CN205620721U - 适用于dpf系统多方位信息采集的数据记录终端 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种适用于DPF系统多方位信息采集的数据记录终端，包括MCU单元，MCU单元连接有5V直流电源、TTL电平模块、实时时钟电路和模拟信号采集电路，TTL电平模块连接有数据存储模块，模拟信号采集电路连接有模拟信号输入接口，模拟信号输入接口连接有燃油压力传感器、DPF压差传感器、DPF出口温度传感器、DPF入口温度传感器、DPF系统的进气温度压力传感器和转速传感器；所述5V直流电源连接有LDO降压电路，LDO降压电路的输出端连接TTL电平模块。DPF系统的温度、压力、转速等数据信息都可以记录到Micro SD卡上，厂家可直接拿出来查看数据、分析处理问题，使用十分方便。

Description

适用于DPF系统多方位信息采集的数据记录终端

技术领域

本实用新型涉及一种适用于DPF系统多方位信息采集的数据记录终端。

背景技术

机内净化技术以改善发动机燃烧过程为主要内容，对降低排放污染起到了重要作用，但其效果有限，且不同程度地给汽车的动力性和经济型带来负面影响。随着对发动机排放要求的日趋严格，改善发动机工作过程的难度越来越大，能统筹兼顾动力性、经济型和排放性能的发动机越来越复杂，成本也急剧上升。因此，世界各国都先后开发废弃后处理净化技术，在不影响或少影响发动机其他性能的同时，在排气系统中安装各种净化装置，采用物理和化学的方法降低排气中的污染物向大气环境的排放。

专门对发动机排气进行后处理的方法是将净化装置串接在发动机的排气系统中，在废气排入大气前，利用净化装置在排气系统中对其进行处理，以减少排入大气的有害成分。在发达国家，柴油车采用后处理装置较多。这些装置主要有DPF、SCR等。目前，在发达国家生产的柴油车几乎都装备了尾气后处理装置，并且已有二十多年的商业化应用历史。随着我国经济的高速发展，城市机动车辆日益增多，其废气已严重污染大气环境，对DPF、SCR的需求更为迫切。

DPF（Diesel Particulate Filter）微粒捕集技术是目前国际上用来降低柴油车微粒PM（Particular Matter）排放的一种排气后处理技术，也是降低柴油车微粒排放最有效的机外处理手段。其先对发动机排出的废气中的PM进行捕集，当PM的堆积达到一定量时，通过ECU控制DPF对PM进行氧化燃烧去除PM，达到净化空气的效果。

对于做DPF系统的厂家来说，DPF的数据信息对其了解DPF的运行状况、DPF的研发改进非常重要，特别是和故障相关的数据更为重要。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种适用于DPF系统多方位信息采集的数据记录终端，便于采集DPF的各项数据信息。

为实现上述目的，本实用新型的适用于DPF系统多方位信息采集的数据记录终端，包括MCU单元，MCU单元连接有5V直流电源、TTL电平模块、实时时钟电路和模拟信号采集电路， TTL电平模块连接有数据存储模块，模拟信号采集电路连接有模拟信号输入接口，模拟信号输入接口连接有燃油压力传感器、DPF压差传感器、DPF出口温度传感器、DPF入口温度传感器、DPF系统的进气温度压力传感器和转速传感器；

所述5V直流电源连接有LDO降压电路，LDO降压电路的输出端连接所述TTL电平模块。

所述LDO降压电路的输入端和输出端分别串联连接有LED灯。

本实用新型具有如下的优点：

1、DPF系统的温度、压力、转速等数据信息都可以记录到Micro SD卡（数据存储模块采用Micro SD卡）上，厂家可直接拿出来Micro SD卡进行数据查看、问题分析和处理，既便于记录DPF的各项数据信息，又便于厂家读取信息并分析处理，使用十分方便。

2、数据存储模块默认存储周期为5秒,默认每天自动建立一个存储文档，以DPF型号及日期命名，DPF数据输入电脑，通过相关软件可以以表格、曲线等方式显示出来，十分方便直观。

3、单片机控制，适应性强；数据记录存储介质为Micro SD卡，数据存储量大，且数据不容易丢失。

4、内置实时时钟电路，为数据记录终端提供精确的实时时间，实时时钟电路内设置有钮扣电池，可以保证断电时候数据记录终端的时间准确和连续。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是MCU单元及其外围电路一部分的原理图；

图3是MCU单元及其外围电路另一部分的原理图；

由于MCU单元及其外围电路的原理图的图面较大，在一张附图中无法表达完全，因此分成两部分表达在图2和图3中。

图4是LDO降压电路的电路原理图；

图5是TTL电平模块的电路原理图；

图6是数据存储模块的电路原理图；

图7是实时时钟电路原理图。

具体实施方式

如图1至图7所示，本实用新型的适用于DPF系统多方位信息采集的数据记录终端包括MCU单元1（即微控制单元，又称单片机），MCU单元1连接有5V直流电源2、TTL电平模块3、实时时钟电路4和模拟信号采集电路5， TTL电平模块3连接有数据存储模块6，模拟信号采集电路5连接有模拟信号输入接口7，模拟信号输入接口7连接有燃油压力传感器8、DPF压差传感器9、DPF出口温度传感器10、DPF入口温度传感器11、进气温度压力传感器12和转速传感器13。MCU单元1具体采用MC9S12XEP100单片机。

