CN107327334A - 一种汽车尾气排放故障诊断系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种汽车尾气排放故障诊断系统，包括传感器组，人机操作模块，传感器监测模块，中央处理器，预测分析模块，专家评估模块，物理模型构建模块，虚拟作动器，虚拟传感器，仿真分析模块。本发明通过传感器组的设计，实现了汽车尾气排放情况的实时检测，系统自带预测和评估功能，可以及时发现并预测汽车尾气排放的故障；通过物理模型的建立，以及虚拟作动器和虚拟传感器的自定义，实现了汽车尾气排放管路物理模型的建立，使得用户可以更加直观的观察汽车尾气排放管理当前的情况，也可以用于进行各种维修方案的仿真分析，在方便修理师进行修理的同时，也避免了用户在维修时发生被欺诈的情况的发生。

Description

一种汽车尾气排放故障诊断系统
技术领域
本发明涉及汽车尾气监测领域，具体涉及一种汽车尾气排放故障诊断系统。
背景技术
现有的汽车尾气监测方法，大多采用五气分析仪、尾气分析仪等设备进行抽样检测，来进行汽车尾气中CO2、CO、NOX、O2和HC的测量，从而进行排放故障的诊断，其诊断结果误差大的同时，属于事后检测，也就是说属于发现汽车故障了才进行的检测，无法实现用户在驾驶过程中对尾气排放故障的自检。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供了一种汽车尾气排放故障诊断系统，通过传感器组的设计，实现了汽车尾气排放情况的实时检测，系统自带预测和评估功能，可以及时发现并预测汽车尾气排放的故障；通过物理模型的建立，以及虚拟作动器和虚拟传感器的自定义，实现了汽车尾气排放管路物理模型的建立，使得用户可以更加直观的观察汽车尾气排放管理当前的情况，也可以用于进行各种维修方案的仿真分析，在方便修理师进行修理的同时，也避免了用户在维修时发生被欺诈的情况的发生。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种汽车尾气排放故障诊断系统，包括
传感器组，安装在汽车尾气排放管内，用于进行汽车尾气内氮氧化物浓度、颗粒物浓度、一氧化碳浓度、可燃气体浓度、二氧化碳浓度、HC浓度以及汽车尾气的温度和湿度的检测，并将检测到的数据通过北斗模块发送到传感器监测模块和中央处理器；
人机操作模块，用于用户登录，输入各种控制命令和数据；
传感器监测模块，用于进行传感器组的监测，若发生以下情况则通过短信编辑发送模块发送预警信息到显示屏进行显示；1、在汽车发动机未启动的情况下，传感器所监测到的数据不为零；2、在汽车发动机启动的情况下，传感器所监测到的数据为零；3、在汽车加速或减速的过程中，传感器的数据保持不变；
中央处理器，用于接收传感器组所采集到的数据，并将这些数据用其对应的北斗定位数据进行标记后发送到预测分析模块和专家评估模块；并将这些完成标记的数据转换成物理模型构建模块所能识别的格式发送到物理模型构建模块；用于接收人机操作模块输入的控制命令，并按照预设的算法将其发送到指定的模块；用于用户的注册、密码的修改和权限的管理；
预测分析模块，用于根据接收到的传感器组数据进行汽车尾气排放情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；
专家评估模块，用于储存各类典型的汽车尾气排放相关数据及其所可能带来的安全隐患模型，用于将接收到的传感器数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
物理模型构建模块，用于根据中央处理器发送的数据、网络爬虫模块基于汽车型号在网页上查到的汽车排放管路的基本构造数据及中央处理器发送控制命令进行汽车尾气排放管路物理模型的构建；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使汽车尾气排放管路物理模型运动；还用于根据接收的控制命令进行汽车尾气排放管路物理模型的分解、切割、放大和缩小；
虚拟传感器，为在汽车尾气排放管路物理模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；
仿真分析模块，用于将输入参数通过预设的算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到指定的模块；
虚拟作动器通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块自动提取结果发送给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据。
