一种尾气排放监控系统的制作方法

1.本发明涉及尾气排放技术领域，尤其涉及一种尾气排放监控系统。


背景技术：

2.随着社会经济的发展，越来越多的人开始关注城市环境污染问题，在城市环境污染中，汽车尾气污染是主要来源之一，尽管电动汽车逐渐增多，但汽油车由于基数大对环境的污染不可小觑，并且由与频繁发生的车辆事故等情况导致道路拥堵不畅通，这就引起车辆不停的加减速、怠速等，使得车辆燃油消耗不充分，汽车尾气排放量加剧，然而，现有的大多数汽车尾气排放检测技术对汽车排放系统的故障诊断时间长、效率低且不能快速准确的找到汽车发生故障的位置。
3.因此，提供一种新的技术方案改善上述问题，是本领域技术人员急需解决的问题。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明提供一种尾气排放监控系统，以解决上述技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种尾气排放监控系统，包括信息采集模块、控制模块、驱动模块、显示模块、无线通讯模块、监控终端模块和用户终端模块。
7.在上述的方案中，所述信息采集模块用于对汽车排放的尾气进行检测，并对汽车各项数据信息进行采集。
8.在上述的方案中，所述控制模块与所述信息采集模块相连接，所述控制模块用于对所述信息采集模块采集的信息进行处理后发送驱动控制信号至所述驱动模块驱动相应单元进行工作，并将处理后的数据发送至所述显示模块进行显示。
9.在上述的方案中，所述监控终端模块通过所述无线通讯模块与所述控制模块相互通信，所述用户终端模块通过所述无线通讯模块与所述监控终端模块相互通信，所述监控终端模块用于对所述控制模块和所述用户终端模块发送的信息进行存储和管理，并发送反馈信息至所述用户终端模块。
10.在上述的方案中，所述信息采集模块包括尾气检测单元和定位单元，所述尾气检测单元通过包括多个传感器的尾气检测传感器群对汽车排放的尾气进行实时采集，所述定位单元通过车载北斗定位器实时对汽车进行定位。
11.在上述的方案中，所述信息采集模块还包括行车数据采集单元，所述行车数据采集单元包括车载obd设备，所述车载obd设备包括obd协议转换芯片，所述obd协议转换芯片用于采集车辆发动机ecu的数据。
12.在上述的方案中，所述信息采集模块还包括排放系统检测单元，所述排放系统检测单元包括催化器检测模块、氧传感器检测模块和发动机检测模块，所述催化器检测模块包括前氧传感器和后氧传感器，所述前氧传感器用于检测进入催化器中的氧气浓度信号，所述后氧传感器用于检测经过催化器催化处理后释放的氧气浓度信号；所述氧传感器检测
模块用于通过空燃比传感器的输出信号和氧传感器的输出信号对氧传感器进行失效检测；所述发动机检测模块包括发动机转速传感器、曲轴转角传感器、冷却液温度传感器和路面检测装置，所述发动机转速传感器用于检测发送机的转速信号，所述曲轴转角传感器用于检测发动机曲轴转角信号，所述冷却液温度传感器用于检测发动机冷却液温度信号，所述路面检测装置用于获取汽车行驶过程中的路面状况信息。
13.在上述的方案中，所述路面检测装置包括坡道倾角检测传感器和线激光传感器，所述坡道倾角检测传感器用于检测汽车行驶路面的坡度，所述线激光传感器用于检测路面平整度信号。
14.在上述的方案中，所述控制模块包括存储单元、尾气数据分析单元、行车轨迹记录单元、行车报告获取单元和排放故障分析单元，所述存储单元用于存储所述信息采集模块采集的信息和各参数预设值，所述尾气数据分析单元、所述行车轨迹记录单元、所述行车报告获取单元和所述排放故障分析单元均与所述存储单元相连接，所述行车轨迹记录单元用于根据所述存储单元存储的车载北斗定位器记录汽车行驶时的位置信息和汽车行驶轨迹；所述尾气数据分析单元用于根据所述存储单元存储的尾气信息和各参数预设值信息判断尾气排放是否超标；所述行车报告获取单元用于根据所述存储单元存储的行车数据信息生成行车报告；所述排放故障分析单元用于根据所述存储单元存储的排放系统信息和各参数预设值信息获取排放系统当前存在的故障信息。