所述5V直流电源2连接有用于将电压由5V降为3.3V的LDO降压电路14，LDO降压电路14的输出端连接所述TTL电平模块3。

如图4所示，所述LDO降压电路14的输入端和输出端分别串联连接有LED灯。具体地说，所述LDO降压电路14的输入端串联连接有用于指示5V电压的LED灯，所述LDO降压电路14的输出端串联连接有用于指示3.3V电压的LED灯。两个LED灯能够指示LDO降压电路14的工作状态，两个LED灯均亮时表明LDO降压电路14工作正常。

如图2、图3所示，所述MCU单元1的AD端口通过模拟信号采集电路5连接模拟信号输入接口7，所述MCU单元1的PS0——PS7端口通过TTL电平模块3连接数据存储模块6，所述MCU单元1的PJ端口连接实时时钟电路4，所述MCU单元1的数据输出端口采用5V的TTL逻辑电平；所述LDO降压模块输入端为5V直流电压。所述数据存储模块6为以Flash Memory为存储体的Micro SD卡，并且采用SPI通讯模式，所述数据存储模块6采用3.3V的TTL逻辑电平；所述TTL电平模块3包含四个场效应管；所述实时时钟电路4由DS1302时钟芯片和纽扣电池组成；

本实用新型提出一种适用于DPF系统多方位信息采集的数据 可以将DPF上各传感器收集的数据信息进行记录和存储，形成一个海量数据库，并可以将数据进行压缩。存储后的数据可以交给厂家，并导入相关软件中进行查看、分析和处理。

本发明使用到的标准零件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各部件的具体连接方式均采用现有技术中成熟的常规手段，机械、零件和设备均采用现有技术中常规的型号，电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述。

使用时，接通5V直流电源2，MCU单元1对数据存储模块6和实时时钟电路4进行初始化，使其进入工作状态。实时时钟电路4调整时间至指定时间，并开始计时工作；数据存储模块6初始化，根据实时时钟电路4记录日期建立文档，默认为TXT格式。

模拟信号采集电路5通过模拟信号输入接口7接收DPF系统各传感器的信息，并将信息输入到MCU单元1的AD端口，MCU单元1将采集到的模拟信号进行整理。5V直流电源2接入LDO降压模块，如图4所示，指示5V电压的LED指示灯亮，经过LDO降压模块，输出3.3V的电压，指示3.3V电压的LED指示灯亮。

3.3V电压进入TTL电平模块3，如图5所示。数据存储模块6中Micro SD卡有两种读写方式，SD模式和SPI模式。在选用SD模式时，往往需要带有SD卡控制接口的MCU单元1或者加入额外的SD卡控制单元以支持SD卡的读写，但MC9S12XEP100单片机没有集成SD卡控制接口，若选用SD模式通讯会增加产品的硬件成本。在SPI模式下，通过四条线就可以完成所有的数据交换，并且目前市场很多MCU单元1都有现成的SPI接口电路，采用SPI模式对SD卡进行读写操作可大大简化硬件电路设计，所以本设计采用SPI通讯模式。Micro SD卡的逻辑电平相当于3.3V TTL电平标准，但MC9S12XEP100单片机的逻辑电平为5V CMOS电平标准，因此，需要用TTL电平模块3解决电平匹配问题。TTL电平模块3由四个场效应管和附属元件组成，分别平衡数据交换的四条线，使数据存储模块6(3.3V TTL电平)和MCU单元1(5V CMOS电平)在不同电平可以进行数据交换，MCU单元1将接收并整理好的DPF数据信息发送到数据存储模块6，数据存储模块6进行数据记录存储。

数据存储模块6的电路原理如图6所示，其中SD卡提供9pin的引脚接口，引脚2(CS)作为SPI片选线CS用，引脚3(Data In)为数据输入线MISO，引脚4为3.3V电压输入端，引脚5(CLK)作为时钟线,引脚6为GND，引脚7(Data Out)为数据输出线MOSI，其他保留引脚悬空。数据存储模块6默认存储周期为5秒,默认每天自动建立一个存储文档，以DPF型号及日期命名，默认为TXT文档格式。其中存储周期、文档格式和命名规则都可以自行设定。

实时时钟电路4主要由DS1302时钟芯片和纽扣电池组成，其电路原理图见图7。它可以为数据记录终端提供精确的实时时间，并且有精确的闰年补偿功能。实时时钟电路4有一颗钮扣电池供电，当断电时，可以保证终端存储时间的准确和连续。

上面所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的构思和范围进行限定。在不脱离本实用新型设计构思的前提下，本领域普通人员对本实用新型的技术方案做出的各种变型和改进，均应落入到本实用新型的保护范围，本实用新型请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。

Claims (2)

1.适用于DPF系统多方位信息采集的数据记录终端，其特征在于：包括MCU单元，MCU单元连接有5V直流电源、TTL电平模块、实时时钟电路和模拟信号采集电路， TTL电平模块连接有数据存储模块，模拟信号采集电路连接有模拟信号输入接口，模拟信号输入接口连接有燃油压力传感器、DPF压差传感器、DPF出口温度传感器、DPF入口温度传感器、DPF系统的进气温度压力传感器和转速传感器；

所述5V直流电源连接有LDO降压电路，LDO降压电路的输出端连接所述TTL电平模块。

2.根据权利要求1所述的适用于DPF系统多方位信息采集的数据记录终端，其特征在于：所述LDO降压电路的输入端和输出端分别串联连接有LED灯。