一种监测油烟信息的控制系统的制作方法

本实用新型涉及信息检测，特别是涉及一种监测油烟信息的控制系统。

背景技术：

随着我国经济的发展和第三产业的兴起，饮食业也迅速得到发展。但食物烹调所产生的油烟对人体健康和环境的危害也日趋严重，需要加强治理。据统计，因饮食业油烟引起的投诉占所有环保投诉的40％，消除油烟污染已是刻不容缓。国家环保部已严令要求全国各省、市、自治区、直辖市环境保护局(厅)和环境保护重点城市环境保护局将油烟污染问题列入正常环境管理工作范围。按照《饮食业油烟排放标准》，限制餐饮企业的油烟最高允许排放浓度和油烟净化设施的最低去除效率。虽然大部分餐饮企业都对油烟污染采取了防治措施，但是也有部分企业为了节省成本，并未按照相关法律法规的要求进行处理。由于餐饮企业数量众多且分散，餐饮企业的油烟净化设施是否使用、净化后是否达标，很难做到有效监控，不能保证及时发现污染排放问题。因此必须利用科技的手段，实现对油烟污染源全覆盖全时段的监管。

目前对油烟排放浓度监测的方法还是传统的取样法，该方法检测周期长、步骤繁琐，现场测试条件和费用都较高，难以满足餐饮业油烟排放的监督和执法监测需求，且不能实现多点和实时在线监测。

尽管现在已经有部分企业研发设计了油烟监测装置，然而其中很多装置只能简单的监测油烟净化系统的各个设备的启停状态和净化设备的运行状态，并不能得知油烟排放的实际情况和技术缺陷，且监测数据只能在装置上看到，无法实时在线上传数据至相应的监测系统平台；某些装置采用无线信号传输，传输速率和接入数量有限，且后期维护成本较高；又或者某些装置必须与其相对应的品牌型号的浓度监测探头设备捆绑后使用，其扩展性受到诸多限制。

因此，基于以上提出的技术问题和缺陷本申请提供一种监测油烟信息的控制系统。

技术实现要素：

本实用新型的目的提供了一种监测油烟信息的控制系统，用于实现检测油烟烟道浓度、净化器和风机的运行状态等实时信息。

本实用新型提供的技术方案如下：

一种监测油烟信息的控制系统，包括：用于给所述监测油烟信息的控制系统中的设备提供电能的供电稳压单元，与所述供电稳压单元电连接的用于采集油烟数据信息的数据采集单元；与所数据采集单元电连接的用于设置和收发采集指令信息的终端控制单元；与所述终端控制单元电连接的用于传输数据信息的数据传输单元，通过所述数据传输单元将采集的数据信息进行发送。

优选的，包括：设置在所述终端控制单元中的中央处理器，信号调节模块，模数转换模块，所述中央处理器与所述信号调节模块电连接，所述信号调节模块与所述模数转换模块电连接。

优选的，包括：设置在所述数据传输单元中的NB-ION模块，无线传输模块，与所述NB-ION模块和所述无线传输模块电连接的用于处理数据传输协议的物联网控制芯片。

优选的，还包括：与所述终端控制单元电连接的用于控制所述监测油烟信息的控制系统中相应输入输出设备的工作状态的电路控制板，在所述电路控制板上设置至少一个与所述相应输入输出设备对应电连接通讯的信息通讯接口。

优选的，包括：至少一台与所述数据采集单元电连接的用于采集油烟数据信息的信息采集器；所述信息采集器包括，油烟浓度传感器，油烟风机，油烟净化器。

优选的，还包括：与所述终端控制单元电连接的用于设置所述监测油烟信息的控制系统中所述输入输出设备的参数信息的设备参数配置单元。

优选的，包括：设置在所述设备参数配置单元中的触摸按键，参数显示器。

优选的，还包括：设置在所述终端控制单元中与所述中央处理器电连接的用于监测所述监测油烟信息的控制系统工作状态的指示灯。

优选的，还包括：与所述终端控制单元电连接的用于存储数据信息的数据存储单元。

优选的，还包括：与所述数据传输单元电连接用于实现远程数据信息的监测的监管平台，所述监管平台由至少一台监测服务器组成。

与现有技术相比，本实用新型提供一种监测油烟信息的控制系统，至少带来以下一种技术效果：

1、在本实用新型中，采用最新的NB-IOT窄带物联网通信技术，通信模块采用了NB-IOT技术(基于蜂窝的窄带物联网)，具有覆盖广、连接多、速率高、成本低、功耗低、架构优等特点。安装调试便捷

