CN205091898U - 实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置及系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置及系统，本实用新型通过车载EM-OBU装置与车载OBD装置交互通讯获取排放信息，借助ETC网络设施，将封装的车辆排放状态数据进行上报，实现对车辆尾气排放的监测和适时上报的扩展功能。本实用新型具有服务网点基数大、用户多、且具有唯一身份识别的特点，车辆排放监控中心通过接入ETC网络即可方便获取车辆实时排放状态数据。本实用新型面向所有道路机动车辆，包括汽油发动机和柴油发动机的车辆，为车辆排放监控中心对机动车中期运行的重要阶段提供准确、持续有效的排放监控。

Description

实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置及系统

技术领域

本实用新型涉及智能交通和机动车尾气排放道路监控领域，具体地指一种实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置及系统。

背景技术

环境保护部发布的《2013年中国机动车污染防治年报》，显示机动车排放污染物(含NOx(氮氧合物)、HC(碳氢化合物)、CO(一氧化碳)、PM(微粒)等)已成为我国空气污染的重要来源，是造成灰霾、光化学烟雾污染的重要原因。因此，机动车排放污染物控制的紧迫性日益凸显；但是当前对机动车污染物排放控制的方法，仅包含设计认证(整车排放认证公告)和年审(尾气排放项目)两个方面，而对机动车中期运行的重要阶段缺乏持续有效的排放监控。

工信部于2014年4月发布公告，为落实《节能减排“十二五”规划》和《大气污染防治行动计划》，促进大气污染防治，减少汽车尾气排放，保护消费者权益，工信部定于2014年12月31日废止适用于国家第三阶段汽车排放标准(以下简称国三)柴油车产品《公告》，2015年1月1日起国三柴油车产品将不得销售。全国迎来国四时代。(轻型汽油车、单一气体燃料车及两用燃料车的国IV排放要求已于2011年7月1日起强制实施。)

依据国家环境保护标准HJ-437-2008《车用压燃式、气体点燃式发动机与汽车车载诊断(OBD)系统技术要求》和HJ-500-2009《轻型汽车车载诊断(OBD)系统管理技术规范》，所有达到第IV阶段和第V阶段排放水平的压燃式发动机和装用压燃式发动机汽车应配备车载诊断系统(OBD，On-BoardDiagnostics)；OBD系统需对车辆排放状态进行监控，实时激活故障指示灯(涉及排放的系统故障产生或排放超标时)，并记录排放相关的故障码。

截至2014年9月，全国共有26个省份按照国家标准开展了不停车收费系统(ETC，ElectronicTollCollection)建设，共建成ETC专用车道7600余条；自营客服网点超过800个，合作服务网点超过1.3万个；ETC用户数达1300万。不停车收费系统(ETC，ElectronicTollCollection)是当前国内主要的路桥收费方式，其通过车载装置(OBU，On-BoardUnit)与路桥ETC通道上路侧单元(RSU，RoadSideUnit)进行微波专用短程通讯，并利用计算机网络与后台进行身份识别及费用结算，从而实现不停车收费。ETC系统可实现车辆与后台之间的数据交互，并具有唯一身份识别。目前并没有基于ETC系统的车辆尾气排放监控系统。

中国专利汽车尾气排放智能化诊断方法及装置(公开号：102495629A)公开了一种通过无线通信车载检测装置实现对汽车的排放控制系统的在线监测与管理的方法和装置，但是该方法和装置基于Zigbee网络方式实现，需要重新构建路测RSU单元基础设施，投资巨大，实施范围受限；而且该装置仅限于轻型电喷车，不适用于所有道路机动车。

发明内容

本实用新型的目的是为了解决上述背景技术存在的不足，提出一种基于现有ETC网络基础设施的实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置及系统。

为实现上述目的，本实用新型所设计的实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置，其特殊之处在于，包括MCU、最小系统外设、排放OBD数据接入模块和无线通讯模块；所述MCU分别与最小系统外设、排放OBD数据接入模块和无线通讯模块连接，所述排放OBD数据接入模块与车载OBD装置连接。

进一步地，所述最小系统外设包括电源、晶振和程序载入接口。

一种基于上述实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置的系统，包括安装于机动车上的车载OBD装置，其特殊之处在于，还包括车载EM-OBU装置和ETC网络；所述车载OBD装置与车载EM-OBU装置连接，所述ETC网络包括路侧单元、车道计算机、计算机网络，所述路侧单元分别与车载EM-OBU装置和车道计算机连接，所述车道计算机通过计算机网络与车辆排放监控中心连接。

