CN201732272U - 机动车环保检测设备数据采集监控系统 - Google Patents

Abstract

一种机动车环保检测设备数据采集监控系统，其包括：数个环保检测工位、对该数个环保检测工位进行监听的工位数据监控设备、及与该工位数据监控设备通讯的站点服务器，所述每一环保检测工位内均包括设备、与该设备通讯和交互的第三方工位控制系统，工位数据监控设备通过网络与站点服务器联系，该工位数据监控设备根据站点服务器的指令对第三方工位控制系统的输入信号进行监听，并将监听到的原始数据发送给站点服务器，站点服务器对该原始数据进行处理从而得到实际的物理量。本实用新型可以在不影响第三方设备正常工作的情况下，实时监控扭力、车速和排放监测设备测试数据等原始数据，防止数据在检测工位上模拟生成这一作弊行为。

Description

机动车环保检测设备数据采集监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种机动车环保监测系统，尤其涉及一种对机动车环保监测设备进行数据采集及监控的系统。

背景技术

随着国民经济快速发展及人民生活水平的提高，我国的机动车保有量迅猛增加，汽车已进入普通百姓的生活，同时随之带来的汽车尾气排放造成的空气污染也日益严重，汽车尾气排放造成的大气污染也逐渐成为一个比较突出的问题。为了加强机动车尾气排放管理，各地的环保部门都开始对机动车实行环保标志分类管理。若尾气排放检测不达标车辆则一律不发放环保标志，且必须按照要求进行维修和复检。机动车环保检测站作为承担尾气排放强制性检测任务的单位主体，不仅要有合法的资质，而且在平时检测过程中也必须按照规范操作，容不得半点马虎或者作弊行为。然而，由于行业中众多企业发展良莠不齐，不可避免地会有少部分单位或个人禁不住利益驱使，导致在机动车检测过程中出现作弊行为，而最普遍的作弊方式就是在工位机上模拟生成虚假数据，来代替真实的机动车排放检测数据。因此，迫切需要一种防止作弊行为的手段或工具，可以真实的检测机动车辆的尾气排放是否超标，但是目前市面上仍缺少这方面的产品或设备。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种机动车环保检测设备数据采集监控系统，其可以在不影响第三方设备正常工作的情况下，实时监控扭力、车速和排放监测设备测试数据等原始数据，防止数据在检测工位上模拟生成这一作弊行为。

为实现上述目的，本实用新型提供一种机动车环保检测设备数据采集监控系统，其包括：数个环保检测工位、对该数个环保检测工位进行监听的工位数据监控设备、及与该工位数据监控设备通讯的站点服务器，所述每一环保检测工位内均包括设备、与该设备通讯和交互的第三方工位控制系统，工位数据监控设备通过网络与站点服务器联系，该工位数据监控设备根据站点服务器的指令对第三方工位控制系统的输入信号进行监听，并将监听到的原始数据发送给站点服务器，站点服务器对该原始数据进行处理从而得到实际的物理量。

所述第三方工位控制系统与设备之间进行速度、扭力、VMAS、烟度、及废气数据的通讯与交互，工位数据监控设备对该速度、扭力、VMAS、烟度、及废气的输入信号进行监听。

所述工位数据监控设备包括一嵌入式微处理器系统、分别与该嵌入式微处理器系统电性连接的开关电源、信号接口、信号隔离、及网络接口。

所述信号接口包括扭力信号接口、速度信号接口、及串口信号接口，该扭力信号接口与嵌入式微处理器系统之间电性连接一A/D转换器，该A/D转换器一端还与开关电源电性连接，该扭力信号接口与速度信号接口还分别与第三方工位控制系统及一测功机台架连接。

所述速度信号接口与串口信号接口分别通过一隔离DC/DC与开关电源电性连接，该速度信号接口与串口信号接口还分别通过信号隔离与嵌入式微处理器系统电性连接。

所述串口信号接口为一RS232信号接口，该RS232信号接口一端还分别与第三方工位控制系统、一烟度计、废气分析仪、VMAS流量计、发送机转速计电性连接。

所述工位数据监控设备内设有设备软件，该设备软件包括设备驱动层、操作系统层、后台任务层、及前台任务层；该设备驱动层包括A/D BSP、串口BSP、IO BSP、脉冲采样BSP、系统BSP、NET BSP；操作系统层包括嵌入式操作系统、及TCP/IP网络；后台任务层包括扭力采样模块、串口监听模块、及速度采样模块；前台任务层包括系统调试、及外部通讯；其中，A/DBSP与扭力采样模块相对应，串口BSP及IO BSP分别与串口监听模块相对应，脉冲采样BSP与速度采样模块相对应，扭力采样模块、串口监听模块、及速度采样模块分别与系统调试及外部通讯相联系，NET BSP通过TCP/IP网络与外部通讯相联系。

