CN103256109A - 一种基于obd-ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测系统及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于OBD-Ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测系统及监测方法，包括CPU、CAN总线收发器、SD卡、GPS模块、GSM模块、蓝牙模块，通过与汽车OBD-Ⅱ系统连接的CANBUS总线收发器读取尾气数据，CPU读取到数据后进行数据处理，同时采集GPS定位尾气排放超标车辆的具体经纬度时间等信息，并存储到SD卡上，然后CPU与GSM模块通信，将相关数据由GSM模块发送到车辆监控平台及环保部门平台上，与此同时，CPU与蓝牙模块通信发送相应故障码到车主智能手机平台上通知车主汽车状况，以便及时到4S店检修，具有操作性强，方便快捷，实时高效，全天候监测等特点。

Description

一种基于OBD-Ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测系统及监测方法

技术领域

本发明涉及一种汽车尾气监测领域，尤其是一种基于OBD-Ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测系统。

背景技术

2013年1月9日开始，我国中东部地区陷入严重的雾霾和污染天中，北京、石家庄等城市被薄雾笼罩。京津冀、东北三省、中部陕西、河南、湖北、湖南、安徽，以及东部沿海部分城市，出现了一条深褐色的“污染带”。

2013年1月13日雾霾仍盘踞京城，北京连续3天空气质量六级污染。当日9时空气质量监测数据显示，除定陵、八达岭、密云水库外，其余区域空气质量指数AQI均达极值500，为六级严重污染中的“最高级”。

雾霾天气形成的主要污染物是汽车尾气和灰尘。近年来城市的汽车越来越多，排放的汽车尾气是雾霾的一个因素。近年来，我国道路机动车辆平均年增长15%，如此快速的增长造成了日益严重的尾气排放污染，成为威胁公众健康的“无形杀手”。汽车发动机排放的主要污染物包括NOx、HC和CO，他们对人类危害都不小，其中NOx经阳光照射在大气中形成光化学烟雾，它对人的呼吸系统产生极大危害，另外还会形成地球温室效应和阻隔植物的光合作用；CO在大气中可产生酸雨效应，导致人类的酸雨病症等。据大气污染指数（APL）测定表明，我国目前的大气污染程度是非常严重。

目前汽车尾气的检测方法主要采用发动机尾气分析仪进行检测，检测前要求系统无故障码，待发动机水温正常后，加速发动机使其转速达到3000转/分，并维持30秒后，然后怠速，等怠速30秒后，读取各尾气排放值。目前所使用的发动机尾气分析仪主要有两气分析仪、四气分析仪和五气分析仪三种类型。这种检测方法可操作性较差，成本高，仪器携带不便，费时，而且不能进行全天候实时远程监测，也不能准确给车主超际提示，数据也无法长期保存查看。

随着我国实行国Ⅲ汽车排放标准，OBD-Ⅱ系统被强制实施。OBD车载自诊断系统（即On-Board Diagnostics的缩写）。该系统在三元催化转化器的进、出口上都有氧传感器。在汽车运行全程中不断监视尾气的排放质量，一旦发现汽车在运行过程中与控制尾气排放的相关元件出现故障，就会立刻报警，从而提醒驾驶员立即对车进行检修，以确保汽车时刻处于绿色环保状态，本系统正是基于OBD-Ⅱ诊断系统上，实现数据远程实时监测和数据存储。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种基于OBD-Ⅱ系统监测汽车尾气排放数据，并实时报告给车辆监控平台及车主的远程实时监测系统及监测方法。

本发明一种基于OBD-Ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测系统，包括CPU、CAN总线收发器、SD卡、GPS模块、GSM模块、蓝牙模块，CAN总线收发器一端与汽车的OBD-Ⅱ接口连接，另一端与CPU电连接，SD卡存储器、GPS模块、GSM模块、蓝牙模块分别与CPU电连接，PCB板做为连接载体。

一种基于OBD-Ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测方法，

a.汽车OBD-Ⅱ监测到的尾气排放数据信息和氧传感器电压通过CAN总线收发器实时发送给CPU；

b.CPU对读取到的数据与基准数据进行对比分析，判断尾气排放数据是否在正常值范围内；

c.当CPU监测到汽车CAN总线上尾气排放数据有异常，则向GPS模块发出指令，GPS模块采集尾气排放超标车辆的具体经纬度、时间的定位信息；

d.CPU与GSM模块通信，将汽车尾气排放数据、故障代码及车辆定位信息由GSM模块发送到车辆监控平台，并发送报警短信通知环保部门，同时将有效信息长期存储在SD卡中；

e.CPU与蓝牙模块通信，将故障代码通过蓝牙方式发送到车主手机上。

本发明的有益效果是：本发明介绍一种汽车尾气远程实时监测系统，通过OBD-Ⅱ系统接口的CANBUS总线上读取尾气数据，CPU读取到数据后进行数据处理，同时采集GPS定位尾气排放超标车辆的具体经纬度时间等信息，并存储到SD卡上，然后CPU与GSM模块通信，将相关数据由GSM模块发送到车辆监控平台及环保部门平台上，与此同时，CPU与蓝牙模块通信发送相应故障码到车主智能手机平台上通知车主汽车状况，以便及时到4S店检修，具有操作性强，方便快捷，实时高效，全天候监测等特点。

