CN113091864A - 一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统及方法，属于餐厨垃圾处理技术领域；监管系统包括与物联网监管平台通讯连接的多个处理单元，处理单元包括智能分类称重模块、信号放大数字转换模块、数据处理模块、通讯模块和物联网监管平台，通过智能分类称重模块对垃圾进行分类称重上传，并通过数据处理模块将分类称重信息进行精准处理和转换，传输到显示屏和物联网监管平台上，从而对餐厨垃圾处理信息进行监控管理。本发明可分别将固态残渣和液态油脂的智能分类称重数据实时精准的上传到物联网服务器平台，并通过手持终端的APP监管程序进行查看管理，可以有效的进行餐厨垃圾行业监管，满足网格化及大数据要求，便于规范行业行为。

Description

一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统及方法
技术领域
本发明涉及一种餐厨垃圾分类称重监管系统，具体涉及一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统及方法，属于餐厨垃圾处理技术领域。
背景技术
随着经济和城市化进程的加快，居民日常餐饮消费能力显著提高，饭店、食堂、街头小吃等餐饮场所产生了大量的餐厨垃圾。剩饭、剩菜、瓜果皮核、蔬菜根叶、废弃动物器官等固体残渣与油脂液体混杂，水分含量高，极易腐烂变质，散发恶臭，传播细菌和病毒，影响周边环境等。
目前传统的餐厨垃圾处理设备仅对餐厨垃圾进行垃圾分类识别处理，再对分类处理后的垃圾进行称重计费等工作，整个垃圾处理过程周期长且工作繁琐，并且垃圾的源头、处理过程均不能查实，给后期餐厨垃圾的监管带来不便，因此对餐厨垃圾的规范一体化处理及监管工作已经迫在眉睫。
因此对于上述问题，需要对餐厨垃圾实行破碎挤压、分拣分离后进行智能分类称重，能实时将数据收集并上传至监控平台，实现区域化餐厨垃圾处理监控管理和大数据营运。
发明内容
本发明的目的是：克服现有餐厨垃圾处理设备中存在的不足，提供一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统及方法，可分别对过滤处理后的固态残渣和液态油脂进行智能分类称重和数据显示，并将重量数据实时精准的传输到物联网服务器平台，通过数据的收集比对和记忆储存，可以有效的进行餐厨垃圾行业监管，满足网格化及大数据要求，便于规范行业行为。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统，包括与物联网监管平台通讯连接的多个处理单元，所述处理单元包括智能分类称重模块、信号放大数字转换模块、数据处理模块和通讯模块；所述智能分类称重模块由称重传感器通讯连接称重控制模块组成，称重传感器设置有两个分别位于餐厨垃圾处理设备中收渣容器和油收纳容器的下端，称重控制模块通讯连接信号放大数字转换模块；所述信号放大数字转换模块包括电压转换模块、高通滤波模块、信号放大模块、信号转换模块和量化编码模块，信号放大数字转换模块与数据处理模块通讯连接；所述数据处理模块为核心处理模块，还与显示屏、清洗装置、电加热管和温度传感器通讯连接，数据处理模块通过通讯模块通讯连接物联网监管平台；所述通讯模块连接有天线；所述物联网监管平台为一个网格化监控平台，物联网监管平台与手持终端通讯连接，手持终端为安装对应APP监管程序的手机。
所述称重传感器包括称重传感器1和称重传感器2并分别设置在收渣容器和油收纳容器的下端，所述称重控制模块包括称重控制模块1和称重控制模块2；所述称重控制模块1对应连接称量收渣容器中固态残渣重量的称重传感器1，所述称重控制模块2对应连接称量油收纳容器中液态油脂重量的称重传感器2。
所述称重传感器的分类称重数据通过有线、蓝牙、WIFI中至少一种传输方式进行传输。所述称重传感器选用精度高的单点式平行梁结构、悬臂梁结构、S型结构、双剪切梁结构和柱式结构中的任意一种，整个所述餐厨垃圾处理设备可分为两套或多套分类称重系统，分类称量固态残渣和分离后的液态油脂，并分别将分类称重后数据进行实时上传。
所述称重控制模块为单片机结构，内部设置进行信号的传输和转换的单片机控制程序。
所述数据处理模块为单片机结构，内部设置识别餐馆类型和计算分类称重数据油渣比的驱动程序。
所述显示屏还设置有语音模块和功能按键；所述显示屏为人机交互界面，可以实时显示分类称重数据及相关信息。
所述通讯模块包括4G模块、WIFI模块、NB-LOT模块和RJ45模块。
所述信号放大数字转换模块将接收到的模拟信号转换为数字信号，并将数字信号采样保持后进行量化和编码。