15.在上述的方案中，所述行车轨迹记录单元包括位置解析模块和记录模块，所述位置解析模块用于对车载北斗定位器获取的信息进行解析获取获取汽车行驶过程中的位置信息，所述记录模块与所述位置解析模块相连接，所述记录模块用于基于所述位置解析模块获取的位置信息持续基于定位信息记录汽车移动轨迹。
16.在上述的方案中，所述驱动模块包括指示灯驱动单元和蜂鸣器驱动单元，所述指示灯驱动单元包括多个指示灯驱动继电器，所述指示灯驱动单元用于驱动催化器指示灯、氧传感器指示灯和发动机指示灯的开启和关闭，所述蜂鸣器驱动单元通过蜂鸣器驱动电路驱动蜂鸣器进行开启、关闭和音量调节。
17.在上述的方案中，所述驱动模块还包括语音播报驱动单元，所述语音播报驱动单元包括语音驱动电路，所述语音驱动电路用于对待播放的语音信号进行功率放大后驱动语音播放器播放语音。
18.在上述的方案中，所述监控终端模块包括数据库单元、数据管理单元和用户管理单元，所述数据库单元用于存储所述控制模块发送的信息和所述用户终端模块发送的信息，所述数据管理单元和所述用户管理单元均与所述数据库单元相连接，所述数据管理单元用于对所述控制模块发送的信息进行分类整理，所述用户管理单元用于对用户注册与登录信息进行验证，并进行用户权限分配和维护用户个人资料。
19.综上所述，本发明的有益效果是：通过信息采集模块对汽车排放的尾气和汽车各项数据进行检测，并通过控制模块对数据进行处理后发送驱动控制信号至驱动模块驱动相应单元提示用户尾气排放超标或者排放系统出现故障，从而使得用户及时作出反应，此外，通过监控终端模块读取并监视车辆行车数据和排放系统故障信息内容，可使得管理人员通过实时了解车辆运行和排放情况来远程帮助驾驶员进行必要的故障处理，可以对一定区域内的尾气排放进行相应管理，节省了人力和物力。
附图说明
20.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
21.图1为本发明尾气排放监控系统的组成示意图。
22.图2为信息采集模块的组成示意图。
23.图3为排放系统检测单元的组成示意图。
24.图4为控制模块的组成示意图。
25.图5为驱动模块的组成示意图。
26.图6为监控终端模块的组成示意图。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施方式和附图，对本发明做进一步详细说明。在此，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
28.如图1所示，本发明的一种尾气排放监控系统，包括信息采集模块、控制模块、驱动模块、显示模块、无线通讯模块、监控终端模块和用户终端模块。
29.下面结合附图对本发明上述各模块间的连接关系做进一步详细说明。
30.所述信息采集模块用于对汽车排放的尾气进行检测，并对汽车各项数据信息进行采集；所述控制模块与所述信息采集模块相连接，所述控制模块用于对所述信息采集模块采集的信息进行处理后发送驱动控制信号至所述驱动模块驱动相应单元进行工作，并将处理后的数据发送至所述显示模块进行显示；所述监控终端模块通过所述无线通讯模块与所述控制模块相互通信，所述用户终端模块通过所述无线通讯模块与所述监控终端模块相互通信，所述监控终端模块用于对所述控制模块和所述用户终端模块发送的信息进行存储和管理，并发送反馈信息至所述用户终端模块。
31.在本实施例中，所述显示模块包括lcd显示屏。
32.在本实施例中，所述无线通讯模块包括wifi通信单元、4g通信单元和5g通信单元等。
33.在本实施例中，所述用户终端模块包括智能手机、ipad、笔记本电脑等。
34.如图2所示，所述信息采集模块包括尾气检测单元和定位单元，所述尾气检测单元通过包括多个传感器的尾气检测传感器群对汽车排放的尾气进行实时采集，所述定位单元通过车载北斗定位器实时对汽车进行定位。