2、在本实用新型中，设置有数据信息采集单元，可集成不同类型、多品牌监测探头、油烟等设备装置进行监测；而该装置可解决不同类型、不同品牌的监测设备，提高了装置的使用性及兼容性；解决目前市场上的许多监测装置只能采集指定品牌或类型的油烟浓度探头传感器或者油烟净化器，导致油烟监测装置的广泛使用受到一定的局限性问题，无法使用其他品牌或其他类型的监测传感器产品的问题。

3、在本实用新型，检测系统中自带可配置的软件工具，采集装置配备了一款可以帮助使用者采集油烟监测数据的软件工具，该软件采用可视化界面，能帮助使用者快速配置及连接终端设备；该软件可以采集、显示、监控并储存实时数据，并且也允许使用者改变终端监测设备的设置点、设备工作状态以及其他参数，便于使用者设定与维护；该软件工具可通过装置上的液晶屏及触摸按键进行显示及设置；也可利用广域网对装置进行远程操作。

4、在本实用新型中，可以实现远程控制，油烟监测装置可通过上层监管平台下发指令的方式，手动控制所连接的风机和油烟净化器设备运行的启停控制；也可通过设定油烟浓度界限值，若达到设定的界限值，装置可自动开启或停止风机和油烟净化器，从而更加快速有效的治理油烟污染。

5、在本实用新型中，设置有数据存储单元，当网络出现故障时，可实现数据断点续传，所采集的油烟数据将会保存至数据存储单元内，待网络恢复后再重新上传，以保障数据的连续性。

6、在本实用新型中，支持远程运维；通过监管平台利用互联网可对监测装置进行远程诊断和维护，自动发现故障设备并提前进行预处理，这样可以减少维护工程师到现场的时间和费用，不仅节约了大量的人力物力成本，同时也能为客户提供更为快捷的服务。

7、在本实用新型中，监测装置的箱体采用了防水防尘设计，可采用壁挂式或桌面式两种方式安装，放置于室内或室外皆可，箱体体积小巧、安装便捷。

8、在本实用新型中，监测装置上的液晶屏及触摸按键可在本地设置上发数据地址及端口、数据传输频率、监测传感器品牌型号选择、采集串口设置等参数，也可通过网络远程设置，方便现场人员调试。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种监测油烟信息的控制系统特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本实用新型一种监测油烟信息的控制系统一个实施例的结构图；

图2是本实用新型一种监测油烟信息的控制系统另一个实施例的结构图；

图3是本实用新型一种监测油烟信息的控制系统另一个实施例的结构图；

图4是本实用新型一种监测油烟信息的控制系统另一个实施例的流程图；

图5是本实用新型一种监测油烟信息的控制系统另一个实施例的流程图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本实用新型的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本实用新型相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

由于目前的对于环境的要求，以及行业内对于油烟等检测系统存在的缺陷与装置的不足，因此，需设计一种监测油烟信息的控制系统，特别是在餐饮业中，能够实时监测油烟废气中的油烟浓度信息、净化器和风机的运行情况，同时兼容不同类型或者型号的油烟监测模块(油烟浓度探测器、工况传感器)，并在模块出现问题时自检报警，通过网络将这些数据信息上传至监控系统平台中心的监测装置，以提高对餐饮企业的油烟排放信息、净化设施工作状态等信息掌握的全面性和实时性。

本实用新型提供一种监测油烟信息的控制系统的一个实施例，参考图1所示，包括：用于给所述监测油烟信息的控制系统中提供电能的供电稳压单元100，与所述供电稳压单元100电连接的用于采集数据信息的数据采集单元200；与所数据采集单元200电连接的用于设置和收发采集指令信息的终端控制单元300；与所述终端控制单元300电连接的用于传输数据信息的数据传输单元400，通过所述数据传输单元400将采集的数据信息进行发送。