优选地，所述传感器组包括氮氧化物传感器、颗粒物传感器、一氧化碳传感器、可燃气体传感器、二氧化碳传感器、HC传感器和温湿度传感器，且每个传感器内均安装有北斗模块。
优选地，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据所监测到的数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
优选地，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随监测点位置的变化规律。
优选地，还包括一显示屏，用于进行传感器组所检测到的数据的显示；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
优选地，所述显示屏采用触控屏。
本发明具有以下有益效果：
通过传感器组的设计，实现了汽车尾气排放情况的实时检测，系统自带预测和评估功能，可以及时发现并预测汽车尾气排放的故障；通过物理模型的建立，以及虚拟作动器和虚拟传感器的自定义，实现了汽车尾气排放管路物理模型的建立，使得用户可以更加直观的观察汽车尾气排放管理当前的情况，也可以用于进行各种维修方案的仿真分析，在方便修理师进行修理的同时，也避免了用户在维修时发生被欺诈的情况的发生；同时系统自带传感器自检功能，很好的避免了由于传感器故障而导致检测数据的偏差。
附图说明
图1为本发明实施例一种汽车尾气排放故障诊断系统的系统框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，本发明实施例提供了一种汽车尾气排放故障诊断系统，包括
传感器组，安装在汽车尾气排放管内，用于进行汽车尾气内氮氧化物浓度、颗粒物浓度、一氧化碳浓度、可燃气体浓度、二氧化碳浓度、HC浓度以及汽车尾气的温度和湿度的检测，并将检测到的数据通过北斗模块发送到传感器监测模块和中央处理器；
人机操作模块，用于用户登录，输入各种控制命令和数据；
传感器监测模块，用于进行传感器组的监测，若发生以下情况则通过短信编辑发送模块发送预警信息到显示屏进行显示；1、在汽车发动机未启动的情况下，传感器所监测到的数据不为零；2、在汽车发动机启动的情况下，传感器所监测到的数据为零；3、在汽车加速或减速的过程中，传感器的数据保持不变；
中央处理器，用于接收传感器组所采集到的数据，并将这些数据用其对应的北斗定位数据进行标记后发送到预测分析模块和专家评估模块；并将这些完成标记的数据转换成物理模型构建模块所能识别的格式发送到物理模型构建模块；用于接收人机操作模块输入的控制命令，并按照预设的算法将其发送到指定的模块；用于用户的注册、密码的修改和权限的管理；
预测分析模块，用于根据接收到的传感器组数据进行汽车尾气排放情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；
专家评估模块，用于储存各类典型的汽车尾气排放相关数据及其所可能带来的安全隐患模型，用于将接收到的传感器数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
物理模型构建模块，用于根据中央处理器发送的数据、网络爬虫模块基于汽车型号在网页上查到的汽车排放管路的基本构造数据及中央处理器发送控制命令进行汽车尾气排放管路物理模型的构建；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使汽车尾气排放管路物理模型运动；还用于根据接收的控制命令进行汽车尾气排放管路物理模型的分解、切割、放大和缩小；
虚拟传感器，为在汽车尾气排放管路物理模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；
仿真分析模块，用于将输入参数通过预设的算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到指定的模块；
虚拟作动器通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块自动提取结果发送给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据。
所述传感器组包括氮氧化物传感器、颗粒物传感器、一氧化碳传感器、可燃气体传感器、二氧化碳传感器、HC传感器和温湿度传感器，且每个传感器内均安装有北斗模块。
