CN106640305A - 一种用于汽车排放控制后处理装置的监测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于汽车排放控制后处理装置的监测系统及方法，包括压差传感器、温度传感器、采样单元、控制单元、服务器、监控终端，所述采样单元的输入端与压差传感器和温度传感器相连，输出端与控制单元相连，所述控制单元包括数据处理芯片、OBD通讯模块、无线通讯模块、GPS模块、显示模块，所述数据处理芯片分别与OBD通讯模块、无线通讯模块、GPS模块、显示模块相连，OBD通讯模块与车辆OBD接口相连，所述数据处理芯片通过无线通讯模块与服务器相连，所述监控终端与服务器相连。本发明可以作为政府治理机动车污染以及处罚违规排放的依据，督促驾驶员按规范使用车辆，减少污染物的排放。

Description

一种用于汽车排放控制后处理装置的监测系统及方法

技术领域

本发明涉及汽车排放控制技术领域，特别涉及一种用于汽车排放控制后处理装置的监测系统及方法。

背景技术

随着我国汽车工业的迅速发展，我国城市空气开始呈现出煤烟和机动车尾气复合污染的特点，直接影响群众健康；根据环保部《2015年中国机动车污染防治年报》统计，2014年，全国机动车排放污染物4547.3万吨，汽车是污染物总量的主要贡献者，其排放的NOx和PM超过90％，HC和CO超过80％；汽车排放污染物已成为我国空气污染的重要来源，是造成雾霾、光化学烟雾污染的重要原因。汽车污染防治的紧迫性日益凸显，政府工作报告明确提出“加强对机动车污染的综合防治和全过程控制”，我国将逐步实施第IV、V阶段排放法规。

随着排放法规日益严格，仅采用发动机机内净化已经很难满足排放法规的要求，采用排放后处理技术来降低汽车排放已成为共识。但汽车排放控制后处理装置的工作状态直接影响到汽车污染物排放的水平；汽车排放控制后处理装置无法工作或工作在不正常状态，将大幅增加汽车尾气中污染物的含量。针对这种情况，目前主要采用人工检查及车载诊断系统两种监测方式，但都缺乏有效监管，不利于及时排除汽车排放控制后汽车排放控制后处理装置的故障。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术存在的不足提供一种用于汽车排放控制后处理装置的监测系统及方法，实时的监测车辆尾气超标的缺陷，督促驾驶员按规范使用车辆，减少污染物的排放。

本发明所采用的技术方案为：用于汽车排放控制后处理装置的监测系统，其特征在于：包括压差传感器、温度传感器、采样单元、控制单元、服务器、监控终端，所述压差传感器用于检测汽车排放控制后处理装置上下游的排气压力差，其分别与汽车排气控制后处理装置的进气端和排气端相连，所述温度传感器用来测量后汽车排放控制后处理装置设定位置的排气温度，其分别与汽车排气控制后处理装置的进气端和排气端相连，所述采样单元的输入端与压差传感器和温度传感器相连，，输出端与控制单元相连，用于将压差传感器和温度传感器采集的压差信号和排气温度信号发送至控制单元，所述控制单元包括数据处理芯片、OBD通讯模块、无线通讯模块、GPS模块、显示模块，所述数据处理芯片分别与OBD通讯模块、无线通讯模块、GPS模块、显示模块，OBD通讯模块与车辆OBD接口相连，所述数据处理芯片通过无线通讯模块与服务器相连，所述监控终端通过服务器传输相应的数据。

按上述技术方案，温度传感器包括前温度传感器和后温度传感器，两者分别安设在汽车排放控制后处理装置的催化器载体的进气端和排气端，所述压差传感器的两个接口也分别与催化器载体的进气端和排气端相连。

按上述技术方案，所述控制单元还包括报警模块，所述报警模块与数据处理芯片相连。

按上述技术方案，所述采样单元包括两个AD模块、主控制芯片、串口通讯模块、电源模块，两个AD模块分别与温度传感器和压差传感器相连，采样单元的串口通讯模块与控制单元的串口通讯模块相连。

按上述技术方案，所述控制单元还包括电源模块、SD卡模块、按键模块、串口通讯模块。

按上述技术方案，所述服务器包括存储模块、权限设置模块、数据传输模块，所述权限设置模块用于实现对用户信息的绑定。

按上述技术方案，所述监控终端包括：

通讯模块，

用户管理模块，用于实现用户权限修改、增加和删除；

资源管理模块，用于实现被检测车辆对象信息的修改、增加、删除；

统计报表模块，用于以图文形式直观显示指定车辆在指定时间段内的温度、压差信息；

筛选模块，用于筛选故障车辆的身份信息、GPS信息、压差信息、温度信息；

车辆跟踪模块，用于在地图上显示选中故障车辆的历史行驶轨迹及在地图上显示采样点的历史压差信息和温度信息，并以图文的形式显示选中故障车辆的压差信息和温度信息的变化情况；

