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一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统 Download PDF

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Abstract

一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统，分布式汽车尾气监测装置安装在汽车的尾气排气筒上；所述分布式汽车尾气监测装置通过无线的方式与通信管理机进行通信；所述通信管理机安装在固定的监测点，并通过GPRS网络与后台管理服务器通信；所述后台管理服务器与APP客户端通信；本发明采用多种传感器能够对车辆尾气进行全面严格的监测，同时采用了物联网技术做到了对汽车尾气排放的实时监控；采用温差发电技术实现了尾气热量的再利用同时无须更换装置的电池。

Description

一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统
技术领域
本发明属于汽车物联网领域，尤其涉及一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统。
背景技术
随着经济的发展，目前汽车越来越多，尤其是家用汽车也越来越普及，但是汽车尾气的排放严重的威胁到环境的污染；尤其是氮氧化合物、二氧化碳、硫化物、烟尘颗粒的排放严重的影响到了我们赖以生存的大气环境。国家虽然出台了相关的政策然而有很多的车辆在钻国家政策的空子，很多车辆的尾气不能达标，车辆每年才车检一次，相关的部门也无法严格检测车辆的排放标准，因此需要一个能够实时监测车辆尾气排放的装置和系统。
发明内容
本发明为解决目前无法对车辆尾气排放进行实时监测的技术问题，提出一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统，其特征在于：分布式汽车尾气监测装置安装在汽车的尾气排气筒上；所述分布式汽车尾气监测装置通过无线的方式与通信管理机进行通信；所述通信管理机安装在固定的监测点，并通过GPRS网络与后台管理服务器通信；所述后台管理服务器与APP客户端通信；所述分布式汽车尾气监测装置包含有：尾气通道、螺口、空间壳体、控制器、电源管理模块、流量传感器、CO2传感器、PM2.5传感器、VOC传感器、SO2传感器、氮氧化合物传感器、烃化物传感器、震动传感器、温湿度传感器；所述通信管理机包含有：DSP处理器、GPS模块B、Zigbee模块主机、太阳能电源模块、GPRS模块，其特征在于所述GPS模块B耦接于所述DSP处理器；所述ZigBee模块主机耦接于所述DSP处理器用于接收所述控制器的数据；所述GPRS模块耦接于所述DSP处理器用于与所述后台管理服务器通信；所述太阳能电源模块耦接于所述DSP处理器用于为所述通信管理机提供能源；所述分布式汽车尾气监测装置、通信管理机、后台管理服务器、APP客户端均通过GPS授时系统进行统一授时。
所述控制器包含有：微处理器、电子陀螺仪、Zigbee模块从机、GPS模块A、传感器接口、电源接口；所述电源管理模块包含有：温差发电模块、升压电路、充电电路、电量检测模块、锂电池、稳压电路；所述温差发电模块包含有：P型半导体片、Ｎ型半导体片；其特征在于：所述电源管理模块通过所述温差发电模块利用汽车尾气与外界空气的温差进行发电，并通过升压电路、充电电路将电能存储到所述锂电池中，所述锂电池通过稳压模块将电能转换成所述分布式汽车尾气监测装置所述的电压，所述温差发电模块是由多个所述P型半导体片、Ｎ型半导体片串并联组成。
进一步，所述流量传感器、CO2传感器、PM2.5传感器、VOC传感器、SO2传感器、氮氧化合物传感器、烃化物传感器、震动传感器、温湿度传感器安装在所述尾气通道上耦接于所述传感器接口并分别用于检测所述汽车尾气的流量，二氧化碳、PM2.5、有机化合物、二氧化硫、氮氧化合物、烃化物含量，汽车尾气排气筒分震动，汽车尾气的温湿度。
进一步，所述汽车行驶时所述分布式汽车尾气监测装置便可获取所述汽车尾气排放的数据并通过所述Zigbee模块从机将所述尾气排放的数据发送到所述通信管理机；所述通信管理机通过对数据进行分析处理筛选出尾气排放超标的车辆，并将尾气超标车辆的车牌号以及相关的尾气数据发送到所述后台管理服务器，所述后台管理服务器将所述数据发送到所述APP客户端；所述APP客户端安装在移动终端上；相关工作人员根据所述APP客户端提示的数据查处与之对应的车辆；所述控制器中写入了汽车的型号、车牌号。
进一步，所述GPS模块A通过获取GPS数据并对比所述汽车中的GPS所获得的数据进行对比并结合所述电子陀螺仪、震动传感器综合进行判断所述分布式汽车尾气监测装置和与之对应的汽车是否分离，有效防止了所述分布式汽车尾气监测装置被车主摘除。
本发明益处：本发明采用多种传感器能够对车辆尾气进行全面严格的监测，同时采用了物联网技术做到了对汽车尾气排放的实时监控；采用温差发电技术实现了尾气热量的再利用同时无须更换装置的电池。
