一种有害气体浓度检测方法以及装置与流程

本公开涉及电动汽车技术领域，具体而言，涉及一种有害气体浓度检测方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质。

背景技术：

gb7258《机动车运行安全技术条件》规定：“车长大于等于6米的纯电动客车、插电式混合动力客车，应能监测动力电池工作状态并在发现异常情形时报警”。公安部消防产品合格评定中心cccf/xfjj-01《电动客车动力锂离子电池箱火灾防控装置通用技术要求》规定：“火灾防控装置应具备探测一氧化碳气体浓度，电池或电池组表面温度的功能”。因此，新能源客车电池箱内必须安装至少能检测一氧化碳浓度和温度的火灾报警探测器。

火灾报警探测器最常用的检测方法包括对电池箱内烟雾、温度、一氧化碳、voc特征气体、火焰等环境参数检测。其中气体传感器成为必不可少的一项内容，无论是在探测一氧化碳、电池漏液的挥发物气体，还是电池早期热失控等故障所产生的特征气体，气体传感器都发挥着重要作用。

然而气体目前存在着受到环境干扰产生误报、传感器自身故障等问题。例如，受到电磁干扰单片机adc功能失效，导致采样电信号过大产生误报，或者车辆的长期行驶带来的传感器内部断丝引起输出外部电信号过大造成误报，或者传统的采用的气体变化率检测方法在探测器断电再上电时，电池箱内高浓度的气体已经达到动态平衡，不存在浓度变化率问题从而造成漏报。因此需要一种气体传感器有效检测方法，既可以防止气体传感器误报，又可以在电池发生故障时持续报警，直至电池故障解决。由上可知，需要提供一种或多种至少能够解决上述问题的技术方案。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本公开的目的在于提供一种有害气体浓度检测方法、装置、电子设备以及计算机可读存储介质，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开的一个方面，提供一种有害气体浓度检测方法，包括：

有害气体浓度检测步骤，通过电动汽车电池箱内置气体传感器检测所述电池箱内有害气体浓度，并计算相邻采样周期的有害气体浓度差值；

第一预设浓度判定步骤，在预设周期内，若检测到有害气体浓度发生变化，且所述有害气体浓度差值均小于第一预设浓度值，则发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块；

第二预设浓度判定步骤，当检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，从存储模块读取有害气体浓度连续变化信号；

火灾预警信号输出步骤，若读取到有害气体浓度连续变化信号，则判定所述电池箱内有害气体浓度过高，生成并向bms发送火灾预警信号。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一预设浓度判定步骤还包括：在预设周期内，若检测到有害气体浓度发生变化，且所述有害气体浓度差值均小于第一预设浓度值，且连续升高变化趋势一致，则判定所述有害气体浓度是随时间变化的连续函数，则发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块。

在本公开的一种示例性实施例中，火灾预警信号输出步骤还包括：若没有读取到有害气体浓度连续变化信号，则初始化所述气体传感器，重新检测电池箱内有害气体浓度。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：若初始化所述气体传感器后，重新检测电池箱内有害气体浓度仍大于第二预设浓度值，则判定所述气体传感器故障，生成并向bms发送设备故障信号。

在本公开的一种示例性实施例中，所述设备故障信号报警优先级低于火灾预警信号。

在本公开的一种示例性实施例中，所述方法还包括：所述有害气体浓度连续变化信号包含时间戳信息，当检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，若从存储模块读取到有害气体浓度连续变化信号，则将所述有害气体浓度连续变化信号中所包含的时间戳信息与当前时间比较，若其差值在预设时间范围内，则判定所述电池箱内有害气体浓度过高，生成并向bms发送火灾预警信号。