具体的，在本实施例中将输入的交流220V通过供电稳压单元，即为电源稳压器稳压处理后，供系统中的各个设备正常工作；在本实施例中以检测油烟为例进行阐述，将油烟的检测应用于该系统中，通过数据采集单元采集的数据包括油烟的温度，浓度，以及排放量，等油烟数据信息；将采集的油烟数据信息通过终端控制单元300进行处理，包括编码，解码，根据采集的油烟数据信息分类处理后，通过数据传输单元400，以约定的协议进行发送，发送至油烟监测的平台。

在本实用新型中，通过安装监测油烟信息的控制系统中相应的设备，可以了解各餐饮企业的油烟污染排放情况，提高餐饮企业的环保责任主体意识，使其加强对油烟管道的污染治理，整改净化设备并定期清洗、维护。

优选的，包括：设置在所述终端控制单元300中的中央处理器310，信号调节模块320，模数转换模块330，所述中央处理器310与所述信号调节模块320电连接，所述信号调节模块320与所述模数转换模块330电连接。

优选的，包括：设置在所述数据传输单元400中的NB-ION模块410，无线传输模块420，与所述NB-ION模块410和所述无线传输模块420电连接的用于处理数据传输协议的物联网控制芯片430。

具体的，在以上实施例的基础上提供了又一实施例，在本实施例的阐述中同样以油烟检测为例进行展开；参考图2和图3所示，基于蜂窝的窄带物联网(Narrow Band Internet of Things,NB-IoT)成为万物互联网络的一个重要分支。NB-IoT构建于蜂窝网络，只消耗大约180KHz的带宽，可直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，以降低部署成本、实现平滑升级。NB-IoT是IoT领域一个新兴的技术，支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接，也被叫作低功耗广域网(LPWA)。NB-IoT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。据说NB-IoT设备电池寿命可以提高至少10年，同时还能提供非常全面的室内蜂窝数据连接覆盖。终端控制单元300负责设置及发送采集指令至采集模块，并从采集模块获取相关设备运行数据后进行处理，处理完成后将数据发送数据传输单元400；终端控制单元300中包括的已经设备包括：由于油烟传感器，以及一些设备采集到的油烟参数信息为模拟量，在进行信号调理时，需要利用模数转换模块320即A/D转换器进行模数转换，变成为数字量，其型号可以包括：AD420，ADS2110，供数字芯片可识别，也即中央处理器，中央处理器包括PICX系列的芯片，51系列的芯片，ARM芯片等，只要满足本申请中参数性能即可。信号调节模块320也即属于精密信号调理器，通过滤波去噪以后将稳定的数字信号发送至中央处理器；中央处理器根据相应的信号进行转换后根据指令进行发送。同时，终端控制单元300定时向油烟采集模块发送指令，向监测设备获取监测数据，当收到监测设备放回的数据后，终端控制单元300自动解析及处理，并将相关数据结果传送至数据传输单元400；在数据传输单元400中设置有NB-IOT模块，和无线传输模块420；NB-IOT器接收到终端控制单元300发送的数据后，通过安装在模块里内置的移动物联网芯片，利用TCP/IP协议，将数据传输至相应的监管平台中心。NB-IOT通信模块，同时也可对终端监测设备状态进行控制。NB-IOT通信模块侦测网络通讯是否正常，若网络正常，模块会利用TCP/IP协议接入无线公用通信网络，与后台监管平台中心联网通信，并将数据发送至平台中心；若网络不通，终端控制单元300会将数据存储至数据存储单元700，待网络恢复正常后重新上发至平台中心。数据存储单元700的存储芯片包括：型号为：93C66串行EEPROM、27C040 4MB,EPROM；采用TF卡，容量1G，数据以文件形式存储于TF卡中SD卡等满足本申请性能参数的存储芯片即可。

在本实施例中，整个装置集成度较高，功耗低；并且可根据现场情况设定选择要监测的设备品牌类型，设置简便。

在本实用新型中，采用最新的NB-IOT窄带物联网通信技术，通信模块采用了NB-IOT技术(基于蜂窝的窄带物联网)，具有覆盖广、连接多、速率高、成本低、功耗低、架构优等特点。

