一種用于汽車排放控制后處理裝置的監測系統及方法與流程

本發明涉及汽車排放控制技術領域，特別涉及一種用于汽車排放控制后處理裝置的監測系統及方法。

背景技術：

隨著我國汽車工業的迅速發展，我國城市空氣開始呈現出煤煙和機動車尾氣復合污染的特點，直接影響群眾健康；根據環保部《2015年中國機動車污染防治年報》統計，2014年，全國機動車排放污染物4547.3萬噸，汽車是污染物總量的主要貢獻者，其排放的NOx和PM超過90％，HC和CO超過80％；汽車排放污染物已成為我國空氣污染的重要來源，是造成霧霾、光化學煙霧污染的重要原因。汽車污染防治的緊迫性日益凸顯，政府工作報告明確提出“加強對機動車污染的綜合防治和全過程控制”，我國將逐步實施第IV、V階段排放法規。

隨著排放法規日益嚴格，僅采用發動機機內凈化已經很難滿足排放法規的要求，采用排放后處理技術來降低汽車排放已成為共識。但汽車排放控制后處理裝置的工作狀態直接影響到汽車污染物排放的水平；汽車排放控制后處理裝置無法工作或工作在不正常狀態，將大幅增加汽車尾氣中污染物的含量。針對這種情況，目前主要采用人工檢查及車載診斷系統兩種監測方式，但都缺乏有效監管，不利于及時排除汽車排放控制后汽車排放控制后處理裝置的故障。

技術實現要素：

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術存在的不足提供一種用于汽車排放控制后處理裝置的監測系統及方法，實時的監測車輛尾氣超標的缺陷，督促駕駛員按規范使用車輛，減少污染物的排放。

本發明所采用的技術方案為：用于汽車排放控制后處理裝置的監測系統，其特征在于：包括壓差傳感器、溫度傳感器、采樣單元、控制單元、服務器、監控終端，所述壓差傳感器用于檢測汽車排放控制后處理裝置上下游的排氣壓力差，其分別與汽車排氣控制后處理裝置的進氣端和排氣端相連，所述溫度傳感器用來測量后汽車排放控制后處理裝置設定位置的排氣溫度，其分別與汽車排氣控制后處理裝置的進氣端和排氣端相連，所述采樣單元的輸入端與壓差傳感器和溫度傳感器相連，，輸出端與控制單元相連，用于將壓差傳感器和溫度傳感器采集的壓差信號和排氣溫度信號發送至控制單元，所述控制單元包括數據處理芯片、OBD通訊模塊、無線通訊模塊、GPS模塊、顯示模塊，所述數據處理芯片分別與OBD通訊模塊、無線通訊模塊、GPS模塊、顯示模塊，OBD通訊模塊與車輛OBD接口相連，所述數據處理芯片通過無線通訊模塊與服務器相連，所述監控終端通過服務器傳輸相應的數據。

按上述技術方案，溫度傳感器包括前溫度傳感器和后溫度傳感器，兩者分別安設在汽車排放控制后處理裝置的催化器載體的進氣端和排氣端，所述壓差傳感器的兩個接口也分別與催化器載體的進氣端和排氣端相連。

按上述技術方案，所述控制單元還包括報警模塊，所述報警模塊與數據處理芯片相連。

按上述技術方案，所述采樣單元包括兩個AD模塊、主控制芯片、串口通訊模塊、電源模塊，兩個AD模塊分別與溫度傳感器和壓差傳感器相連，采樣單元的串口通訊模塊與控制單元的串口通訊模塊相連。

按上述技術方案，所述控制單元還包括電源模塊、SD卡模塊、按鍵模塊、串口通訊模塊。

按上述技術方案，所述服務器包括存儲模塊、權限設置模塊、數據傳輸模塊，所述權限設置模塊用于實現對用戶信息的綁定。

按上述技術方案，所述監控終端包括：

通訊模塊，

用戶管理模塊，用于實現用戶權限修改、增加和刪除；

資源管理模塊，用于實現被檢測車輛對象信息的修改、增加、刪除；

統計報表模塊，用于以圖文形式直觀顯示指定車輛在指定時間段內的溫度、壓差信息；

篩選模塊，用于篩選故障車輛的身份信息、GPS信息、壓差信息、溫度信息；

車輛跟蹤模塊，用于在地圖上顯示選中故障車輛的歷史行駛軌跡及在地圖上顯示采樣點的歷史壓差信息和溫度信息，并以圖文的形式顯示選中故障車輛的壓差信息和溫度信息的變化情況；