附图说明
图1为本发明所述系统工作原理图。
图2为本发明所述控制器的原理框图。
图3为本发明所述电源管理模块的原理框图。
图4为本发明所述通信管理机的原理框图。
图中，1-分布式汽车尾气监测装置；2-通信管理机；3-后台管理服务器；4-APP客户端；5-电源管理模块；6-控制器；10-尾气通道；11-螺口；12-空间壳体；13-流量传感器；14- CO2传感器；15- PM2.5传感器；16- VOC传感器；17- SO2传感器；18-氮氧化合物传感器；19-烃化物传感器；110-震动传感器；111-温湿度传感器；60-微处理器；61-电子陀螺仪；62-Zigbee模块从机；63- GPS模块A；64-传感器接口；65-电源接口；50-温差发电模块；51-升压电路；52-充电电路；53-电量检测模块；54-锂电池；55-稳压电路；501- P型半导体片；502-Ｎ型半导体片；20- DSP处理器；21- GPS模块B；22- Zigbee模块主机；23-太阳能电源模块；24- GPRS模块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
需要提前说明的是，“耦接”包括但不限于“物理连接”，比如，图1中所示的运行控制器6和震动传感器110之间可以通过线缆连接，也可以通过光电耦合或电磁耦合的方式“连接”。
实施例：一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统，结合附图对本发明提供的方法做详细说明。
一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统，其特征在于：分布式汽车尾气监测装置1安装在汽车的尾气排气筒上；所述分布式汽车尾气监测装置1通过无线的方式与通信管理机2进行通信；所述通信管理机2安装在固定的监测点，并通过GPRS网络与后台管理服务器3通信；所述后台管理服务器3与APP客户端4通信；所述分布式汽车尾气监测装置1包含有：尾气通道10、螺口11、空间壳体12、控制器6、电源管理模块5、流量传感器13、CO2传感器14、PM2.5传感器15、VOC传感器16、SO2传感器17、氮氧化合物传感器18、烃化物传感器19、震动传感器110、温湿度传感器111；所述通信管理机2包含有：DSP处理器20、GPS模块B21、Zigbee模块主机22、太阳能电源模块23、GPRS模块24，其特征在于其特征在于所述GPS模块B21耦接于所述DSP处理器20；所述ZigBee模块主机22耦接于所述DSP处理器20用于接收所述控制器6的数据；所述GPRS模块24耦接于所述DSP处理器20用于与所述后台管理服务器3通信；所述分布式汽车尾气监测装置1、通信管理机2、后台管理服务器3、APP客户端4均通过GPS授时系统进行统一授时。
所述控制器6包含有：微处理器60、电子陀螺仪61、Zigbee模块从机62、GPS模块A63、传感器接口64、电源接口65；所述电源管理模块5包含有：温差发电模块50、升压电路51、充电电路52、电量检测模块53、锂电池54、稳压电路55；所述温差发电模块50包含有：P型半导体片501、Ｎ型半导体片502；其特征在于：所述电源管理模块5通过所述温差发电模块50利用汽车尾气与外界空气的温差进行发电，并通过升压电路51、充电电路52将电能存储到所述锂电池54中，所述锂电池54通过稳压模块将电能转换成所述分布式汽车尾气监测装置1所述的电压。所述温差发电模块50是由多个所述P型半导体片501、Ｎ型半导体片502串并联组成。
进一步，所述流量传感器13、CO2传感器14、PM2.5传感器15、VOC传感器16、SO2传感器17、氮氧化合物传感器18、烃化物传感器19、震动传感器110、温湿度传感器111安装在所述尾气通道10上耦接于所述传感器接口64并分别用于检测所述汽车尾气的流量，二氧化碳、PM2.5、有机化合物、二氧化硫、氮氧化合物、烃化物含量，汽车尾气排气筒分震动，汽车尾气的温湿度。
进一步，所述汽车行驶时所述分布式汽车尾气监测装置1便可获取所述汽车尾气排放的数据并通过所述Zigbee模块从机62将所述尾气排放的数据发送到所述通信管理机2；所述通信管理机2通过对数据进行分析处理筛选出尾气排放超标的车辆，并将尾气超标车辆的车牌号以及相关的尾气数据发送到所述后台管理服务器3，所述后台管理服务器3将所述数据发送到所述APP客户端4；所述APP客户端4安装在移动终端上；相关工作人员根据所述APP客户端4提示的数据查处与之对应的车辆；所述控制器6中写入了汽车的型号、车牌号。
进一步，所述GPS模块A63通过获取GPS数据并对比所述汽车中的GPS所获得的数据进行对比并结合所述电子陀螺仪61、震动传感器110综合进行判断所述分布式汽车尾气监测装置1和与之对应的汽车是否分离，有效防止了所述分布式汽车尾气监测装置1被车主摘除。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (3)