附图说明

图1是本发明具体实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图1进一步说明如下：

本发明一种基于OBD-Ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测系统，是针对根据国Ⅲ汽车排放标准而安装OBD-Ⅱ车载自诊断系统的汽车，进行尾气排放远程实时监测的系统。包括CPU1、CAN总线收发器2、SD卡3、GPS模块4、GSM模块5、蓝牙模块6。CAN总线收发器2一端与汽车OBD-Ⅱ接口连接，另一端与CPU1电连接，SD卡3、GPS模块4、GSM模块5、蓝牙模块6分别与CPU1电连接，PCB板做为连接载体。CAN总线收发器2设有OBD-Ⅱ接口，与汽车OBD-Ⅱ接口对接，实现数据采样。

本监测系统的CPU1使用STM32F103VBT6ARM处理器；GPS模块4采用EB-3631模块，GSM模块5采用SIM900A。

本监测系统的监测方法是：

汽车OBD-Ⅱ监测到的尾气排放数据信息和氧传感器电压通过CAN总线收发器实时发送给CPU；CPU对读取到的数据与基准数据进行对比分析，判断尾气排放数据是否在正常值范围内；当CPU监测到汽车CAN总线上尾气排放数据有异常，则向GPS模块发出指令，GPS模块采集尾气排放超标车辆的具体经纬度、时间的定位信息。

然后，CPU与GSM模块通信，将汽车尾气排放数据（排放尾气的浓度、排放时间及排气所处的具体经纬度等）、故障代码及车辆定位信息，由GSM模块发送到车辆监控平台，并发送报警短信通知环保部门，同时将有效信息长期存储在SD卡中。车辆监控平台得到系统发送的尾气超标的信息后，读取汽车故障代码的通讯指令就可以判断是哪个部件出现问题造成尾气超标了，同时，CPU与蓝牙模块通信，将故障代码通过蓝牙方式发送到车主手机上，通知车主故障点以便及时到4S店检测维修处理，充分克服了现有技术的不足。

采用蓝牙模块传输方式的优势：蓝牙技术拥有各种抗干扰功能。蓝牙技术规范中规定的第—道防线是跳频，要求接收器和发射器按照预先确定的模式，将79个不同信道中的每秒调整1600次。这种方式在很大程度上提高了抗干扰水平，很大程度上提高了系统的可靠性。利用蓝牙技术的设备可以和其他七个以内的设备构成所谓的蓝牙微网（Piconet），共享1Mbps的频宽，而一个蓝牙设备可以同时加入8个不同的微网，每个子网分别有1Mbps的传输频宽。运作时，二个以上的装置共享一个频道即构成一个微网，并由其中一个装置主导传输量。由于同一时间每个装置还可以分别隶属于不同的微网，因此，各个蓝牙装置就可通过网网互连，互相传递资讯。还可以通过蓝牙来连接车辆上的多个系统，比如电源管理系统，制动系统，减震系统和后座娱乐系统等，从而减轻车辆重量和车内布线的复杂度，实现汽车的智能化。

CPU对CAN总线的工作过程:由于CAN总线数据传输速率较高，而CPU运算速度慢且任务繁重。为确保数据采集过程中数据不丢失，CPU外部扩展数据存储器。当CAN收发器接收到汽车CAN总线上一帧数据引起CPU中断时，中断服务程序将接收到的数据存储到外部数据存储器后马上中断返回，对于数据的处理及显示等繁琐的工作在主程序中完成。这样，确保了CAN总线数据接收的完整性和实时性。

以上所述仅为本发明较佳的实施方式，并非用来限定本发明的实施范围，但凡在本发明的保护范围内所做的等效变化及修饰，皆应认为落入了本发明的保护范围内。

Claims (2)

1.一种基于OBD‐Ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测系统，其特征在于：包括CPU、CAN总线收发器、SD卡、GPS模块、GSM模块、蓝牙模块，CAN总线收发器一端与汽车的OBD‐Ⅱ接口连接，另一端与CPU电连接，SD卡存储器、GPS模块、GSM模块、蓝牙模块分别与CPU电连接，PCB板做为连接载体。

2.根据权利要求1所述的基于OBD‐Ⅱ系统的汽车尾气排放远程实时监测系统的监测方法，其特征在于：

a.汽车OBD-Ⅱ监测到的尾气排放数据信息和氧传感器电压通过CAN总线收发器实时发送给CPU；

b.CPU对读取到的数据与基准数据进行对比分析，判断尾气排放数据是否在正常值范围内；

c.当CPU监测到汽车CAN总线上尾气排放数据有异常，则向GPS模块发出指令，GPS模块采集尾气排放超标车辆的具体经纬度、时间的定位信息；

d.CPU与GSM模块通信，将汽车尾气排放数据、故障代码及车辆定位信息由GSM模块发送到车辆监控平台，并发送报警短信通知环保部门，同时将有效信息长期存储在SD卡中；

e.CPU与蓝牙模块通信，将故障代码通过蓝牙方式发送到车主手机上。

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