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。

关键词:在线监测;油烟净化;物联网;数字化

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、吸纳就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，就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;其洁净程度则是根据定期数据记录或净化器上吸附油烟杂物的情况来判别是否需要清洗。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

图 1 系统整体架构

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，整体架构如图1所示。

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。

服务器层作为数据存储和处理的核心空间，可以实现不同餐饮企业任一时刻多组传感器监测数据的交互。智能油烟在线监测系统运行在 Tomcat服务器上，采用的是Spring Boot设计模式的请求驱动型的轻量级 Web 框架，为用户提供其所需的实时系统运行情况，支持用户以浏览器方式对油烟净化系统智能化监测与控制。

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

厨房端主控电箱连接控制的传感器、烟道阀门等设备如图2所示。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。当炉头上方温度探头测量到温度与当前环境温度大致相同后，会延时关闭烟罩风机和烟道阀门，并上传厨房端炉头关闭信息到网关，随后网关通知管道端并进行相应调控。

图 2 厨房端电箱控制图

3.2 管道端主控电箱

管道端主控电箱连接控制的传感器、风机等设备如图3所示。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。管道端控制器连接的传感器等设备的运行信息直接上传到网关，网关转发到厨房端显示其厨房端运行状态。

图 3 管道端电箱控制图

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中心，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。本机及服务器的网络配置，主要是配置本机的缺省(默认)网络地址。

文章来源：《物联网技术》 网址: http://www.wlwjszz.cn/zonghexinwen/2020/0729/514.html