所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据所监测到的数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随监测点位置的变化规律。
还包括一显示屏，用于进行传感器组所检测到的数据的显示；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
所述显示屏采用触控屏。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种汽车尾气排放故障诊断系统，其特征在于，包括
传感器组，安装在汽车尾气排放管内，用于进行汽车尾气内氮氧化物浓度、颗粒物浓度、一氧化碳浓度、可燃气体浓度、二氧化碳浓度、HC浓度以及汽车尾气的温度和湿度的检测，并将检测到的数据通过北斗模块发送到传感器监测模块和中央处理器；
人机操作模块，用于用户登录，输入各种控制命令和数据；
传感器监测模块，用于进行传感器组的监测，若发生以下情况则通过短信编辑发送模块发送预警信息到显示屏进行显示；1、在汽车发动机未启动的情况下，传感器所监测到的数据不为零；2、在汽车发动机启动的情况下，传感器所监测到的数据为零；3、在汽车加速或减速的过程中，传感器的数据保持不变；
中央处理器，用于接收传感器组所采集到的数据，并将这些数据用其对应的北斗定位数据进行标记后发送到预测分析模块和专家评估模块；并将这些完成标记的数据转换成物理模型构建模块所能识别的格式发送到物理模型构建模块；用于接收人机操作模块输入的控制命令，并按照预设的算法将其发送到指定的模块；用于用户的注册、密码的修改和权限的管理；
预测分析模块，用于根据接收到的传感器组数据进行汽车尾气排放情况的评估预测分析，并将得到的结果预测发送到显示屏以及指定的移动终端，发送到指定的数据库进行储存；
专家评估模块，用于储存各类典型的汽车尾气排放相关数据及其所可能带来的安全隐患模型，用于将接收到的传感器数据与所存储的数据进行类似度对比，并将比对结果按照相似度进行升序或降序排序后，发送给显示屏；
物理模型构建模块，用于根据中央处理器发送的数据、网络爬虫模块基于汽车型号在网页上查到的汽车排放管路的基本构造数据及中央处理器发送控制命令进行汽车尾气排放管路物理模型的构建；
虚拟作动器，用于驱动参数变化的，与物理模型构建模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析方法针对不同的参数进行计算求解；并用于改变转移节点的位置、方向设置，使汽车尾气排放管路物理模型运动；还用于根据接收的控制命令进行汽车尾气排放管路物理模型的分解、切割、放大和缩小；
虚拟传感器，为在汽车尾气排放管路物理模型中插入的能直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；
仿真分析模块，用于将输入参数通过预设的算法划分为单元、特性和载荷，分别作用到指定的模块；
虚拟作动器通过循环执行仿真分析模块，将结果反馈给仿真分析模块，仿真分析模块自动提取结果发送给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收结果并自动显示数据。
2.如权利要求1所述的一种汽车尾气排放故障诊断系统，其特征在于，所述传感器组包括氮氧化物传感器、颗粒物传感器、一氧化碳传感器、可燃气体传感器、二氧化碳传感器、HC传感器和温湿度传感器，且每个传感器内均安装有北斗模块。
3.如权利要求1所述的一种汽车尾气排放故障诊断系统，其特征在于，所述预测分析模块包括
图形绘制模块，用于根据所监测到的数据绘制各种曲线图；
对比分析模块，将绘制曲线与原实测曲线进行对比分析和预测，输出分析预测结果。
4.如权利要求3所述的一种汽车尾气排放故障诊断系统，其特征在于，所述图形绘制模块根据输入的监测数据，生成随时间、空间变化的时空效应曲线即时态曲线和空间效应曲线，所述时态曲线显示了各监测点的原始数据或变形数据随时间的变化情况，所述空间效应曲线突出了同一时间不同测点的监测结果随监测点位置的变化规律。
5.如权利要求1所述的一种汽车尾气排放故障诊断系统，其特征在于，还包括一显示屏，用于进行传感器组所检测到的数据的显示；还用于显示人机操作模块输入的各种数据以及整个监测过程中需要显示的数据，并基于检测到的数据输出表征建筑变形情况的二维结果图、三维结果图。
6.如权利要求5所述的一种汽车尾气排放故障诊断系统，其特征在于，所述显示屏采用触控屏。
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