所述手持终端的APP监管程序为物联网监管平台进行实时查看、监管平台运营专用的管理运营小程序。
一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统的监管方法，包括以下步骤：
S1，称重传感器将实时称量的称重信息上传给称重控制模块；
S2，称重控制模块接收称重传感器上传的称重信息进行存储，并传输到信号放大数字转换模块；
S3，信号放大数字转换模块将接收到的称重信息模拟信号转换呈数字信号，并将数字信号采样保持后进行量化和编码传输给数据处理模块；
S4，数据处理模块将接收到的前期固液分离的控水时间以及实时采集的固态残渣和液态油脂的称重数据进行分类汇总，计算出所有不同类型餐厅的油渣比以及同类型餐厅的平均油渣比，分析餐厅类型与控水时间、油渣比的关系，利用穷举比较法得出不同类型餐厅油渣比的基准范围，将油渣比超出基准范围的餐厅数据上传到物联网监管平台；
某类型餐厅油渣比的计算公式为：油渣比=液态油脂重量/固态残渣重量，
某类型餐厅平均油渣比的计算公式为：
ODP=（OW1+OW2+……+OWn）/(DW1+DW2+……+DWn)，
式中，ODP为平均油渣比，OW1+OW2+……+OWn为某类型餐厅液态油脂的n次称重叠加数据，DW1+DW2+……+DWn为某类型餐厅固态残渣的n次称重叠加数据；
S5，物联网监管平台对接收到的餐厅数据信息进行汇总，通过通讯模块向管理人员发出提醒通知，通讯模块与手持终端中的APP监管程序通讯连接，通过手持终端进行查看监管平台运营。
所述步骤S3中，信号放大数字转换模块先将接收到模拟信号通过内部电阻取电转换为电压信号，将电压信号与信号源进行阻抗匹配，通过高通滤波器过滤高频杂质，在组成的负反馈电路中进行信号放大，再传输进入芯片进行数字转换，并将数字信号采样保持后进行量化和编码。
所述步骤S4中，油渣比的基准范围获取方法为：同类型餐厅以其油渣比的平均数为基准，散列所有该类型餐厅的油渣比，以覆盖80%该类型餐厅为界，得出其油渣比的基准上线和下线，油渣比的基准上线和下线之间的范围即是油渣比的基准范围；基准的取值范围可随着餐厅数量和采集称重数据的增加而浮动。
本发明的有益效果是：1）本发明系统通过将餐厨垃圾处理设备与智能分类称重及监管系统连接，并利用智能物联网通讯技术，实现数据收集与平台监控一体化服务，达到实时数据收集并上传至监控平台，实现区域化餐厨垃圾处理监控管理和大数据营运的目的，便于相关部门实现餐厨垃圾行业管理和监控，便于规范行业行为。
2）本发明系统中的智能分类称重模块由并联的两套称重传感器连接配套的称重控制模块协同作业，能够快速准确称量出每次出渣重量和分解出的油脂重量，提升分离物转运效率，并实现数据快速上传满足追溯、查看等功能。
3）本发明系统中的称重传感器为单点式平行梁结构，具有精度高、抗偏载能力强的特点，在达到精确测量称重数据的同时，还能提高系统装置的稳定性，实现精确称重、大数据监管的优势。
4）本发明系统中的物联网监管平台为一个网格化监控平台，一个平台可以连接多家餐馆的多个餐厨垃圾处理设备，能够实时监控分类称重信息，并可监控到餐厨垃圾的源头、处理过程及去向，实现大数据信息分析，便于行业营运监督管理。
5）本发明方法中分析固液分离控水时间、餐厅类型和油渣比的关系，可作为设备改进，实现固液分离自动控制和倾倒设计基础；根据大量数据分析得出不同类型的餐厅的油渣比合理分布区间，以此作为基准对餐厅处理垃圾规范化管理的依据，当餐厅处理的餐厨垃圾油渣比超出基准范围时，系统向管理人员发出提醒通知，实现对餐厅的自动监管。
附图说明
图1为本发明的系统原理示意图；
图2为本发明的系统流程示意图；
图3为本发明方法中不同类型餐厅的采集数据和油渣比的汇总表；
图4为本发明方法中油渣比基准范围的计算示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的解释说明。
实施例：如图1-4所示，本发明所述的一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统，与餐厨垃圾处理设备中固液分离及油水分离后接收过滤后的固态残渣和液态油脂的收渣容器和油收纳容器连接；包括与物联网监管平台通讯连接的多个处理单元，处理单元包括智能分类称重模块、信号放大数字转换模块、数据处理模块和通讯模块；处理单元为连接一家餐馆内的餐厨垃圾处理设备监管餐厨垃圾称重信息的称重监管单元，物联网监管平台至少连接一个处理单元，能够实时监控分类称重信息，并可监控到餐厨垃圾的源头、处理过程及去向，实现大数据信息分析，便于行业营运监督管理。