所述工位数据监控设备通过一站内局域网与站点服务器联系，站点服务器对从工位数据监控设备获取的原始数据进行二次处理，将该原始数据变成实际的物理量，并形成数据流保存到一环保信息中心处。

所述站点服务器通过内部软件对原始数据进行处理，该内部软件包括业务层、与该业务层分离的网络通讯层、及设于该业务层与网络通讯层之间的后台数据和过程处理层，该业务层包括数据流监控、外部通讯、及系统配置，网络通讯层包括数据包收发、及接收数据帧缓冲区，后台数据和过程处理层包括一设备外挂DLL文件库、数个与该文件库联系的接口、分别与该数个接口联系的数据二次处理模块、及过程控制模块，该数个接口均与系统配置及过程控制模块相联系，数据二次处理模块分别与外部通讯及数据流监控相联系，过程控制模块一端与外部通讯相联系，另一端与数据包收发相联系，接收数据帧缓冲区一端与该数据包收发联系，另一端与数据二次处理模块相联系。

所述数个接口包括速度接口、扭力接口、废气接口、烟度接口、流量接口、及转速接口，该系统配置包括速度扭力信号的标定、串口监控的参数设定、及外部排放设备配置。

本实用新型的有益效果：本实用新型所提供的机动车环保检测设备数据采集监控系统，其可以在不影响第三方设备正常工作的情况下，实时监控扭力、车速和排放监测设备测试数据等原始数据，防止数据在检测工位上模拟生成这一作弊行为。

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其他有益效果显而易见。

附图中，

图1为本实用新型机动车环保检测设备数据采集监控系统一种实施例的总体应用示意图；

图2为本实用新型中工位数据监控设备一实施例的硬件框图；

图3为本实用新型中工位数据监控设备一实施例的程序框图；

图4为本实用新型中站点服务器一实施例的软件框图；

图5为本实用新型一实施例实现串口监控的电路图；

图6为本实用新型一实施例实现速度采样模块的电路图；

图7为本实用新型一实施例实现扭力采样的电路图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。

如图1所示，本实用新型提供一种机动车环保检测设备数据采集监控系统，其包括：数个环保检测工位10、对该数个环保检测工位10进行监听的工位数据监控设备20、及与该工位数据监控设备20通讯的站点服务器30，所述每一环保检测工位10内均包括设备12、与该设备12通讯和交互的第三方工位控制系统14，工位数据监控设备20通过网络与站点服务器30联系，该工位数据监控设备20根据站点服务器30的指令对第三方工位控制系统14的输入信号进行监听，并将监听到的原始数据发送给站点服务器30，站点服务器30对该原始数据进行处理从而得到实际的物理量，该数据处理主要包括参数配置、系数标定、数据物理值转换、及串口通讯协议解析等。

在本实用新型中，所述第三方工位控制系统14与设备12之间可进行速度、扭力、汽车质量分析系统(VMAS：Vehicle Mass Analysis System)、烟度、及废气等数据的通讯与交互，工位数据监控设备20采用监听的模式、在不干涉第三方工位控制系统14与设备12之间的通讯和交互基础上，对该速度、扭力、VMAS、烟度、及废气的输入信号等进行监听。

如图2所示，本实用新型的工位数据监控设备20主要完成和第三方工位控制系统14的物理接口，该工位数据监控设备20包括一嵌入式微处理器系统22、分别与该嵌入式微处理器系统22电性连接的开关电源24、信号接口、信号隔离、及网络接口28。在本实施例中，该嵌入式微处理器系统22可以选用32位高速嵌入式微处理器操作系统，开关电源24为一AC/DC开关电源，其支持AC220V的电压输入。进一步地，所述信号接口包括扭力信号接口262、速度信号接口264、及串口信号接口266，该扭力信号接口262与嵌入式微处理器系统22之间电性连接一A/D转换器222，该A/D转换器222一端还与开关电源24电性连接，该A/D转换器222为一高精度A/D转换器，该扭力信号接口262与速度信号接口264还分别与第三方工位控制系统14及一测功机台架263连接。为了降低对第三方工位控制系统14的影响，增加系统的灵活性，扭力信号接口262、速度信号接口264、及串口信号接口266这三部分之间采用电气隔离，以提高信号兼容性并防止对原系统的干扰。其中，速度信号接口264与串口信号接口266分别通过一隔离DC/DC242、244与开关电源24电性连接，该速度信号接口264与串口信号接口266还分别通过信号隔离224、226、228与嵌入式微处理器系统22电性连接。该实施例中，该串口信号接口266可以采用一RS232信号接口，该RS232信号接口一端还分别与第三方工位控制系统14、一烟度计265、废气分析仪267、VMAS流量计268、发送机转速计269电性连接。