故障信息模块，用于记录车辆历史故障的时间和故障持续的时间。

利用上述监测系统进行汽车排放控制后处理装置的检测方法，其特征在于：其包括如下步骤：

步骤一、通过压差传感器测量汽车排放控制后处理装置的上、下有的排气压力差，通过温度传感器测量汽车排放控制后处理装置的排气温度；

步骤二、通过采样单元对传感器输出的压差信号和排气温度信号进行模数转换，并将其采样值传输至控制单元；

步骤三、控制单元对传感器的采样值进行解析，并进行故障识别，通过OBD通讯模块读取车辆参数，通过GPS模块读取车辆的GPS信息，并在显示屏上显示传感器的测量值及故障状态，通过无线通讯模块将车辆身份信息、车辆的GPS信息发送至服务器；

步骤四、根据监控终端的请求，向监控终端传输对应的数据；

并通过用户管理模块实现用户权限的修改、增加、删除；

通过资源管理模块实现被检测车辆对象信息的修改、增加、删除；

通过统计报表模块以图文形式直观显示指定车辆在指定时间段内的温度、压差信息；

通过筛选模块筛选故障车辆的身份信息、GPS信息、压差信息、温度信息；

车辆跟踪模块在地图上显示选中故障车辆的历史行驶轨迹及在地图上显示采样点的历史压差信息和温度信息，并以图文的形式显示选中故障车辆的压差信息和温度信息的变化情况；

通过故障信息模块记录车辆历史故障的时间和故障持续的时间。

本发明所取得的有益效果为：

1、本发明采用的远程在线监测系统及方法，可以实时监测和储存、回放车辆以及汽车排放控制后处理装置的工作状态以及车辆的经纬度信息。这些信息可以作为政府治理机动车污染以及处罚违规排放的依据，督促驾驶员按规范使用车辆，减少污染物的排放。

2、报警模块及监控终端分别通过蜂鸣器的鸣响和显示屏上显示的故障车辆的信息来对汽车排放控制后处理装置和本监测系统的故障进行预警和提醒，协助驾驶员及时发现和排除故障，使后汽车排放控制后处理装置工作在正常状态。

3、本发明能通过SD卡实现控制单元的离线升级，便于控制单元版本的更新。

附图说明

图1为本发明的原理框图。

图2为本发明中传感器的安装状态示意图。

图3为本发明的采样单元的原理框图。

图4为本发明的控制单元的原理框图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

如图1-3所示，本实施例提供了用于汽车排放控制后处理装置的监测系统，包括压差传感器2、温度传感器1、采样单元3、控制单元4、服务器5、监控终端6。

所述压差传感器2用于检测汽车排放控制后处理装置上下游的排气压力差，温度传感器1用来测量后汽车排放控制后处理装置设定位置的排气温度和压差传感器安装于汽车排放控制后处理装置的适当位置图2是一种优选的安装方式，温度传感器包括前温度传感器和后温度传感器，两者分别安设在催化器载体的进气端和排气端，所述压差传感器的两个接口也分别与催化器载体的进气端和排气端相连。其工作原理为：汽车排放控制后处理装置的催化器载体对流动的尾气有压降作用，当催化器入口气流的温度和体积流量确定时，工作正常的催化器对尾气的压降在一定范围内。当催化器因为震动、热应力、载碳量过高等原因发生贯穿，横向断裂或堵塞时，尾气流过催化器的压降会发生较大的变化，通过监控尾气流过催化器的压降(压差)即可以得到催化器的状态。此外，催化器的工作状态影响着催化器的热容，进而影响后温度传感器读数相对于前温度传感器的滞后时间，通过前后温度传感器采样值的相对变化规律可以用于辅助判断催化器的状态。

采样单元3安装于汽车排放控制后处理装置的附近，采样单元3用于将压差传感器1和温度传感器2采集的压差信号和排气温度信号发送至控制单元4，所述采样单元4包括两个AD模块9、主控制芯片10、串口通讯模块12、电源模块11，主控制芯片10分别与两个AD模块9、串口通讯模块12、电源模块11相连，两个AD模块9分别与温度传感器2和压差传感器1相连。