智能分类称重模块由并联的两套称重传感器连接配套的称重控制模块组成，称重控制模块与信号放大数字转换模块通讯连接；称重传感器包括称重传感器1和称重传感器2并分别设置在收渣容器和油收纳容器的下端，称重控制模块包括称重控制模块1和称重控制模块2，称重控制模块1对应连接称量收渣容器中固态残渣重量的称重传感器1，称重控制模块2对应连接称量油收纳容器中液态油脂重量的称重传感器2。
称重传感器为精度高单点式平行梁结构、悬臂梁结构、S型结构、双剪切梁结构和柱式结构中的一种，精度高，抗偏载能力强，称重传感器的型号选用L6E3型。整个餐厨垃圾处理设备可分为两套或多套分类称重系统，分类称量固态残渣和分离后的液态油脂，并分别将分类称重后数据进行实时上传。称重传感器的分类称重数据通过有线、蓝牙、WIFI中至少一种传输方式进行传输。
称重控制模块为单片机结构，内部设置进行信号的传输和转换的单片机控制程序。
数据处理模块的型号采用HJZK-B型，数据处理模块通过通讯模块连接物联网监管平台。
通讯模块与天线连接为物联网监管平台提供运营环境和网络支持，通讯模块的型号采用USR-G780V型，通讯模块包括4G模块、WIFI模块、NB-LOT模块和RJ45模块。
显示屏为人机交互界面，显示屏的型号采用HJSXp-01型，可以实时显示分类称重数据及相关信息。
物联网监管平台为一个网格化监控平台与手持终端连接；能够实时监控分类称重信息，并可监控到餐厨垃圾的源头、处理过程及去向，实现大数据信息分析，便于行业营运监督管理。手持终端的APP监管程序为物联网监管平台进行实时查看、监管平台运营专用的管理运营小程序，省时省力、方便快捷。
物联网监管平台还与称重计费模块连接，将分类称重系统上传的重量信息，通过收集、储存并换算成货币价值，并具有动态称重计费、累计计费等功能，物联网监管平台可通过手持终端的APP监管程序下载安装在手机上，实时查看监控管理多家餐馆内的处理单元，以便于后期的称重计费、缴费管理。
一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统的监管方法，包括以下步骤：
S1，称重传感器将实时称量的称重信息上传给称重控制模块；其中称重传感器1将实时称量收渣容器内的固体残渣的称重信息上传给称重控制模块1，称重传感器2将实时称量油收纳容器内的液态油脂的称重信息上传给称重传感器2。
S2，称重控制模块接收称重传感器上传的称重信息进行存储，并传输到信号放大数字转换模块。
S3，信号放大数字转换模块先将接收到的称重信息模拟信号通过内部电阻取电转换为电压信号，将电压信号与信号源进行阻抗匹配，通过高通滤波器过滤高频杂质，在组成的负反馈电路中进行信号放大，再传输进入芯片进行数字转换，并将数字信号采样保持后进行量化和编码传输给数据处理模块。
S4，数据处理模块将接收到的前期固液分离的控水时间以及实时采集的固态残渣和液态油脂的称重数据进行分类汇总，计算出所有不同类型餐厅的油渣比以及同类型餐厅的平均油渣比，分析餐厅类型与控水时间、油渣比的关系，利用穷举比较法得出不同类型餐厅油渣比的基准范围，将油渣比超出基准范围的餐厅数据上传到物联网监管平台；如图3所示，
某类型餐厅油渣比的计算公式为：油渣比=液态油脂重量/固态残渣重量，
某类型餐厅平均油渣比的计算公式为：
ODP=（OW1+OW2+……+OWn）/(DW1+DW2+……+DWn)，
式中，ODP为平均油渣比，OW1+OW2+……+OWn为某类型餐厅液态油脂的n次称重叠加数据，DW1+DW2+……+DWn为某类型餐厅固态残渣的n次称重叠加数据；
如图4所示，油渣比的基准范围获取方法为：同类型餐厅以其油渣比的平均数为基准，散列所有该类型餐厅的油渣比，以覆盖80%该类型餐厅为界，得出其油渣比的基准上线和下线，油渣比的基准上线和下线之间的范围即是油渣比的基准范围；基准的取值范围可随着餐厅数量和采集称重数据的增加而浮动。
S5，物联网监管平台对接收到的餐厅数据信息进行汇总，通过通讯模块向管理人员发出提醒通知，通讯模块与手持终端中的APP监管程序通讯连接，通过手持终端进行查看监管平台运营。
本发明通过将餐厨垃圾处理设备与智能分类称重及监管系统连接，并利用智能物联网通讯技术，实现数据收集与平台监控一体化服务，达到实时数据收集并上传至监控平台，实现区域化餐厨垃圾处理监控管理和大数据营运的目的，便于相关部门实现餐厨垃圾行业管理和监控，便于规范行业行为。
