CN113063748A - 一种智能化机动车排放诊断仪 - Google Patents
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Abstract
一种智能化机动车排放诊断仪，包括：主控单元、高性能红外光学平台、触摸屏单元、检测上位机、电源模块等部件。主控单元对来自高性能红外光学平台的数据进行初步整理和解析，传送到触摸屏单元进行显示，接收检测上位机下发的指令执行相应的操作；高性能红外光学平台通过RS232与主控单元进行数据及指令交互，采集测量CO、HC、CO2、NO、O2的五种气体浓度；触摸屏单元通过RS232与主控单元连接，显示主控单元处理过的尾气分析数据并接收来自操作人员的指令。本发明诊断仪内置操作系统与检测软件，实现检测系统与光学平台的内置连接，无需额外购买工控机电脑、串口服务器及其他所需的线缆等多余设备，大大节省M站的部署成本。
Description
技术领域
本发明涉及机动车排放诊断技术领域，具体涉及一种智能化机动车排放诊断仪。
背景技术
随着机动车排放检验与强制维护制度(I/M制度)的全面建立与实施，M站对汽车排放分析仪的安装需求逐渐增多，而常规M站技术解决方案具备以下特点：
1.需购买市面上常规汽车排放分析仪，PC机，串口服务器等多款设备，成本较高；
2.常规汽车排放分析仪的通讯方式采用RS232串口与PC机通讯，需要大量布线满足检测功能要求，同时串口连接方式传输距离短，稳定性差，加之M站工作环境复杂，人员走动较多，存在误触连接线，造成检测中断，设备频繁连接失败等现象，影响检测结果与效率；
3.常规汽车分析仪的设计仅仅是作为设备端对尾气进行成分分析，而尾气检测过程需严格遵循国标要求执行，M站维修人员对此理解不深，会影响最终检测结果的准确性。甚至说多数尾气分析仪设备商仅仅具备生产汽车分析仪的能力，而对国标理解存在一定认知偏差，造成检测过程不规范。同时，设备经销商需整合设备商和检测软件开发商组装形成M站技术方案，存在协议不兼容，技术不匹配，检测结果有偏差等隐患，对推进I/M制度形成一定阻碍。
4.升级维护难度大。常规检测软件开发上都是将程序部署在局端，采取单机升级的方式维护检测软件的更新，效率低，人员成本高。
综上所述，现有M站尾气分析治理方案存在购买及维护成本高，设备连接不稳定，业务拼接专业性差等问题，目前还没有更好的解决方案。
发明内容
本发明的目的是：为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供一种智能化机动车排放诊断仪。
为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：
一种智能化机动车排放诊断仪，其特征在于，包括：主控单元、高性能红外光学平台、触摸屏单元、检测上位机、电源模块、油温传感器、转速计、烟度计；
所述主控单元对来自高性能红外光学平台的数据进行初步整理和解析，传送到触摸屏单元进行显示，或者按照触摸屏单元的控制进行相应操作，接收检测上位机下发的指令执行相应的操作；
所述高性能红外光学平台通过RS232与主控单元进行数据及指令交互，采集测量CO、HC、CO2、NO、O2的五种气体浓度；
所述触摸屏单元通过RS232与主控单元连接，显示主控单元处理过的尾气分析数据并接收来自操作人员的指令；
所述检测上位机根据数据协议发送相应指令给外部设备，接收来自外部设备的数据，根据协议解析数据，对解析之后的数据进行判断和显示；
所述电源模块通过冷压端子与主控单元、电磁阀、气压泵连接提供电压驱动；
所述油温传感器通过隔离RS485与外部设备连接，通过MUDBUS RTU协议与主控单元通讯；
所述转速计通过隔离RS232与外部设备连接，对发动机转速进行测量；
所述烟度计通过RS232与主控单元连接，用于汽车中排出废气的测定。