进一步地，所述车载OBD装置与车载EM-OBU装置通过车载总线接口连接或者通过无线接口连接。所述车载总线接口为K线、CAN线或者FlexRay。本实用新型提供两种交互方式，车载总线接口或者无线接口，无线接口包括RFID、蓝牙或者WIFI。

更进一步地，所述车载OBD装置为发动机电控单元、发动机排放控制单元或者车载集成OBD装置。

与现有技术相比，本实用新型建立了一种基于现有ETC网络基础设施的实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置及系统和系统运行方法，采用车载OBU获取车辆排放OBD信息，并通过ETC系统与后台进行排放OBD数据通讯，对车辆尾气排放的监测和适时上报的应用扩展，以实现对车辆排放状态进行道路监控，具有服务网点基数大、用户多、且具有唯一身份识别的特点，车辆排放监控中心通过接入ETC网络即可方便获取车辆实时排放状态数据。车辆排放监控中心不限指某一实体单位，代指所有车辆排放数据管理和需求部门。本实用新型面向所有道路机动车辆，包括汽油发动机和柴油发动机的车辆，为车辆排放监控中心对机动车中期运行的重要阶段提供准确、持续有效的排放监控。

附图说明

图1为本实用新型实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置的结构示意图；

图2为本实用新型实现车辆尾气排放监测并适时上报的系统的结构示意图；

图3为图2中车载OBD装置与车载EM-OBU装置的连接结构示意图；

图中：车载OBD装置1，车载EM-OBU装置2，MCU2-1，最小系统外设2-2，排放OBD数据接入模块2-3，无线通讯模块2-4，路侧单元3，车道计算机4，车载总线接口6，车辆排放监控中心5，无线接口7，车载总线——无线转换单元7-1。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。

如图1所示，本实用新型实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置，包括MCU2-1、最小系统外设2-2、排放OBD数据接入模块2-3和无线通讯模块2-4。MCU2-1分别与最小系统外设2-2、排放OBD数据接入模块2-3和无线通讯模块2-4连接，排放OBD数据接入模块2-3与车载OBD装置1连接。

MCU2-1用于从排放OBD数据接入模块2-3接收车辆实时排放状态数据，处理后发送至无线通讯模块2-4，最小系统外设2-2用于MCU2-1的外设支持，排放OBD数据接入模块2-3与车载OBD装置1连接，用于从车载OBD装置1获取车辆实时排放状态数据，无线通讯模块2-4用于将MCU2-1处理后的车辆实时排放状态数据发送至ETC网络。MCU2-1为车载EM-OBU装置2的控制核心，即单片机。最小系统外设2-2为EM-OBU装置1中MCU2-1工作的基本外设，包括电源、晶振和程序载入接口。排放OBD数据接入模块2-3为车载EM-OBU装置2获取车辆尾气排放相关OBD数据的通讯接口，满足车辆通讯接口要求，比如CAN(ControllerAreaNetwork)。无线通讯模块2-4为车载EM-OBU装置2与ETC网络的路侧单元(RSU)3的交互接口，以实现车载EM-OBU装置2与ETC网络系统的连接，其符合国标电子收费专用短程通信技术要求。

如图2和图3所示，本实用新型实现车辆尾气排放监测并适时上报的系统，包括安装于机动车上的车载OBD装置1和车载EM-OBU装置2和ETC网络。车载OBD装置1与车载EM-OBU装置2连接，ETC网络包括路侧单元3、车道计算机4、计算机网络。路侧单元3分别与车载EM-OBU装置2和车道计算机4连接，车道计算机4通过计算机网络与车辆排放监控中心5连接。

车载OBD装置1用于采集车辆实时排放状态数据。车载OBD装置1为车辆上可实现车辆实时排放状态监控并记录和发布监控结果的控制单元，可以为发动机电控单元、发动机排放控制单元或者车载集成OBD装置。

车载EM-OBU装置2用于从车载OBD装置获取车辆实时排放状态数据，并对数据内容进行协议封装后上报车辆实时排放状态数据的封装数据。车载EM-OBU装置2从车载OBD装置1获取车辆实时排放状态数据的方式包含以下两种方式中至少一种：如方式一，车载EM-OBU装置2通过车载总线接口6与车载OBD装置1直连，车载总线接口6为车载OBD装置1发布车辆实时排放状态数据的接口，可以为K线、CAN线等；如方式二，车载EM-OBU装置2通过无线接口7，并借助车载总线——无线转换单元7-1与车载OBD装置1连接。无线接口7包括RFID、蓝牙或者WIFI。