(1)可海量连接设备，NB-IOT比2G/3G/4G有50-100倍的上行容量提升，可以比现有无线技术提供50～100倍的接入数。

(2)深度覆盖：NB-IOT比LTE提升20dB增益，相当于发射功率提升了100倍，即覆盖能力提升了100倍，即使在偏远地区、地下车库、地下室、地下管道等信号难以到达的地方也能覆盖到。

(3)稳定可靠：NB-IOT支持待机时间长、对网络连接要求较高设备的高效连接。同时NB-IOT直接部署于GSM网络、UMTS网络或LTE网络，即可与现有网络基站复用以降低部署成本、实现平滑升级，但是使用单独的180KHz频段，不占用现有网络的语音和数据带宽，保证传统业务和未来物联网业务可同时稳定、可靠的进行。以油烟监测应用为例，与采用有线网络传输数据回收成功率在60％左右相比，NB-IoT可以保证数据成功回收率达99％，可靠性大大提高。

(4)后期维护成本低：由于NB-IOT低速率、低功耗、低带宽、芯片尺寸小的优势，使得油烟监测通信模块的成本和后期的运维成本大大降低。

优选的，还包括：与所述终端控制单元电连接的用于控制所述监测油烟信息的控制系统中相应输入输出设备的开关状态电路控制板500，(电路控制板中CPU型号：STM32F407)，在所述电路控制板500上设置至少一个与所述相应输入输出设备对应电连接通讯的信息通讯接口。

优选的，包括：至少一台与所述数据采集单元电连接的用于采集油烟数据信息的信息采集器；所述信息采集器包括，油烟浓度传感器，油烟风机，油烟净化器。

具体的，在以上实施例的基础上提供了又一实施例，在本实施例的阐述中同样以油烟检测为例进行展开；参考图2和图3所示，电路控制板500可用以对风机、油烟净化器等设备进行启停控制。数据采集单元中设置有数据通讯的端口，与雾浓度传感器，油烟风机，油烟净化器进行连接通讯，用于采集每个设备上的采集到的数据信息，采集单元将采集到的数据信息发送给终端控制单元300。各个设备与数据采集单元通讯方式可以选择多种，则包括可通过RS232/RS485等串行接口也可以通过以太网通讯。装置可定时采集油烟监测参数数据，其数据信息实时向监管平台中心上传。监管平台可以实时监控各个监测点的油烟浓度、油烟分机状态和净化器运行状态等参数，以便于对各餐饮单位的油烟排放进行有效管理和状态维护，为环保部门提供量化的、真实有效的油烟排放数据的依据。装置可自动或者手动控制监测设备的启停状态。当探测到的烟道浓度超出设定的界限值，且风机及净化器装置未开启时，装置可自动开启风机及净化器装置。也可使用嵌入在装置内的配置工具软件，利用远程访问的方式进行远程启停控制。

优选的，还包括：与所述终端控制单元电连接的用于设置所述监测油烟信息的控制系统中所述输入输出设备的参数信息的设备参数配置单元600。

优选的，包括：设置在所述设备参数配置单元600中的触摸按键，参数显示器。

优选的，还包括：设置在所述终端控制单元中与所述中央处理器电连接的用于监测所述监测油烟信息的控制系统工作状态的指示灯。

具体的，在以上实施例的基础上提供了又一实施例，在本实施例的阐述中同样以油烟检测为例进行展开；参考图2和图3所示，在本实施例的控制系统中，每个接入通讯的设备根据使用的环境，地理位置等多因素的原因，在使用本系统时需要对设备的进行参数设置，同时设置预警信息等，因此需要参数配置单元600，触摸按键和TFT液晶屏即为参数显示器；可帮助操作用户查看或设置装置的基本参数、监测设备运行状态参数、数据传输地址、监测设备采集选择、采集频率、串口设置等。同时在终端控制单元300中设置有指示灯；用于只是控制器的工作状态，数据信息以及设备异常的报警。装置内的采集模块、终端控制单元300和NB-IOT通信模块可进行本地设置，监管平台可以对装置进行统一配置和分别配置，提高设备维护的效率。装置内可配置的信息包括上发数据地址及端口、数据传输频率、传送数据量、监测传感器品牌型号选择、采集串口设置等。