进一步的，所述主控单元采用STM32F4XX系列高性能处理器，嵌入式Linux系统，能够运行基于国标规范开发的检测系统软件，支持常用接口协议。
进一步的，所述电源模块选用明纬开关电源，超低纹波减少电源纹波对检测结果的影响，在电源电路中对多路不同电压电路加电源隔离，保证各路电源独立工作互不干扰。
进一步的，所述油温传感器，采用PT100及RTD数字输出转换器组成，满量程精度达到0.5℃，测量范围达到－200℃～+200℃。
进一步的，所述转速计为振动式转速分析仪，采用DSP技术对发动机转速进行测量。
进一步的，所述烟度计由活塞抽气泵、取样装置和光电测量装置组成；烟度计用活塞抽气泵从汽车排气管中，按规定时间抽取一定容积的排气气体，并使之通过一定面积的滤纸，排气中的烟尘粒截留在滤纸上并使滤纸染黑；用光电测量装置测量滤纸的吸光率，该吸光率表示排气中烟度的大小。
进一步的，包括电磁阀控制单元，电磁阀控制包括多路驱动电路，驱动电路包括一组推挽电路，及两个光电隔离器，光电隔离器与推挽电路及主控单元的输出端相连，相应的电磁阀控制单元根据主控单元的逻辑构成气路控制。
本发明实施例提供的上述技术方案的有益效果至少包括：
(1)本发明诊断仪内置操作系统与检测软件，实现检测系统与光学平台的内置连接，而传统解决方案中工控机和尾气分析仪通过串口服务器连接，中间需要大量配置实施工作，效率低下。本发明完美解决了如上问题，还能有效避免传统解决方案中线路老化，接口松动引起的连接不稳、检测中断等各种异常问题。
(2)本发明诊断仪让M站客户无需额外购买工控机电脑、串口服务器及其他所需的线缆等多余设备，大大节省M站的部署成本。
(3)本发明诊断仪内置的检测系统是源自I站，即检测机构运行的检测软件，严格遵循国标规定，过程规范严谨。
(4)本发明诊断仪提供检测系统的无感升级及远程维护功能。本发明的WIFI模块与互联网后台服务器连接，当国标升级，系统版本升级时，本发明设备会自动下载更新后台服务器上的最新版本，避免传统方案中人工维护升级的费时费力，极大提高后期的维护效率。另外，当出现问题时，也可以通过远程维保模块远程指导，排除故障，帮助M站客户快速解决非器件损坏问题。
(5)本发明诊断仪使用高性能红外光学平台，采用新型红外传感器及电调制光源，在仪器电路上采用了低功耗嵌入式系统，使得仪器在体积、功耗、性能、价格上具有以往仪器无法比拟的优势。
(6)本发明诊断仪使用一款7英寸的触摸屏，操作直观、上手简单，轻松的人机交互操作界面，可以大大减轻现场操作人员的工作负担。
本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明实施例提供的智能化机动车排放诊断仪的主控结构示意图。
图2为M站结构示意图。
图3为现有技术方案的设备连接示意图。
图4为本发明实施例提供的智能化机动车排放诊断仪的设备连接示意图。
具体实施例
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
如图1所示，本发明提供的一种智能化机动车排放诊断仪，是一种集成检测软件与汽车排放尾气分析的M站智能化设备，包括电源模块、主控单元、高性能红外光学平台、触摸屏操作单元、检测上位机、油温传感器、转速计、烟度计等。
检测上位机安装操作软件，根据数据协议发送相应指令给设备，接收来自设备的数据，根据协议解析数据，对解析之后的数据进行判断和显示。
所述主控处理单元嵌入自研的Linux发行版，可支持常用接口协议，能够运行基于国标规范开发的检测系统软件；主控单元集成了高性能的处理器，可加载操作系统。对来自高性能红外光学平台的数据进行初步整理和解析，输送到触摸屏进行显示，或者按照触摸屏的控制进行相应操作，接收检测上位机下发的指令执行相应的操作。