控制单元安装于驾驶室，所述控制单元包括电源模块17、数据处理芯片19、OBD通讯模块22、GPS模块13、无线通讯模块20、显示模块16、蜂鸣器报警模块21、SD卡模块14、按键模块18、串口通讯模块15，所述数据处理芯片19分别连接OBD通讯模块22、无线通讯模块20、GPS模块13、显示模块16、报警模块21、SD卡模块14、按键模块18、串口通讯模块15相连。其中，OBD通讯模块22与车辆OBD接口进行连接，用于读取车辆的身份信息，GPS模块13用于读取车辆的GPS信号(包括经纬度信号，时间信号，速度，方向等)。

采样单元3的串口通讯模块12与控制单元的串口通讯模块15相连，采样单元周期性的通过串口通讯模块向数据处理芯片传输采样值，数据处理芯片对采样数据进行分析，并进行故障识别，并通过在屏幕上实时显示传感器的测量值(压差信息和排气温度信息)以及故障状态；并通过蜂鸣器报警模块21报警，还可以通过按钮来配置主界面的显示模式，压差阈值以及上传频率。通过SD卡模块14实现本地储存信息，防止数据丢失，还能通过SD卡实现离线升级，便于设备的软件版本更新。控制单元4周期性通过无线通讯模块把储存在本地的信息(车辆身份信息、车辆的GPS信息、压差信息和排气温度信息)发送到服务器5。

服务器5架设于政府机构或者相关企业，所述服务器5包括存储模块、权限设置模块、数据传输模块，该数据传输模块与监控终端相连。通过存储模块存储车辆身份信息、车辆的GPS信息、压差信息和排气温度信息，通过权限设置模块，进行登录时的验证，例如可以通过电话卡的国际移动用户识别码来实现监测数据与用户信息的绑定。

所述监控终端6分为PC端和手机端，PC端可以浏览指定网站得到服务，手机端则需要根据手机系统安装相应的APP并连接到互联网来得到服务。其中，监控终端包括通讯模块，

用户管理模块，用于实现用户权限修改、增加和删除；

资源管理模块，用于实现被检测车辆对象信息的修改、增加、删除；

统计报表模块，用于以图文形式直观显示指定车辆在指定时间段内的温度、压差信息以曲线的形式显示指定车辆在指定时间段内的温度、压差等信号，便于直观了解该车辆在这段时间内各参数的变化情况；此外还能导出指定时间段内的数据进行进一步的分析；

筛选模块，用于筛选故障车辆的身份信息、GPS信息、压差信息、温度信息；

车辆跟踪模块，用于在地图上显示选中故障车辆的历史行驶轨迹及在地图上显示采样点的历史压差信息和温度信息，并以图文的形式显示选中故障车辆的压差信息和温度信息的变化情况；

故障信息模块，用于记录车辆历史故障的时间和故障持续的时间。

以上部分说明了检测系统的组成部分，下面介绍利用上述监测系统进行汽车排放控制后处理装置的检测方法，使用前需要在无线通讯模块指定位置插入开通了网络通讯功能的电话卡，使用应用端进行注册，完成相关信息的绑定。接通电源，初始化完成后，系统即可正常工作，其包括如下步骤：

步骤一、通过压差传感器2测量汽车排放控制后处理装置的上、下有的排气压力差，通过温度传感器1测量汽车排放控制后处理装置的排气温度；

步骤二、通过采样单元3对传感器输出的压差信号和排气温度信号进行模数转换，并将其采样值传输至控制单元4；

步骤三、控制单元4对传感器的采样值进行解析，并进行故障识别，通过OBD通讯模块22读取车辆参数，通过GPS模块13读取车辆的GPS信息，并在显示屏上显示传感器的测量值及故障状态，通过无线通讯模块20将车辆身份信息、车辆的GPS信息发送至服务器5；

步骤四、根据监控终端6的请求，向监控终端传输对应的数据；

并通过用户管理模块实现用户权限的修改、增加、删除；

通过资源管理模块实现被检测车辆对象信息的修改、增加、删除；

通过统计报表模块以图文形式直观显示指定车辆在指定时间段内的温度、压差信息；

通过筛选模块筛选故障车辆的身份信息、GPS信息、压差信息、温度信息；

车辆跟踪模块在地图上显示选中故障车辆的历史行驶轨迹及在地图上显示采样点的历史压差信息和温度信息，并以图文的形式显示选中故障车辆的压差信息和温度信息的变化情况；

通过故障信息模块记录车辆历史故障的时间和故障持续的时间。

此外，还可以通过控制单元的按钮进行部分功能的设置。

Claims (8)