故障信息模塊，用于記錄車輛歷史故障的時間和故障持續的時間。

利用上述監測系統進行汽車排放控制后處理裝置的檢測方法，其特征在于：其包括如下步驟：

步驟一、通過壓差傳感器測量汽車排放控制后處理裝置的上、下有的排氣壓力差，通過溫度傳感器測量汽車排放控制后處理裝置的排氣溫度；

步驟二、通過采樣單元對傳感器輸出的壓差信號和排氣溫度信號進行模數轉換，并將其采樣值傳輸至控制單元；

步驟三、控制單元對傳感器的采樣值進行解析，并進行故障識別，通過OBD通訊模塊讀取車輛參數，通過GPS模塊讀取車輛的GPS信息，并在顯示屏上顯示傳感器的測量值及故障狀態，通過無線通訊模塊將車輛身份信息、車輛的GPS信息發送至服務器；

步驟四、根據監控終端的請求，向監控終端傳輸對應的數據；

并通過用戶管理模塊實現用戶權限的修改、增加、刪除；

通過資源管理模塊實現被檢測車輛對象信息的修改、增加、刪除；

通過統計報表模塊以圖文形式直觀顯示指定車輛在指定時間段內的溫度、壓差信息；

通過篩選模塊篩選故障車輛的身份信息、GPS信息、壓差信息、溫度信息；

車輛跟蹤模塊在地圖上顯示選中故障車輛的歷史行駛軌跡及在地圖上顯示采樣點的歷史壓差信息和溫度信息，并以圖文的形式顯示選中故障車輛的壓差信息和溫度信息的變化情況；

通過故障信息模塊記錄車輛歷史故障的時間和故障持續的時間。

本發明所取得的有益效果為：

1、本發明采用的遠程在線監測系統及方法，可以實時監測和儲存、回放車輛以及汽車排放控制后處理裝置的工作狀態以及車輛的經緯度信息。這些信息可以作為政府治理機動車污染以及處罰違規排放的依據，督促駕駛員按規范使用車輛，減少污染物的排放。

2、報警模塊及監控終端分別通過蜂鳴器的鳴響和顯示屏上顯示的故障車輛的信息來對汽車排放控制后處理裝置和本監測系統的故障進行預警和提醒，協助駕駛員及時發現和排除故障，使后汽車排放控制后處理裝置工作在正常狀態。

3、本發明能通過SD卡實現控制單元的離線升級，便于控制單元版本的更新。

附圖說明

圖1為本發明的原理框圖。

圖2為本發明中傳感器的安裝狀態示意圖。

圖3為本發明的采樣單元的原理框圖。

圖4為本發明的控制單元的原理框圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明作進一步說明。

如圖1-3所示，本實施例提供了用于汽車排放控制后處理裝置的監測系統，包括壓差傳感器2、溫度傳感器1、采樣單元3、控制單元4、服務器5、監控終端6。

所述壓差傳感器2用于檢測汽車排放控制后處理裝置上下游的排氣壓力差，溫度傳感器1用來測量后汽車排放控制后處理裝置設定位置的排氣溫度和壓差傳感器安裝于汽車排放控制后處理裝置的適當位置圖2是一種優選的安裝方式，溫度傳感器包括前溫度傳感器和后溫度傳感器，兩者分別安設在催化器載體的進氣端和排氣端，所述壓差傳感器的兩個接口也分別與催化器載體的進氣端和排氣端相連。其工作原理為：汽車排放控制后處理裝置的催化器載體對流動的尾氣有壓降作用，當催化器入口氣流的溫度和體積流量確定時，工作正常的催化器對尾氣的壓降在一定范圍內。當催化器因為震動、熱應力、載碳量過高等原因發生貫穿，橫向斷裂或堵塞時，尾氣流過催化器的壓降會發生較大的變化，通過監控尾氣流過催化器的壓降(壓差)即可以得到催化器的狀態。此外，催化器的工作狀態影響著催化器的熱容，進而影響后溫度傳感器讀數相對于前溫度傳感器的滯后時間，通過前后溫度傳感器采樣值的相對變化規律可以用于輔助判斷催化器的狀態。

采樣單元3安裝于汽車排放控制后處理裝置的附近，采樣單元3用于將壓差傳感器1和溫度傳感器2采集的壓差信號和排氣溫度信號發送至控制單元4，所述采樣單元4包括兩個AD模塊9、主控制芯片10、串口通訊模塊12、電源模塊11，主控制芯片10分別與兩個AD模塊9、串口通訊模塊12、電源模塊11相連，兩個AD模塊9分別與溫度傳感器2和壓差傳感器1相連。