所述高性能红外光学平台通过RS232与主控单元进行数据及指令交互，采集测量CO、HC、CO2、NO、O2的五种气体浓度。高性能红外光学平台通过气路把要检测的气体输入到检测气室，根据红外光学处理机制对输入的气体和标准气体进行比对以测量CO、HC、CO2、NO、O2的五种气体浓度及气体压力传感器，CO、HC、CO2采用不分光红外法(NDIR)测量，可靠性好，精度高且无毒不受水汽干扰，是检测设备的核心单元。通过RS232与主控板交换数据。
触摸屏通过RS232与主控单元连接，显示主控单元处理过的尾气分析数据并接收来自操作人员的指令，人机交互的窗口。
所述电源模块通过冷压端子与主控单元，电磁阀、气压泵连接提供电压驱动。电源模块选用明纬开关电源，超低纹波可以尽量减少电源纹波对检测结果的影响，在电源电路中对多路不同电压电路加电源隔离，保证各路电源独立工作互不干扰。
所述油温传感器，采用PT100及RTD数字输出转换器组成，满量程精度可达到0.5℃。油温传感器通过隔离RS485与设备连接，通过MUDBUS RTU协议与主控通讯，测量范围高达－200℃～+200℃.
所述转速计为振动式转速分析仪，采用DSP数字处理技术对发动机转速进行测量。转速计通过隔离RS232与设备连接，
所述烟度计是测定汽车排出废气中烟度的仪器。通过RS232与主控连接，主要用于柴油机排出废气的测定。用活塞抽气泵从柴油机排气管中，按规定时间抽取一定容积的排气气体，并使之通过一定面积的滤纸，排气中的烟尘粒截留在滤纸上并使滤纸染黑。用光电测量装置测量滤纸的吸光率，该吸光率表示排气中烟度的大小。烟度计主要由活塞抽气泵、取样装置和光电测量装置组成。测量一般重复3次，求得算术平均值作为测得的烟度值。烟度值的数值范围为0-10，空白滤纸的烟度为零，全黑滤纸的烟度为10。
电磁阀控制包括多路驱动电路，驱动电路包括一组推挽电路，及两个光电隔离器，光电隔离器与推挽电路及主控单元的输出端相连，相应的电磁阀控制单元根据主控单元的逻辑构成气路控制。
图2为M站结构示意图，如图2所示，M站检测系统结构图，未包括检测上位机及检测下位机。
本发明系统中，检测气体由进气口输入，气压泵提供气体流动所需的压力，检测气体经过双塔过滤器及受控的气路链接之后进入红外检测平台的检测气室，被检测气体在此分析浓度传输到主控单元，主控单元解析数据后显示到触摸屏单元。
所示主控单元采用高性能ARM处理器，可加载操作系统及控制程序，通过RS232控制与触摸屏的数据及指令交互，同时也可通过隔离RS232与检测上位机进行通信.控制电磁阀、气压泵的通断逻辑。
图3为现有技术方案设备连接示意图。图4为本发明的技术方案设备连接示意图。由于本发明诊断仪内置操作系统与检测软件，实现检测系统与光学平台的内置连接，而传统解决方案中工控机和尾气分析仪通过串口服务器连接，中间需要大量配置实施工作，效率低下。本发明完美解决了如上问题，还能有效避免传统解决方案中线路老化，接口松动引起的连接不稳、检测中断等各种异常问题。
应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。
在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
本领域技术人员还应当理解，结合本文的实施例描述的各种说明性的逻辑框、模块、电路和算法步骤均可以实现成电子硬件、计算机软件或其组合。为了清楚地说明硬件和软件之间的可交换性，上面对各种说明性的部件、框、模块、电路和步骤均围绕其功能进行了一般地描述。至于这种功能是实现成硬件还是实现成软件，取决于特定的应用和对整个系统所施加的设计约束条件。熟练的技术人员可以针对每个特定应用，以变通的方式实现所描述的功能，但是，这种实现决策不应解释为背离本公开的保护范围。