35.在本实施例中，所述尾气检测传感器群采用model 6800传感器群进行尾气的实时数据采集，model 6800传感器群包含了各类尾气检测传感器与气体软管、阀门等部件，同时，model 6800传感器群使用了部分光红外吸收法来检测co、hc、no
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等汽车尾气，其检测原理为尾气经过包含model 6800传感器群的尾气室后，由于每种气体具有特定的特征吸收谱带与特征频率，当光谱落在特征频率带附近的时候会被强烈的吸收，可以根据气体红外光谱吸收的强弱对汽车尾气的成分与含量进行检测与标定，检测到的信号经过model 6800传感器群中的电路处理后形成与尾气的浓度成比例的电信号，并可通过控制模块根据电信号测出每种尾气的浓度信号。
36.进一步地，所述信息采集模块还包括行车数据采集单元，所述行车数据采集单元包括车载obd设备，所述车载obd设备包括obd协议转换芯片，所述obd协议转换芯片用于采集车辆发动机ecu的数据。
37.在本实施例中，所述发动机ecu的数据包括发动机扭矩、蓄电池电压、机油温度、进气温度、车速、发动机瞬时油耗、油门踏板位置、发动机运行时间、燃油累计使用量、发动机故障码等。
38.如图3所示，所述信息采集模块还包括排放系统检测单元，所述排放系统检测单元包括催化器检测模块、氧传感器检测模块和发动机检测模块，所述催化器检测模块包括前氧传感器和后氧传感器，所述前氧传感器用于检测进入催化器中的氧气浓度信号，所述后氧传感器用于检测经过催化器催化处理后释放的氧气浓度信号；所述氧传感器检测模块用于通过空燃比传感器的输出信号和氧传感器的输出信号对氧传感器进行失效检测；所述发动机检测模块包括发动机转速传感器、曲轴转角传感器、冷却液温度传感器和路面检测装置，所述发动机转速传感器用于检测发送机的转速信号，所述曲轴转角传感器用于检测发动机曲轴转角信号，所述冷却液温度传感器用于检测发动机冷却液温度信号，所述路面检测装置用于获取汽车行驶过程中的路面状况信息。
39.进一步地，所述路面检测装置包括坡道倾角检测传感器和线激光传感器，所述坡道倾角检测传感器用于检测汽车行驶路面的坡度，所述线激光传感器用于检测路面平整度信号。
40.如图4所示，所述控制模块包括存储单元、尾气数据分析单元、行车轨迹记录单元、行车报告获取单元和排放故障分析单元，所述存储单元用于存储所述信息采集模块采集的信息和各参数预设值，所述尾气数据分析单元、所述行车轨迹记录单元、所述行车报告获取单元和所述排放故障分析单元均与所述存储单元相连接，所述行车轨迹记录单元用于根据所述存储单元存储的车载北斗定位器记录汽车行驶时的位置信息和汽车行驶轨迹；所述尾气数据分析单元用于根据所述存储单元存储的尾气信息和各参数预设值信息判断尾气排放是否超标；所述行车报告获取单元用于根据所述存储单元存储的行车数据信息生成行车报告；所述排放故障分析单元用于根据所述存储单元存储的排放系统信息和各参数预设值信息获取排放系统当前存在的故障信息。
41.在本实施例中，所述尾气数据分析单元用于将信息采集模块检测到的co、hc、no
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等汽车尾气浓度与和这些尾气相应的尾气浓度预设值进行比较，当某一种尾气浓度大于这种尾气的尾气浓度第一预设值时，判定这一种尾气排放超标，并通过每一种尾气排放超标的程度和排放超标的尾气种类数推断得到综合汽车尾气超标排放程度，例如，当只有一种尾气排放超标且大于这一尾气浓度的第一预设值低于这一尾气浓度的第二预设值时，判定综合汽车尾气超标排放程度为轻度超标，当只有一种尾气排放超标且大于这一尾气的第二预设值时，判定综合汽车尾气超标排放程度为超标，当两种或两种以上的尾气排放超标且所有尾气浓度均大于相对应尾气浓度的第一预设值低于相对应尾气浓度的第二预设值时，判定综合汽车尾气超标排放程度为过分超标，当两种或两种以上的尾气排放超标且存在一种或多种尾气的浓度大于相对应尾气浓度的第二预设值时，判定综合汽车尾气超标排放程度为严重超标。