ETC网络包括路侧单元(RSU)3、车道计算机4、计算机网络，路侧单元3从车载EM-OBU装置2接收车辆实时排放状态数据的封装数据并发送至车道计算机4，车道计算机4将通过计算机网络将封装数据发送至车辆排放监控中心5。

基于上述实现车辆尾气排放监测并适时上报的系统运行方法的工作过程如下：

1)安装车载EM-OBU装置2的机动车上进入ETC网络识别区，ETC网络广播排放监控数据获取服务请求。车载EM-OBU装置2需与车辆身份识别信息进行绑定，以确保车辆排放监控中心5所获取的排放数据与车辆信息一一对应。车辆排放监控中心5不限指单一实体单位，代指所有车辆排放数据管理和需求部门。

2)车载EM-OBU装置2识别排放监控数据获取服务请求并向ETC网络请求建立排放数据专用链路。车载EM-OBU装置2上报车辆排放状态数据需建立专项数据链接，但并不局限于此，通过ETC网络设施进行车辆排放数据上传的任何方式都将被包含，比如嵌入现有ETC交易流程数据的方式，或嵌入其他ETC扩展应用数据流的方式等。

3)ETC网络确认并建立排放数据专用链路。

4)车载EM-OBU装置2从车载OBD装置1获取车辆实时排放状态数据，并对数据内容进行协议封装后通过排放数据专用链路上报ETC网络。车辆实时排放状态数据为与车辆排放相关的故障DTC代码，其内容包括影响车辆排放的单元或者系统故障、排放超标故障。

车载EM-OBU装置2从车载OBD装置1获取车辆实时排放状态数据，包含历史数据和当前数据，并对数据内容进行协议封装，协议为国标电子收费专用短程通信技术要求，或者DSRC(DedicatedShortRangeCommunications，专用短程通信技术)协议的衍生版本。

车载EM-OBU装置2对进行过协议封装后的数据做历史存储，存储介质可以为EM-OBU内置的存储单元，也可为外置设备，如IC卡介质的存储单元。

车载EM-OBU装置2上报车辆排放状态数据，通过与ETC网络的路侧单元(RSU)3建立排放监控专项数据链接来实现。

5)ETC网络获取车辆实时排放状态数据并与车辆身份识别信息绑定后发送至车辆排放监控中心5，车辆排放监控中心5提取车辆排放状态数据，并进行处理，运行结束。

本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的技术。

Claims (6)

1.一种实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置，其特征在于：包括MCU(2-1)、最小系统外设(2-2)、排放OBD数据接入模块(2-3)和无线通讯模块(2-4)；所述MCU(2-1)分别与最小系统外设(2-2)、排放OBD数据接入模块(2-3)和无线通讯模块(2-4)连接，所述排放OBD数据接入模块(2-3)与车载OBD装置(1)连接。

2.根据权利要求1所述的实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置，其特征在于：所述最小系统外设(2-2)包括电源、晶振和程序载入接口。

3.一种包含权利要求1所述实现车辆尾气排放监测并适时上报的车载装置的实现车辆尾气排放监测并适时上报的系统，包括安装于机动车上的车载OBD装置(1)，其特征在于：还包括车载EM-OBU装置(2)和ETC网络；所述车载OBD装置(1)与车载EM-OBU装置(2)连接，所述ETC网络包括路侧单元(3)、车道计算机(4)、计算机网络，所述路侧单元(3)分别与车载EM-OBU装置(2)和车道计算机(4)连接，所述车道计算机(4)通过计算机网络与车辆排放监控中心(5)连接。

4.根据权利要求3所述的实现车辆尾气排放监测并适时上报的系统，其特征在于：所述车载OBD装置(1)与车载EM-OBU装置(2)通过车载总线接口(6)连接或者通过无线接口(7)连接。

5.根据权利要求3所述的实现车辆尾气排放监测并适时上报的系统，其特征在于：所述车载OBD装置(1)为发动机电控单元、发动机排放控制单元或者车载集成OBD装置。

6.根据权利要求3所述的实现车辆尾气排放监测并适时上报的系统，其特征在于：所述车载总线接口(6)为K线、CAN线或者FlexRay。