明的限制，本领域普通技术人员根据这些实施方式所作的功能、方法、或者结构上的等效变换或替代，均属于本发明的保护范围之内。
在本实施例的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明创造和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明创造的限制。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明创造中的具体含义。
实施例1：
本实施例提供一种油烟在线监测系统，在本实施方式中，油烟在线监测系统包括设置在油烟净化器上的监测装置，监测装置包括沿油烟净化器进风管口至出风管口设置的至少2个油烟传感器，油烟传感器用于测定油烟净化器内不同位置的油烟浓度。
其中，如图1所示，监测装置还包括位于油烟净化器外部的控制结构，控制结构包括主控器MCU、与主控器MCU双向电连接的低功耗半双工收发器、电源模块。
其中，控制结构还包括NB-iot通讯模块，NB-iot通讯模块与主控器MCU双向电连接。主控器MCU为R-PLC远程可编程控制器，且R-PLC远程可编程控制器与NB-iot通讯模块形成油烟净化器的远程控制系统。
在本实施例中，NB-iot通讯模块包括NB-iott终端、NB-iot基站、NB-iot分组核心网、NB-iot衔接办理渠道、业务平台。
1.NB-iot终端产品(模组/芯片)类似于3G/4G通讯模组，将设备端数据打包发送到指定渠道的硬件模块；
2.NB-iot基站是移动通讯中构成蜂窝小区的根本单元，首要完结移动通讯网和UE之间的通讯和办理功用。即经过运营商网络衔接的NB-Iot 用户终端设备必须在基站信号的掩盖范围内才干进行通讯。基站不是孤立存在的，归于网络架构中的一部分，是衔接移动通讯网和UE(用户体验度)的桥梁。基站一般由机房、信号处理设备、室外的射频模块、收发信号的天线、GPS、各种传输线缆等构成。iot衔接办理渠道供给对各种传感器、SIM卡的数据收集、办理功用，一起能够把数据开放给第三方使用体系，让各种使用能迅速构建自己的物联网事务。
在本实施例中，R-PLC远程可编程控制器可以远程设置控制参数，通过远程NB-iot通讯模块下发并存储到主控器MCU中，用户可以依据不运行工况设置不同的控制逻辑，具有通用性强、使用方便、适应面广、可靠性高、抗干扰能力强、编程简单等特点。
油烟在线监测系统的设置能够实时查看油烟净化器对油烟的净化效果，确保排放的油烟达到环保要求的排放标准。主要是用户或者监管部门是对油烟净化器的工作状态，排放油烟浓度等进行实时监测，以确保排放的油烟合格。
作为对本实施例的半双工收发器进行改进，半双工收发器为SP3485驱动器，半双工收发器具有低功耗的优点，能够减少控制结构的能耗，且由于其功耗低，长时间工作时产热低，对控制结构的影响较小。
优选的，为了实时监测及掌握油烟净化器作业情况，可以通过采集油烟净化器工作的电能参数，从而确定用户是否使用油烟净化器及其使用时间。因此，使半双工收发器还与油烟净化器的多功能电表电连接，半双工收发器用于将多功能电表的电参数信息输送至主控器MCU内。
本发明油烟在线监测系统的工作原理是：油烟净化器上的油烟传感器对进入油烟净化器及排出油烟净化器的油烟浓度进行测定，并将测定的油烟浓度信息传输至主控器MCU内；在主控器MCU对采集的油盐浓度信号进行分析，当油烟净化器排放的油烟浓度超过环保部门规定的阈值时，则经NB-iot通讯模块及有线通讯模块传输告警信号，主控器MCU对至少2个油烟传感器采集的油烟浓度信号进出比对分析，当位于进风管口处的油烟浓度与出风管口处的油烟浓度比值小于0.7时，则说明油烟净化器处理油烟效果降低，需要进行检修或者清理，此时主控器MCU经NB-iot通讯模块及有线通讯模块传输预警信号。
本发明R-PLC远程可编程控制器与NB-iot通讯模块形成的油烟净化远程控制系统，R-PLC远程可编程控制器能实时对用户的油烟净化器的运行电数据、工作状态（是否开启）、告警状态、油烟浓度数据等采集及监测，分析后将数据经NB-iot通讯模块（通信窄带物联网）传递至云端管理平台，实现远程监测，同时可以通过远程监测设备对用户的R-PLC远程可编程控制器发送指令，以对用户发送设备维护、清洗、油烟净化器停止运行等指令信息。
实施例2：
本实施例是在实施例1的基础上对进行进一步的改进，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例的控制结构还包括显示模块、油烟净化器状态监测模块、油烟净化器控制模块、告警模块、UART模块、有线传输模块，请参图1所示，具体如下所述：
为了便于用户或者执法人员巡检时能够实时查看油烟净化器的工作情况，在控制结构上还设有显示模块，主控器MCU与显示模块电连接，且显示模块与监测装置壳体上的显示屏电连接，显示屏用于实时显示油烟净化器的状态。显示模块及显示屏还与电源模块电连接，电源模块用于对显示模块及显示屏提供电源。
控制结构还包括油烟净化器状态监测模块，油烟净化器状态监测模块与油烟净化器电连接，用于测定油烟净化器的工作状态，如监测并采集油烟净化器的打火信号、检修情况等。