以上仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统，其特征在于：包括与物联网监管平台通讯连接的多个处理单元，所述处理单元包括智能分类称重模块、信号放大数字转换模块、数据处理模块和通讯模块；所述智能分类称重模块由称重传感器通讯连接称重控制模块组成，称重传感器设置有两个分别位于餐厨垃圾处理设备中收渣容器和油收纳容器的下端，称重控制模块通讯连接信号放大数字转换模块；所述信号放大数字转换模块包括电压转换模块、高通滤波模块、信号放大模块、信号转换模块和量化编码模块，信号放大数字转换模块与数据处理模块通讯连接；所述数据处理模块为核心处理模块，还与显示屏、清洗装置、电加热管和温度传感器通讯连接，数据处理模块通过通讯模块通讯连接物联网监管平台；所述通讯模块连接有天线；所述物联网监管平台为一个网格化监控平台，物联网监管平台与手持终端通讯连接，手持终端为安装对应APP监管程序的手机。
2.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统，其特征在于：所述称重传感器包括称重传感器1和称重传感器2并分别设置在收渣容器和油收纳容器的下端，所述称重控制模块包括称重控制模块1和称重控制模块2；所述称重控制模块1对应连接称量收渣容器中固态残渣重量的称重传感器1，所述称重控制模块2对应连接称量油收纳容器中液态油脂重量的称重传感器2。
3.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统，其特征在于：所述称重传感器的分类称重数据通过有线、蓝牙、WIFI中至少一种传输方式进行传输。
4.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统，其特征在于：所述数据处理模块为单片机结构，内部设置识别餐馆类型和计算分类称重数据油渣比的驱动程序。
5.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统，其特征在于：所述显示屏还设置有语音模块和功能按键。
6.根据权利要求1所述的一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统，其特征在于：所述通讯模块包括4G模块、WIFI模块、NB-LOT模块和RJ45模块。
7.利用上述任一权利要求的一种用于餐厨垃圾处理的分类称重物联网监管系统的监管方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1，称重传感器将实时称量的固态残渣和液态油脂的称重信息上传给称重控制模块；
S2，称重控制模块接收称重传感器上传的称重信息进行存储，并传输到信号放大数字转换模块；
S3，信号放大数字转换模块将接收到的称重信息模拟信号转换成数字信号，并将数字信号采样保持后进行量化和编码传输给数据处理模块；
S4，数据处理模块将接收到的前期固液分离的控水时间以及实时采集的固态残渣和液态油脂的称重数据进行分类汇总，计算出所有不同类型餐厅的油渣比以及同类型餐厅的平均油渣比，分析餐厅类型与控水时间、油渣比的关系，利用穷举比较法得出不同类型餐厅油渣比的基准范围，将油渣比超出基准范围的餐厅数据上传到物联网监管平台；
某类型餐厅油渣比的计算公式为：油渣比=液态油脂重量/固态残渣重量，
某类型餐厅平均油渣比的计算公式为：
ODP=（OW1+OW2+……+OWn）/(DW1+DW2+……+DWn)，
式中，ODP为平均油渣比，OW1+OW2+……+OWn为某类型餐厅液态油脂的n次称重叠加数据，DW1+DW2+……+DWn为某类型餐厅固态残渣的n次称重叠加数据；
S5，物联网监管平台对接收到的餐厅数据信息进行汇总，通过通讯模块向管理人员发出提醒通知，通讯模块与手持终端中的APP监管程序通讯连接，通过手持终端进行查看监管平台运营。
8.根据权利要求7所述的监管方法，其特征在于：所述步骤S3中，信号放大数字转换模块先将接收到模拟信号通过内部电阻取电转换为电压信号，将电压信号与信号源进行阻抗匹配，通过高通滤波器过滤高频杂质，在组成的负反馈电路中进行信号放大，再传输进入芯片进行数字转换，并将数字信号采样保持后进行量化和编码。
9.根据权利要求7所述的监管方法，其特征在于：所述步骤S4中，油渣比的基准范围获取方法为：同类型餐厅以其油渣比的平均数为基准，散列所有该类型餐厅的油渣比，以覆盖80%该类型餐厅为界，得出其油渣比的基准上线和下线，油渣比的基准上线和下线之间的范围即是油渣比的基准范围；基准的取值范围可随着餐厅数量和采集称重数据的增加而浮动。
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