1.一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统，其特征在于：分布式汽车尾气监测装置（1）安装在汽车的尾气排气筒上；所述分布式汽车尾气监测装置（1）通过无线的方式与通信管理机（2）进行通信；所述通信管理机（2）安装在固定的监测点，并通过GPRS网络与后台管理服务器（3）通信；所述后台管理服务器（3）与APP客户端（4）通信；所述分布式汽车尾气监测装置（1）包含有：尾气通道（10）、螺口（11）、空间壳体（12）、控制器（6）、电源管理模块（5）、流量传感器（13）、CO2传感器（14）、PM2.5传感器（15）、VOC传感器（16）、SO2传感器（17）、氮氧化合物传感器（18）、烃化物传感器（19）、震动传感器（110）、温湿度传感器（111）；所述通信管理机（2）包含有：DSP处理器（20）、GPS模块B（21）、Zigbee模块主机（22）、太阳能电源模块（23）、GPRS模块（24），其特征在于所述GPS模块B（21）耦接于所述DSP处理器（20）；所述ZigBee模块主机（22）耦接于所述DSP处理器（20）用于接收所述控制器（6）的数据；所述GPRS模块（24）耦接于所述DSP处理器（20）用于与所述后台管理服务器（3）通信；所述分布式汽车尾气监测装置（1）、通信管理机（2）、后台管理服务器（3）、APP客户端（4）均通过GPS授时系统进行统一授时；
所述控制器（6）包含有：微处理器（60）、电子陀螺仪（61）、Zigbee模块从机（62）、GPS模块A（63）、传感器接口（64）、电源接口（65）；所述电源管理模块（5）包含有：温差发电模块（50）、升压电路（51）、充电电路（52）、电量检测模块（53）、锂电池（54）、稳压电路55；所述温差发电模块（50）包含有：P型半导体片（501）、Ｎ型半导体片（502）；其特征在于：所述电源管理模块（5）通过所述温差发电模块（50）利用汽车尾气与外界空气的温差进行发电，并通过升压电路（51）、充电电路（52）将电能存储到所述锂电池（54）中，所述锂电池（54）通过稳压模块将电能转换成所述分布式汽车尾气监测装置（1）所述的电压；所述温差发电模块（50）是由多个所述P型半导体片（501）、Ｎ型半导体片（502）串并联组成。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统，其特征在于：所述汽车行驶时所述分布式汽车尾气监测装置（1）便可获取所述汽车尾气排放的数据并通过所述Zigbee模块从机（62）将所述尾气排放的数据发送到所述通信管理机（2）；所述通信管理机（2）通过对数据进行分析处理筛选出尾气排放超标的车辆，并将尾气超标车辆的车牌号以及相关的尾气数据发送到所述后台管理服务器（3），所述后台管理服务器（3）将所述数据发送到所述APP客户端（4）；所述APP客户端（4）安装在移动终端上；相关工作人员根据所述APP客户端（4）提示的数据查处与之对应的车辆；所述控制器（6）中写入了汽车的型号、车牌号。
3.根据权利要求1所述的一种基于物联网技术的汽车尾气在线监测系统，其特征在于：所述GPS模块A（63）通过获取GPS数据并对比所述汽车中的GPS所获得的数据进行对比并结合所述电子陀螺仪（61）、震动传感器（110）综合进行判断所述分布式汽车尾气监测装置（1）和与之对应的汽车是否分离，有效防止了所述分布式汽车尾气监测装置（1）被车主摘除。
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