优选的，还包括：与所述终端控制单元300电连接的用于存储数据信息的数据存储单元700。

优选的，与所述数据传输单元400电连接用于实现远程数据信息的监测的监管平台，所述监管平台由至少一台监测服务器。

具体的，在以上实施例的基础上提供了又一实施例，在本实施例的阐述中同样以油烟检测为例进行展开；参考图2和图3所示，数据存储单元700用于当网络出现故障或中断时，自动存储采集模块获取的油烟监测参数数据，当网络恢复通畅后，终端控制单元300会自动发送数据存储单元700存储的历史数据，以保障数据采集的连续性。在网络出现通讯故障或无法与监管平台中心连接时，采集的油烟数据将自动保存至数据存储单元700；待网络恢复正常后，数据存储单元700内的数据将自动通过NB-IOT通信模块发送至监管平台，发送成功后存储模块内的数据也将自动清除。数据存储单元700中的存储卡配置的容量大，可保存至少60天的数据。

在本实用新型申请中装置内的终端控制单元300定时向油烟采集模块发送指令，向监测设备获取监测数据，当收到监测设备放回的数据后，终端控制单元300自动解析及处理，并将相关数据结果传送至(4)设备功能装置主要包括油烟采集模块(含串口接口)、终端控制单元300(含精密信号调理单元、模数转换处理电路、中央处理器)、电路控制板500、数据存储单元700、NB-IOT模块、TFT液晶屏、触摸按键、状态指示灯以及电源等部件，采用精心设计的人机交互模式，可以实现手动或自动采样等不同监测模式的切换。设计有多种通信方式选择，即可通过RS232/RS485等串行接口和上位机进行信息交互，也可以通过以太网和NB-IOT模块与上位机或者远程服务器进行信息交互，并设计有多种数据输出方式选择，以及油烟浓度超标预警报警提示等功能。上位机或者远程服务器上配套有专门的油烟在线监测平台软件，可以实时显示油烟在线监测仪上传的各种监测数据，如油烟风机开关状态、油烟排放浓度、温度、湿度、压力，排放流量、油烟排放流量等实时数据。其中油烟采集模块负责采集烟道内安装的油烟探头、油烟净化器、风机等设备的运行状态数据。终端控制单元300和NB-IOT模块是该装置的核心。电路控制板500可用以对风机、油烟净化器等设备进行启停控制。稳压电源模块是该装置主要的供电来源，通过外接220V电源为监测装置供电。当发生意外停电或用电中断，装置内各个模块会立即进入休眠状态，但凡恢复供电后，各个模块会被自动唤醒，重新正常工作，以保障装置正常实时采集。

本实用新型中，克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种监测准确、兼容性强且安装调试简便的实用油烟监测装置，用以监测油烟烟道浓度、净化器和风机的运行状态等实时信息。装置结构简单，安装和操作方便，易于推广应用。

在本实用新型中，可集成不同类型、多品牌监测探头、油烟等设备进行监测；而该装置可解决不同类型、不同品牌的监测设备，提高了装置的使用性及兼容性。由于目前市场上的许多监测装置只能采集指定品牌或类型的油烟浓度探头传感器或者油烟净化器，导致油烟监测装置的广泛使用受到一定的局限性，无法使用其他品牌或其他类型的监测传感器产品。

本实用新型提供一种监测油烟信息的控制系统的另一个实施例用于实现数据采集流程分两种，参考图4和图5所示，：

1.按照设置的采集频率定时上发油烟监测数据

终端控制单元300自动判断是否到达采集频率设置时间，若已到采集时间，终端控制单元300向采集模块发送采集指令，由采集模块采集下属油烟浓度监测探头、油烟净化器、风机等设备的运行数据，并将采集数据返回至终端控制单元300，终端控制单元300在对数据进行分析处理后，将需要的数据传送至NB-IOT通信模块，NB-IOT通信模块会判定是外网网络是否联通，是否与监管平台保持通讯，如网络正常，则立即发送油烟信息至监管平台；如网络异常，则将数据保存至数据存储单元700，待网络恢复正常后，存储模块内的历史数据也将自动上传至监管平台，同时将已上传的历史数据删除。

2.装置运行状态监测

由监管平台发送设备状态监测指令，NB-IOT模块监听到指令后发送至终端控制单元300，终端控制单元300根据指令响应后，返回装置运行状态数据，并传送至NB-IOT模块，无线模块再远程传输至监管平台。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。