在本公开的一种示例性实施例中，所述第一预设浓度值、第二预设浓度值可以是在气体传感器中与所述第一预设浓度值、第二预设浓度值对应的第一预设电压值、第二预设电压值。

在本公开的一个方面，提供一种有害气体浓度检测装置，包括：

有害气体浓度检测模块，用于通过电动汽车电池箱内置气体传感器检测所述电池箱内有害气体浓度，并计算相邻采样周期的有害气体浓度差值；

第一预设浓度判定模块，用于在预设周期内，若检测到有害气体浓度发生变化，且所述有害气体浓度差值均小于第一预设浓度值，则发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块；

第二预设浓度判定模块，用于当检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，从存储模块读取有害气体浓度连续变化信号；

火灾预警信号输出模块，用于若读取到有害气体浓度连续变化信号，则判定所述电池箱内有害气体浓度过高，生成并向bms发送火灾预警信号。

在本公开的一个方面，提供一种电子设备，包括：

处理器；以及

存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。

在本公开的一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现根据上述任意一项所述的方法。

本公开的示例性实施例中的有害气体浓度检测方法，通过气体传感器检测电池箱内有害气体浓度，并计算相邻采样周期的有害气体浓度差值；在预设周期内，若所述差值均小于第一预设浓度值，则发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块；当检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，读取有害气体浓度连续变化信号，若读取到有害气体浓度连续变化信号，生成发送火灾预警信号。一方面，在不影响现有电池箱内有害气体检测的情况下，一定程度上避免了因环境干扰产生误报、传感器自身故障等问题而产生的误报警；另一方面，还可以对电池箱内的气体传感器进行检测，发现故障后发出设备故障报警信号。再一方面，即使在电池箱内有害气体浓度处于高浓度基本平衡状态，即浓度变化率为零的情况下，探测器在预设的时间差内断电再上电依然能发出火灾预警信号。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

通过参照附图来详细描述其示例实施例，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1示出了根据本公开一示例性实施例的有害气体浓度检测方法的流程图；

图2示出了根据本公开一示例性实施例的有害气体浓度检测方法中火灾报警探测器的结构框图；

图3示出了根据本公开一示例性实施例的有害气体浓度检测方法中气体传感器典型采样电路示意图；

图4示出了根据本公开一示例性实施例的有害气体浓度检测方法中气体传感器工作流程图；

图5示出了根据本公开一示例性实施例的有害气体浓度检测装置的示意框图；

图6示意性示出了根据本公开一示例性实施例的电子设备的框图；以及

图7示意性示出了根据本公开一示例性实施例的计算机可读存储介质的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施例；相反，提供这些实施例使得本公开将全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免模糊本公开的各方面。

附图中所示的方框图仅仅是功能实体，不一定必须与物理上独立的实体相对应。即，可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个软件硬化的模块中实现这些功能实体或功能实体的一部分，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

在本示例实施例中，首先提供了一种有害气体浓度检测方法，可以应用于电动汽车控制系统等电子设备；参考图1中所示，该有害气体浓度检测方法可以包括以下步骤：

有害气体浓度检测步骤s110，通过电动汽车电池箱内置气体传感器检测所述电池箱内有害气体浓度，并计算相邻采样周期的有害气体浓度差值；

第一预设浓度判定步骤s120，在预设周期内，若检测到有害气体浓度发生变化，且所述有害气体浓度差值均小于第一预设浓度值，则发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块；

第二预设浓度判定步骤s130，当检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，从存储模块读取有害气体浓度连续变化信号；

火灾预警信号输出步骤s140，若读取到有害气体浓度连续变化信号，则判定所述电池箱内有害气体浓度过高，生成并向bms发送火灾预警信号。

根据本示例实施例中的有害气体浓度检测方法，一方面，在不影响现有电池箱内有害气体检测的情况下，一定程度上避免了因环境干扰产生误报、传感器自身故障等问题而产生的误报警；另一方面，还可以对电池箱内的气体传感器进行检测，发现故障后发出设备故障报警信号。