如图3所示，本实用新型的工位数据监控设备20内设有设备软件，该设备软件包括设备驱动层200、操作系统层210、后台任务层220、及前台任务层230；该设备驱动层200包括A/D板级支持包(BSP：board support package)202、串口BSP203、IO BSP204、脉冲采样BSP205、系统BSP206、NETBSP207；操作系统层210包括嵌入式操作系统(Embedded OS)212、及TCP/IP网络214；后台任务层220包括扭力采样模块221、串口监听模块223、及速度采样模块225；前台任务层230包括系统调试(Debug)232、及外部通讯(NetComm)234；其中，A/D BSP202与扭力采样模块221相对应，串口BSP203及IO BSP204分别与串口监听模块223相对应，脉冲采样BSP205与速度采样模块225相对应，扭力采样模块221、串口监听模块223、及速度采样模块225分别与系统调试232及外部通讯234相联系，该系统调试232功能可根据需要设置或取消，NET BSP207通过TCP/IP网络214与外部通讯234相联系。

本实用新型中，工位数据监控设备20通过一站内局域网25与站点服务器30联系，站点服务器30对从工位数据监控设备20获取的原始数据进行二次处理，将该原始数据变成实际的物理量，并形成数据流保存到一环保信息中心40处供系统后续处理用。如图4所示，站点服务器30通过内部软件对原始数据进行处理，该内部软件包括业务层310、与该业务层310分离的网络通讯层330、及设于该业务层310与网络通讯层330之间的后台数据和过程处理层320，该业务层310包括数据流监控312、外部通讯314、及系统配置316，网络通讯层330包括数据包收发332、及接收数据帧缓冲区334，后台数据和过程处理层320包括一设备外挂DLL文件库322、数个与该文件库联系的接口324、分别与该数个接口324联系的数据二次处理模块326、及过程控制模块328，该数个接口324均与系统配置316及过程控制模块328相联系，数据二次处理模块326分别与外部通讯314及数据流监控312相联系，过程控制模块328一端与外部通讯314相联系，另一端与数据包收发332相联系，接收数据帧缓冲区334一端与该数据包收发332联系，另一端与数据二次处理模块326相联系。在本实施例中，该数个接口324包括速度接口321、扭力接口323、废气接口325、烟度接口327、流量接口329、及转速接口331，为了便于统一从工位数据监控设备20收到的数据的二次处理接口，系统采用数据接收和数据处理业务分离的原则，通过接收数据帧缓冲区334来实现，做到数据二次处理和通讯无关，也就是将数据通讯和数据内容分离。同时，考虑到第三方工位控制系统14的兼容性，进行数据二次处理和下面的工位监控需要做些配置工作，该系统配置316主要包括速度扭力信号的标定、串口监控的参数设定、及外部排放设备配置等。

如图5所示，为本实用新型一实施例实现串口监控的电路图。在该实施例中，从串口通讯线过来的一路信号首先进入第十IC U10的第10脚，经过电平转换后从第8脚输出，再输入到第十三IC U13的第2脚，U13是总线多路选择器，通过设置U13的第1脚的高低电平来选择传送来自两路串口线中的哪一路，信号选通后再从第4脚输出到单排插针接口X1，X1可通过使用跳线帽来选择采集电脑发出的数据还是设备发出的数据，通常是选择采集来自设备的数据信号，接着信号发送至第十五IC U15的第4脚，再从第13脚发出。U15是高速数字隔离器，起到隔离前后信号的作用，经过隔离了的信号接着传输至单片机的UART接收管脚，其它几路串口信号的传输流程也类同。环境信息串口数据的监控因为只有1路，所以就少了类似U13的总线多路选择器。

如图6所示，为本实用新型一实施例实现速度采样模块的电路图。在该实施例中，可以同时采集两路车速信号。第一路进入接线端子P3的第1脚，第二路进入P3的第2脚。第1路脉冲信号经由第五电阻R5、第二二极管D2和第六电阻R6到达第七IC U7的第6脚，第二二极管D2是稳压二极管，防止输入的信号电压超过安全范围0-12V。U7的第一部分U7A是一个电压比较器电路，比较两个输入管脚第6、第7脚的电平进而在第1脚输出高低电平，形成数字脉冲信号。输出信号通过第九电阻R9上拉12V使输出的高电平电压达到12V。U7的第二部分U7B是一个电压跟随器，用于输出一个稳定的基准比较电压。第十电阻R10和第十一电阻R11形成分压电路给U7B提供一个2.5V电压。U7A输出的脉冲信号经第十二电阻R12传输至第八IC U8的第2脚，U8是高速光耦，用于隔离前后信号，防止干扰。经过隔离耦合后的信号从U8的第7脚输出，传输至单片机的TIOA0输入管脚。接线端子P3的另外一路车速信号主要是针对12V的脉冲信号，所以没有经过电压比较器，而是经第一扩展电阻Rx1直接进入第八IC U8的第3脚，再由第6脚输出给单片机管脚TIOA2。