结合本文的实施例所描述的方法或者算法的步骤可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或其组合。软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域熟知的任何其它形式的存储介质中。一种示例性的存储介质连接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息。当然，存储介质也可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该ASIC可以位于用户终端中。当然，处理器和存储介质也可以作为分立组件存在于用户终端中。
对于软件实现，本申请中描述的技术可用执行本申请所述功能的模块(例如，过程、函数等)来实现。这些软件代码可以存储在存储器单元并由处理器执行。存储器单元可以实现在处理器内，也可以实现在处理器外，在后一种情况下，它经由各种手段以通信方式耦合到处理器，这些都是本领域中所公知的。
上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
Claims (7)
1.一种智能化机动车排放诊断仪，其特征在于，包括：主控单元、高性能红外光学平台、触摸屏单元、检测上位机、电源模块、油温传感器、转速计、烟度计；
所述主控单元对来自高性能红外光学平台的数据进行初步整理和解析，传送到触摸屏单元进行显示，或者按照触摸屏单元的控制进行相应操作，接收检测上位机下发的指令执行相应的操作；
所述高性能红外光学平台通过RS232与主控单元进行数据及指令交互，采集测量CO、HC、CO2、NO、O2的五种气体浓度；
所述触摸屏单元通过RS232与主控单元连接，显示主控单元处理过的尾气分析数据并接收来自操作人员的指令；
所述检测上位机根据数据协议发送相应指令给外部设备，接收来自外部设备的数据，根据协议解析数据，对解析之后的数据进行判断和显示；
所述电源模块通过冷压端子与主控单元、电磁阀、气压泵连接提供电压驱动；
所述油温传感器通过隔离RS485与外部设备连接，通过MUDBUS RTU协议与主控单元通讯；
所述转速计通过隔离RS232与外部设备连接，对发动机转速进行测量；
所述烟度计通过RS232与主控单元连接，用于汽车中排出废气的测定。
2.如权利要求1所述的一种智能化机动车排放诊断仪，其特征在于，所述主控单元采用STM32F4XX系列高性能处理器，嵌入式Linux系统，能够运行基于国标规范开发的检测系统软件，支持常用接口协议。
3.如权利要求1所述的一种智能化机动车排放诊断仪，其特征在于，所述电源模块选用明纬开关电源，超低纹波减少电源纹波对检测结果的影响，在电源电路中对多路不同电压电路加电源隔离，保证各路电源独立工作互不干扰。
4.如权利要求1所述的一种智能化机动车排放诊断仪，其特征在于，所述油温传感器，采用PT100及RTD数字输出转换器组成，满量程精度达到0.5℃，测量范围达到－200℃～+200℃。
5.如权利要求1所述的一种智能化机动车排放诊断仪，其特征在于，所述转速计为振动式转速分析仪，采用DSP技术对发动机转速进行测量。
6.如权利要求1所述的一种智能化机动车排放诊断仪，其特征在于，所述烟度计由活塞抽气泵、取样装置和光电测量装置组成；烟度计用活塞抽气泵从汽车排气管中，按规定时间抽取一定容积的排气气体，并使之通过一定面积的滤纸，排气中的烟尘粒截留在滤纸上并使滤纸染黑；用光电测量装置测量滤纸的吸光率，该吸光率表示排气中烟度的大小。
7.如权利要求1所述的一种智能化机动车排放诊断仪，其特征在于，包括电磁阀控制单元，电磁阀控制包括多路驱动电路，驱动电路包括一组推挽电路，及两个光电隔离器，光电隔离器与推挽电路及主控单元的输出端相连，相应的电磁阀控制单元根据主控单元的逻辑构成气路控制。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
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Application publication date: 20210702 |