控制單元安裝于駕駛室，所述控制單元包括電源模塊17、數據處理芯片19、OBD通訊模塊22、GPS模塊13、無線通訊模塊20、顯示模塊16、蜂鳴器報警模塊21、SD卡模塊14、按鍵模塊18、串口通訊模塊15，所述數據處理芯片19分別連接OBD通訊模塊22、無線通訊模塊20、GPS模塊13、顯示模塊16、報警模塊21、SD卡模塊14、按鍵模塊18、串口通訊模塊15相連。其中，OBD通訊模塊22與車輛OBD接口進行連接，用于讀取車輛的身份信息，GPS模塊13用于讀取車輛的GPS信號(包括經緯度信號，時間信號，速度，方向等)。

采樣單元3的串口通訊模塊12與控制單元的串口通訊模塊15相連，采樣單元周期性的通過串口通訊模塊向數據處理芯片傳輸采樣值，數據處理芯片對采樣數據進行分析，并進行故障識別，并通過在屏幕上實時顯示傳感器的測量值(壓差信息和排氣溫度信息)以及故障狀態；并通過蜂鳴器報警模塊21報警，還可以通過按鈕來配置主界面的顯示模式，壓差閾值以及上傳頻率。通過SD卡模塊14實現本地儲存信息，防止數據丟失，還能通過SD卡實現離線升級，便于設備的軟件版本更新。控制單元4周期性通過無線通訊模塊把儲存在本地的信息(車輛身份信息、車輛的GPS信息、壓差信息和排氣溫度信息)發送到服務器5。

服務器5架設于政府機構或者相關企業，所述服務器5包括存儲模塊、權限設置模塊、數據傳輸模塊，該數據傳輸模塊與監控終端相連。通過存儲模塊存儲車輛身份信息、車輛的GPS信息、壓差信息和排氣溫度信息，通過權限設置模塊，進行登錄時的驗證，例如可以通過電話卡的國際移動用戶識別碼來實現監測數據與用戶信息的綁定。

所述監控終端6分為PC端和手機端，PC端可以瀏覽指定網站得到服務，手機端則需要根據手機系統安裝相應的APP并連接到互聯網來得到服務。其中，監控終端包括通訊模塊，

用戶管理模塊，用于實現用戶權限修改、增加和刪除；

資源管理模塊，用于實現被檢測車輛對象信息的修改、增加、刪除；

統計報表模塊，用于以圖文形式直觀顯示指定車輛在指定時間段內的溫度、壓差信息以曲線的形式顯示指定車輛在指定時間段內的溫度、壓差等信號，便于直觀了解該車輛在這段時間內各參數的變化情況；此外還能導出指定時間段內的數據進行進一步的分析；

篩選模塊，用于篩選故障車輛的身份信息、GPS信息、壓差信息、溫度信息；

車輛跟蹤模塊，用于在地圖上顯示選中故障車輛的歷史行駛軌跡及在地圖上顯示采樣點的歷史壓差信息和溫度信息，并以圖文的形式顯示選中故障車輛的壓差信息和溫度信息的變化情況；

故障信息模塊，用于記錄車輛歷史故障的時間和故障持續的時間。

以上部分說明了檢測系統的組成部分，下面介紹利用上述監測系統進行汽車排放控制后處理裝置的檢測方法，使用前需要在無線通訊模塊指定位置插入開通了網絡通訊功能的電話卡，使用應用端進行注冊，完成相關信息的綁定。接通電源，初始化完成后，系統即可正常工作，其包括如下步驟：

步驟一、通過壓差傳感器2測量汽車排放控制后處理裝置的上、下有的排氣壓力差，通過溫度傳感器1測量汽車排放控制后處理裝置的排氣溫度；

步驟二、通過采樣單元3對傳感器輸出的壓差信號和排氣溫度信號進行模數轉換，并將其采樣值傳輸至控制單元4；

步驟三、控制單元4對傳感器的采樣值進行解析，并進行故障識別，通過OBD通訊模塊22讀取車輛參數，通過GPS模塊13讀取車輛的GPS信息，并在顯示屏上顯示傳感器的測量值及故障狀態，通過無線通訊模塊20將車輛身份信息、車輛的GPS信息發送至服務器5；

步驟四、根據監控終端6的請求，向監控終端傳輸對應的數據；

并通過用戶管理模塊實現用戶權限的修改、增加、刪除；

通過資源管理模塊實現被檢測車輛對象信息的修改、增加、刪除；

通過統計報表模塊以圖文形式直觀顯示指定車輛在指定時間段內的溫度、壓差信息；

通過篩選模塊篩選故障車輛的身份信息、GPS信息、壓差信息、溫度信息；

車輛跟蹤模塊在地圖上顯示選中故障車輛的歷史行駛軌跡及在地圖上顯示采樣點的歷史壓差信息和溫度信息，并以圖文的形式顯示選中故障車輛的壓差信息和溫度信息的變化情況；

通過故障信息模塊記錄車輛歷史故障的時間和故障持續的時間。

此外，還可以通過控制單元的按鈕進行部分功能的設置。