付鸿泽，李 楠，许子杰，陈鸿鹏，韩 宁，刘 楠

（机电工程国家级实验教学示范中心（天津理工大学），天津 300384）

随着现代化城市生活节奏的加快，“互联网+餐饮服务”新兴行业应运而生并快速发展[1]，“OTO”模式下的外卖行业以其便捷、省时、选择广等特点被广大消费者所认可,尤其受大学生的青睐[2]。2020年3月，我国网上外卖用户规模达3.98亿人，占网民整体的44.0%；手机网上外卖用户规模达3.97亿人，占手机网民的44.2%[3]。但在快速的发展下，隐藏的危机却不容小觑，黑心作坊、无证经营、食物变质甚至是在厕所做饭等食品安全恶性事件层出不穷、不胜枚举，严重损害了广大消费者的身体健康和权益。因此对于外卖食品安全的监管，“事前预防”比“事后补救”更重要[4]。

1 市场分析及调查

1.1 市场分析

随着食品工业的发展，食品产业链条更加复杂，网络订餐、新产品、新工艺、新包装材料和食品添加剂种类增多，导致食品安全事件多发[5]。由于网络餐饮具有非现场、不可视等特点，其食品卫生安全相对更加难以保证。部分商家为了达到配送速度更快的目的，把外卖食品的质量与卫生放在次要位置，导致廉价的外卖速食包和不卫生食品快速流入市场，威胁着消费者的健康安全。由于订单通过网络来完成，消费者并不能了解到外卖厨房中的环境，因此消费者需要有一种方式能够直观地了解到外卖厨房的环境和食品安全卫生状况。

1.2 市场调查

点外卖时消费者担心的食品安全问题与消费者对于外卖厨房数据公开的态度调查见表1。

为了更加深入地了解到外卖市场中所存在的问题，笔者收集了有关外卖问题的市场调查，调查结果如表1所示。调查结果发现，消费者相对于外卖食品中水质问题，更关心油质问题和食品新鲜度的问题，还发现大部分消费者对于外卖厨房数据公开表示支持的态度，与笔者前期对市场的分析结果一致。

表1 调查：点外卖时消费者担心的食品安全问题与消费者对于外卖厨房数据公开的态度

通过以上两个市场调查，笔者了解到消费者在点外卖时所关注的问题和对于信息公开的态度，也说明了市场需要有一种方式能够直观地了解到外卖厨房的环境和食品安全卫生状况。以此次调研为背景，笔者设计了针对外卖食品的解决方案--云上厨房。云上厨房的控制原理及其实际搭建示意图分别见图1、图2。

图1 云上厨房控制原理

图2 实际搭建示意图

2 项目设计框架

2.1 硬件设计

云上放心厨房基于三菱Q系列PLC组成，包括串口通信模块和输入输出模块。利用串口通信模块与RS-485总线相连，通过电力载波通信与多个传感器连接并进行环境监测，将传感器监测到的数据实时反馈到PLC中，通过PLC，判断当前环境的状态，并将当前的状态通过工业路由器实时传输到微信公众号中，以便消费者能实时掌握外卖厨房的当前情况。

2.2 软件设计

在检测过程中，为了保证数据的准确可靠，多个传感器将数据采集到PLC中，降低了各个传感器之间的干扰，提高了整个系统的灵敏度，并将传感器检测所得的环境参数和厨房视频监控画面一并反馈到消费者的终端。

3 项目创意

3.1 通过微信公众号将信息公开

通过微信公众号将后厨信息数据公开，实现社会全民可以实时了解到餐厅的环境卫生情况和食品安全卫生情况。通过系统了解后厨的情况，从用户的切身利益出发，维护了消费者的知情权。

3.2 云上视频监控

笔者在分析市场调查结果时发现，困扰消费者最大的问题就是不能直观地看到外卖厨房的实时情况，因此，笔者在外卖厨房中加入了视频监控系统，让消费者能通过手机终端看到外卖厨房的实时画面，进一步提高了外卖厨房的透明度。

3.3 通过电导率监测食用油的油品

为了解决外卖地沟油的问题，笔者为外卖厨房的油质制作了一套监测系统，监测系统利用不同食用油的电导率不同来识别油质是否符合餐饮行业的标准。对于不同油品的电导率，笔者参考了表2的实验数据[6]。通过上述数据，笔者可以将采集到的油品的电导率与国家现行标准进行对比，并将对比结果直接反馈给消费者。

表2 不同种类好油与地沟油电导率对比

3.4 水质检测结果的实时反馈

3.4.1 水中余氯的含量检测

对于水中余氯的检测，笔者在厨房的饮用水管道中加入了余氯传感器，将采集到水的余氯数据与国家现行标准进行对比，并将对比结果直接反馈给消费者。

3.4.2 饮用自来水的溶解性总固体（TDS）检测

对于水中的溶解性总固体（TDS）的检测，笔者在厨房的饮用水管道中加入了TDS传感器，将采集到水的TDS值与国家现行标准进行对比，并将对比结果直接反馈给消费者。国家现行饮用自来水溶解性总固体（TDS）检测标准见表3。

表3 国家现行饮用自来水溶解性总固体（TDS）检测标准

3.5 对于食品原材料二维码登记出入库管理

对于食品保鲜问题，不同的菜保持最佳新鲜度所需的条件不同，因此储存标准也应有所不同。外卖厨房所使用的食品原材料在入库之前，根据入库时间和菜品种类打印二维码，当食品原材料出库时，扫描入库二维码即可得知入库时间，将以上数据如实反馈到微信公众号上，消费者可以根据数据，以自己的标准来判断食品是否新鲜。

3.6 烟感报警器

对于后厨吸烟问题，笔者在厨房的顶部安装了烟感传感器，传感器可以准确地区分厨房的油烟和污染的烟雾（吸烟时产生的烟雾），做到灵敏且精确的报警。

4 可行性分析

4.1 经济可行性

云上放心厨房控制成本低，可在传统的厨房直接改造，且布线简单、施工难度小。

4.2 技术可行性

考虑到传统厨房的管道和电气布局较为复杂，为了减小施工的难度，在硬件系统中笔者应用了电力载波通信方式将各种传感器与PLC连接，极大地简化了电路的复杂程度。

4.3 社会可行性

满足了消费者对外卖厨房信息公开的要求，积极响应国家“明厨亮灶工程”，打破长期存在于外面厨房与消费者之间的距离，推动了食品安全的发展。

5 项目影响

外卖大数据应用平台促使外卖供应链的透明化，供应链的透明性有利于建立或改善客户与外卖企业间的信任关系，同时有助于督促企业为客户提供更高品质的产品及更优质的餐饮服务。云上放心厨房可以依托外卖大数据应用平台将外卖厨房的数据反馈给消费者，提高了供应链的透明度，进一步改善了消费者与外卖厨房间的信任关系，能使消费者获得更好的服务品质。

6 结语

本文通过前期调研采集到的数据，对外卖市场的需求进行了系统的分析，并针对外卖食品安全中存在的问题设计了云上放心厨房的项目。对于厨房中的环境变量具体分析找到合适的监测传感器，用SOLIDWORKS建模软件对场景进行建模，通过三菱GX Works2编写PLC程序并在VUP中成功仿真，符合项目设计初衷。