为了便于在油烟净化器发生故障且作业人员没有发现时，通过远程控制系统及时关闭油烟净化器，使控制结构还包括油烟净化器控制模块，油烟净化器控制模块通过连接接口与油烟净化器电连接，油烟净化器控制模块用于控制油烟净化器的开启及关闭。
当油烟净化器排放的油烟浓度超过环保部门要求的阈值，或者油烟净化器发生故障时，为便于及时通知用户采取措施，在控制结构内还设有告警模块，告警模块与主控器MCU电连接，告警模块用于发出告警信号。
主控器MCU与NB-iot通讯模块之间还设有UART模块，UART模块是一种异步收发传输器，是一种通用串行数据总线，用于异步通信，其能够实现双向通信（如实现全双工传输和接收），例如：能将油烟净化器的信息，如油烟浓度、油烟净化器电能、油烟净化器工作状态等信息传输出去，和将远程控制系统下方的操控指令发送至主控器MCU内，以实现对油烟净化器的实时监控及远程操控。上述主控器MCU的型号可以为ADM809SARTZ，也可以选用其他型号。
控制结构还包括有线通讯模块，有线通讯模块为RS232通讯模块或RS485通讯模块。当NB-iot通讯模块出现故障或者用户及时查看油烟净化器的各种工作参数，可通过RS232通讯模块或RS485通讯模块将油烟净化器的各种参数传输用户的电脑端。其能够提高油烟净化器的各种工作参数的传输信息形式，确保数据能够及时传输。
本实施例的油烟在线监测系统的工作原理是：
1.油烟净化器上的油烟传感器对进入油烟净化器及排出油烟净化器的油烟浓度进行测定，并将测定的油烟浓度信息传输至主控器MCU内；在主控器MCU对采集的油盐浓度信号进行分析，当油烟净化器排放的油烟浓度超过环保部门规定的阈值时，则经NB-iot通讯模块及有线通讯模块传输告警信号，主控器MCU对至少2个油烟传感器采集的油烟浓度信号进出比对分析，当位于进风管口处的油烟浓度与出风管口处的油烟浓度比值小于0.7时，则说明油烟净化器处理油烟效果降低，需要进行检修或者清理，此时主控器MCU经NB-iot通讯模块及有线通讯模块传输预警信号。
2. 半双工收发器实时接收多功能电表的电参数，并传输至主控器MCU内，主控器MCU分析油烟传感器的实际工作时间，并与设定的工作时间（如应工作6~12小时）参数进行比对，当时间工作时间小于设定工作时间时，主控器MCU经NB-iot通讯模块及有线通讯模块传输预警信号至控制系统中，监管部门及时接收用户的油烟传感器非正常运行信息，及时采取措施。
3. 油烟净化器状态监测模块实时监测用户油烟传感器的运行情况，当设备发生故障时，及时通过远程控制系统关闭户油烟传感器，确保用户使用油烟传感器的安全性。
上文所列出的一系列的详细说明仅仅是针对本发明的可行性实施方式的具体说明，它们并非用以限制本发明的保护范围，凡未脱离本发明技艺精神所作的等效实施方式或变更均应包含在本发明的保护范围之内。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种油烟在线监测系统，包括设置在油烟净化器上的监测装置，其特征在于：所述监测装置包括沿油烟净化器进风管口至出风管口设置的至少2个油烟传感器，所述油烟传感器用于测定油烟净化器内不同位置的油烟浓度；
所述监测装置还包括位于油烟净化器外部的控制结构，所述控制结构包括主控器MCU、与主控器MCU双向电连接的低功耗半双工收发器、电源模块；
所述控制结构还包括NB-iot通讯模块，所述NB-iot通讯模块与所述主控器MCU双向电连接；所述主控器MCU为R-PLC远程可编程控制器，且所述R-PLC远程可编程控制器与所述NB-iot通讯模块形成油烟净化器的远程控制系统。
2.根据权利要求1所述的一种油烟在线监测系统，其特征在于：所述低功耗半双工收发器为SP3485驱动器。
3.根据权利要求1或2所述的一种油烟在线监测系统，其特征在于：所述低功耗半双工收发器还与油烟净化器的多功能电表电连接，所述低功耗半双工收发器用于将多功能电表的电参数信息输送至所述主控器MCU内。
4.根据权利要求1所述的一种油烟在线监测系统，其特征在于：所述控制结构还包括显示模块，所述主控器MCU与所述显示模块电连接，且所述显示模块与所述监测装置壳体上的显示屏电连接，所述显示屏用于实时显示油烟净化器的状态；
所述显示模块及所述显示屏还与所述电源模块电连接，所述电源模块用于对所述显示模块及所述显示屏提供电源。
5.根据权利要求1所述的一种油烟在线监测系统，其特征在于：所述控制结构还包括油烟净化器状态监测模块，所述油烟净化器状态监测模块与油烟净化器电连接，用于测定油烟净化器的工作状态。
6.根据权利要求1所述的一种油烟在线监测系统，其特征在于：所述控制结构还包括油烟净化器控制模块，所述油烟净化器控制模块通过连接接口与油烟净化器电连接，所述油烟净化器控制模块用于控制油烟净化器的开启及关闭。
7.根据权利要求1所述的一种油烟在线监测系统，其特征在于：所述控制结构还包括告警模块，所述告警模块与所述主控器MCU电连接，所述告警模块用于发出告警信号。
8.根据权利要求1所述的一种油烟在线监测系统，其特征在于：所述主控器MCU与所述NB-iot通讯模块之间还设有UART模块。
9.根据权利要求1所述的一种油烟在线监测系统，其特征在于：所述控制结构还包括有线通讯模块，所述有线通讯模块为RS232通讯模块或RS485通讯模块。
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