如图7所示，为本实用新型一实施例实现扭力采样的电路图。在该实施例中，可同时采集一路电压信号和一路电流信号。电压信号经第三十七电阻R37和第三十八电阻R38分压后，分别经第十七电阻R17和第十八电阻R18，输入到第九IC U9的第6、第7脚。而电流信号直接经第十五电阻R15和第十六电阻R16，输入到第九IC U9的第8、第9脚。U9是高精度的24位的模数转换芯片，由第二十一IC U21提供稳定的转换用参考电压。第九IC U9的第1、第2、第35和第36脚通过第二IC U2隔离耦合后实现与单片机的通信，进而实现正常的A/D转换操作。电源电路用于给设备电路部分提供电源，为了实现扭力模拟信号采集电路、速度脉冲信号采集电路和串口监控电路这三部分之间的电气隔离，电源电路各自分开作了处理。如图中所示，外部输入12V电源经过共轭线圈T1之后分成了四路，一路进入第五IC U5，用于给主电路部分供电；另一路输入到第四IC U4，用于给A/D电路供电；第三路经第五电感L5输入到第三IC U3，用于给串口监控电路供电；第四路经第六电感L6输入到第一IC U1，用于给车速脉冲采集电路供电。U1、U4、U5都是DC-DC隔离电源模块，能有效地实现前后部分的电气隔离。在本实施例中，第一ICU1、第四IC U4采用B1212LD，第二IC U2、第十五IC U15和第十六IC U16采用HCPL-092J，第三IC U3采用B1205LD，第五IC U5采用LM2576，第六IC U6采用AS1117-5V，第七IC U7采用LM339D，第八IC U8采用HCPL-630，第九IC U9采用LTC2442，第十IC U10采用SN75189，第十三ICU13、第十四IC U14采用SN74LS257，第十七IC U17采用AT24C32，第十九IC U19采用AS1117-3.3V，第二十一IC U21采用LT1236ACS8。

综上所述，本实用新型所提供的机动车环保检测设备数据采集监控系统，其可以在不影响第三方设备正常工作的情况下，实时监控扭力、车速和排放监测设备测试数据等原始数据，防止数据在检测工位上模拟生成这一作弊行为。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型后附的权利要求的保护范围。

Claims (7)

1.一种机动车环保检测设备数据采集监控系统，其特征在于，包括：数个环保检测工位、对该数个环保检测工位进行监听的工位数据监控设备、及与该工位数据监控设备通讯的站点服务器，所述每一环保检测工位内均包括设备、与该设备通讯和交互的第三方工位控制系统，工位数据监控设备通过网络与站点服务器联系，该工位数据监控设备根据站点服务器的指令对第三方工位控制系统的输入信号进行监听，并将监听到的原始数据发送给站点服务器，站点服务器对该原始数据进行处理从而得到实际的物理量。

2.如权利要求1所述的机动车环保检测设备数据采集监控系统，其特征在于，所述第三方工位控制系统与设备之间进行速度、扭力、VMAS、烟度、及废气数据的通讯与交互，工位数据监控设备对该速度、扭力、VMAS、烟度、及废气的输入信号进行监听。

3.如权利要求1所述的机动车环保检测设备数据采集监控系统，其特征在于，所述工位数据监控设备包括一嵌入式微处理器系统、分别与该嵌入式微处理器系统电性连接的开关电源、信号接口、信号隔离、及网络接口。

4.如权利要求3所述的机动车环保检测设备数据采集监控系统，其特征在于，所述信号接口包括扭力信号接口、速度信号接口、及串口信号接口，该扭力信号接口与嵌入式微处理器系统之间电性连接一A/D转换器，该A/D转换器一端还与开关电源电性连接，该扭力信号接口与速度信号接口还分别与第三方工位控制系统及一测功机台架连接。

5.如权利要求4所述的机动车环保检测设备数据采集监控系统，其特征在于，所述速度信号接口与串口信号接口分别通过一隔离DC/DC与开关电源电性连接，该速度信号接口与串口信号接口还分别通过信号隔离与嵌入式微处理器系统电性连接。

6.如权利要求5所述的机动车环保检测设备数据采集监控系统，其特征在于，所述串口信号接口为一RS232信号接口，该RS232信号接口一端还分别与第三方工位控制系统、一烟度计、废气分析仪、VMAS流量计、发送机转速计电性连接。 

7.如权利要求1所述的机动车环保检测设备数据采集监控系统，其特征在于，所述工位数据监控设备通过一站内局域网与站点服务器联系，站点服务器对从工位数据监控设备获取的原始数据进行二次处理，将该原始数据变成实际的物理量，并形成数据流保存到一环保信息中心处。 

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