1.一种用于汽车排放控制后处理装置的监测系统，其特征在于：包括压差传感器、温度传感器、采样单元、控制单元、服务器、监控终端，所述压差传感器用于检测汽车排放控制后处理装置上下游的排气压力差，其分别与汽车排气控制后处理装置的进气端和排气端相连，所述温度传感器用来测量后汽车排放控制后处理装置设定位置的排气温度，其分别与汽车排气控制后处理装置的进气端和排气端相连，所述采样单元的输入端与压差传感器和温度传感器相连，输出端与控制单元相连，所述控制单元包括数据处理芯片、OBD通讯模块、无线通讯模块、GPS模块、显示模块，所述数据处理芯片分别与OBD通讯模块、无线通讯模块、GPS模块、显示模块相连，OBD通讯模块与车辆OBD接口相连，所述数据处理芯片通过无线通讯模块与服务器相连，所述监控终端与服务器相连。

2.根据权利要求1所述的用于监测汽车排放控制后处理装置的监测系统，其特征在于：温度传感器包括前温度传感器和后温度传感器，两者分别安设在汽车排放控制后处理装置的催化器载体的进气端和排气端，所述压差传感器的两个接口也分别与催化器载体的进气端和排气端相连。

3.根据权利要求1或2所述的用于监测汽车排放控制后处理装置的监测系统，其特征在于：所述控制单元还包括报警模块，所述报警模块与数据处理芯片相连。

4.根据权利要求1或2所述的用于监测汽车排放控制后处理装置的监测系统，其特征在于：所述采样单元包括两个AD模块、主控制芯片、串口通讯模块、电源模块，两个AD模块分别与温度传感器和压差传感器相连，采样单元的串口通讯模块与控制单元的串口通讯模块相连。

5.根据权利要求1或2所述的用于监测汽车排放控制后处理装置的监测系统，其特征在于：所述控制单元还包括电源模块、SD卡模块、按键模块、串口通讯模块。

6.根据权利要求1或2所述的用于监测汽车排放控制后处理装置的监测系统，其特征在于：所述服务器包括存储模块、权限设置模块、数据传输模块，所述权限设置模块用于实现对用户信息的绑定。

7.根据权利要求1或2所述的用于监测汽车排放控制后处理装置的监测系统，其特征在于，所述监控终端包括：

通讯模块，用于与服务器相连；

用户管理模块，用于实现用户权限修改、增加和删除；

资源管理模块，用于实现被检测车辆对象信息的修改、增加、删除；

统计报表模块，用于以图文形式直观显示指定车辆在指定时间段内的温度、压差信息；

筛选模块，用于筛选故障车辆的身份信息、GPS信息、压差信息、温度信息；

车辆跟踪模块，用于在地图上显示选中故障车辆的历史行驶轨迹及在地图上显示采样点的历史压差信息和温度信息，并以图文的形式显示选中故障车辆的压差信息和温度信息的变化情况；

故障信息模块，用于记录车辆历史故障的时间和故障持续的时间。

8.一种利用权1至权7中任一权利要求所述的监测系统进行汽车排放控制后处理装置的检测方法，其特征在于：其包括如下步骤：

步骤一、通过压差传感器测量汽车排放控制后处理装置的上、下有的排气压力差，通过温度传感器测量汽车排放控制后处理装置的排气温度；

步骤二、通过采样单元对传感器输出的压差信号和排气温度信号进行模数转换，并将其采样值传输至控制单元；

步骤三、控制单元对传感器的采样值进行解析，并进行故障识别，通过OBD通讯模块读取车辆参数，通过GPS模块读取车辆的GPS信息，并在显示屏上显示传感器的测量值及故障状态，通过无线通讯模块将车辆身份信息、车辆的GPS信息发送至服务器；

步骤四、根据监控终端的请求，向监控终端传输对应的数据；

并通过用户管理模块实现用户权限的修改、增加、删除；

通过资源管理模块实现被检测车辆对象信息的修改、增加、删除；

通过统计报表模块以图文形式直观显示指定车辆在指定时间段内的温度、压差信息；

通过筛选模块筛选故障车辆的身份信息、GPS信息、压差信息、温度信息；

车辆跟踪模块在地图上显示选中故障车辆的历史行驶轨迹及在地图上显示采样点的历史压差信息和温度信息，并以图文的形式显示选中故障车辆的压差信息和温度信息的变化情况；

通过故障信息模块记录车辆历史故障的时间和故障持续的时间。