42.在本实施例中，所述行车报告获取单元根据所述存储单元存储的行车数据信息生
成的行车报告包括行驶时长、行驶平均速度、行驶里程、车速、发动机转速、发动机负荷、加速踏板位置和发动机扭矩百分比等。
43.在本实施例中，所述排放故障分析单元将信息采集模块中前氧传感器采集的氧气浓度和后氧传感器采集的氧气浓度的差值与预设差值进行比较，当前氧传感器采集的氧气浓度和后氧传感器采集的氧气浓度的差值小于预设差值时，判定催化器故障，在车辆正常行驶时，催化器在正常运行时，催化转化排放的废气要消耗较多的氧气，而当催化器老化过程中，催化器的催化转化能力会逐渐减弱直至消亡，此时，催化器的后氧传感器检测的氧气浓度信号越来越大，直至与前氧传感器检测的氧气浓度差别越来越小；所述排放故障分析单元根据信息采集模块中空燃比传感器的输出信号和氧传感器的输出信号与在相同空燃比下的参考氧气浓度信号进行对比，当相同空燃比下的检测浓度信号与参考氧气浓度信号不相同且持续一段时间时，判定氧传感器失效，氧传感器用于检测排放尾气中的氧浓度信号；所述排放故障分析单元获取信息采集模块中发动机转速传感器、曲轴转角传感器、冷却液温度传感器和路面检测装置的检测信号，在冷却液温度传感器检测的冷却液温度在20℃
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100℃范围内、发动机转速传感器检测的发动机转速稳定且大于发动机转速预设值和路面检测装置检测路面平坦时，排放故障分析单元根据曲轴转速波动法和曲轴转角传感器的检测信号获取发动机平稳度，并与预设发动机平稳度进行对比，所述预设发动机平稳度为发动机故障时的平稳度，当发动机平稳度大于发动机平稳度预设值时，判定发动机故障。
44.进一步地，所述行车轨迹记录单元包括位置解析模块和记录模块，所述位置解析模块用于对车载北斗定位器获取的信息进行解析获取获取汽车行驶过程中的位置信息，所述记录模块与所述位置解析模块相连接，所述记录模块用于基于所述位置解析模块获取的位置信息持续基于定位信息记录汽车移动轨迹。
45.如图5所示，所述驱动模块包括指示灯驱动单元和蜂鸣器驱动单元，所述指示灯驱动单元包括多个指示灯驱动继电器，所述指示灯驱动单元用于驱动催化器指示灯、氧传感器指示灯和发动机指示灯的开启和关闭，所述蜂鸣器驱动单元通过蜂鸣器驱动电路驱动蜂鸣器进行开启、关闭和音量调节。
46.进一步地，所述驱动模块还包括语音播报驱动单元，所述语音播报驱动单元包括语音驱动电路，所述语音驱动电路用于对待播放的语音信号进行功率放大后驱动语音播放器播放语音。
47.在本实施例中，所述控制模块判定催化器、氧传感器或者发动机故障故障时，发送驱动控制信号至相应指示灯驱动继电器驱动与发生故障的机构相应的指示灯开启，同时，发送驱动控制信号至蜂鸣器驱动电路驱动蜂鸣器发出响声，并根据发生故障的机构个数控制蜂鸣器音量的高低，例如，发生故障的机构个数为一个时，蜂鸣器音量的最低，发生故障的机构个数为三个时，蜂鸣器音量的最高。
48.在本实施例中，所述控制模块判定尾气排放超标时发送驱动控制信号至语音驱动电路，驱动语音播放器播放包含超标尾气的名称和综合汽车尾气超标排放程度的语音信息。
49.如图6所示，所述监控终端模块包括数据库单元、数据管理单元和用户管理单元，所述数据库单元用于存储所述控制模块发送的信息和所述用户终端模块发送的信息，所述数据管理单元和所述用户管理单元均与所述数据库单元相连接，所述数据管理单元用于对
所述控制模块发送的信息进行分类整理，所述用户管理单元用于对用户注册与登录信息进行验证，并进行用户权限分配和维护用户个人资料。
50.在本实施例中，管理人员通过监控终端模块获取用户信息和监测车辆的排放系统信息和车辆行驶数据信息，可在监测车辆的排放系统故障时联系用户远程帮助驾驶员进行必要的故障处理。
51.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。