下面，将对本示例实施例中的有害气体浓度检测方法进行进一步的说明。

在有害气体浓度检测步骤s110中，可以通过电动汽车电池箱内置气体传感器检测所述电池箱内有害气体浓度，并计算相邻采样周期的有害气体浓度差值；

在本示例的实施例中，如图2所示为火灾报警探测器的结构框图，包括电源模块、通讯模块、mcu模块，电子时钟模块、eeprom存储模块、气体传感器、温度传感器。

其中mcu为核心控制器件，使用基于arm内核的stm32单片机，包括adc采样功能、iic功能、软件复位功能。adc设置为连续采样模式，采样周期1us,实现对气体传感器输出电信号周期性连续采样。电子时钟芯片采用ds1302低功耗实时时钟芯片，可以对年、月、日、周、时、分、秒进行计时。ds1302在探测器上电时采用电路板上3.3v电源供电，探测器断电自动切换3.0v备用电池，保证探测器断电情况下，能正常维持时间日历功能。

所述存储模块采用具有2kbit容量的eeprom存储芯片at24c02，所述存储模块与stm32通过iic通信，在需要写入字节时，按照页方式写入数据。存储满字节时，实行循环覆盖方式，从第1页重新写入。

所采用气体传感器为半导体传感器，能检测烷烃类、脂类、一氧化碳等气体。典型的采样电路如图3所示，传感器包括加热电阻rh和传感器电阻rs。回路电压采用3.3v供电，mcu周期采样传感器输出电信号vrl。一旦加热电阻或传感器电阻发生断路，则输出错误电信号，mcu计算浓度时可能会超出报警浓度阈值发生误报。所述温度传感器采用ds18b20，周期为1s温度转化1次。在火灾报警时提供实际环境温度值和环境温度上升速率，作为火灾报警算法重要参考依据。

在第一预设浓度判定步骤s120中，可以在预设周期内，若检测到有害气体浓度发生变化，且所述有害气体浓度差值均小于第一预设浓度值，则发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块。

在本示例的实施例中，如在mcu检测到气体传感器输出电信号随时间增大而不断增大，每两个相邻采样周期有害气体浓度采样差值为2ppm，而第一预设浓度值为30ppm，显然有害气体浓度采样差值小于第一预设浓度值。

在本示例的实施例中，所述第一预设浓度判定步骤还包括：在预设周期内，若检测到有害气体浓度发生变化，且所述有害气体浓度差值均小于第一预设浓度值，且连续升高变化趋势一致，则判定所述有害气体浓度是随时间变化的连续函数，发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块。如在5个采样周期内，有害气体浓度采样差值分别为2ppm、4ppm、3ppm、6ppm、2ppm，则判定所述有害气体浓度是随时间变化的连续函数，发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块；若在5个采样周期内，有害气体浓度采样差值分别为2ppm、-4ppm、3ppm、-6ppm、2ppm，则不能判定所述有害气体浓度是随时间变化的连续函数，可能只是因为电信号不稳定或者环境因素干扰而引发的信号波动。

在第二预设浓度判定步骤s130中，可以当检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，从存储模块读取有害气体浓度连续变化信号。

在本示例的实施例中，根据不同电池箱的容量、空间、阻燃程度等特性，对应设置不同的第二预设浓度值，如上述示例中，可以将第二预设浓度值设定为240ppm，当检测到有害气体浓度大于240ppm时，判断达到火灾报警的触发条件，但为了防止误报警，需从存储模块读取有害气体浓度连续变化信号进一步判断。

在火灾预警信号输出步骤s140中，可以若读取到有害气体浓度连续变化信号，则判定所述电池箱内有害气体浓度过高，生成并向bms发送火灾预警信号。

在本示例的实施例中，若读取到有害气体浓度连续变化信号，说明进一步判断条件也达到了，则生成火灾预警信号，并将所述火灾预警信号发送至电动车电池管理系统(bms)，也可以直接将报警信号发送至电动车中控系统，做进一步显示及控制联动处理，同时，将记录所述火灾预警信号，供维修保养查询。

在本示例的实施例中，火灾预警信号输出步骤还包括：若没有读取到有害气体浓度连续变化信号，则初始化所述气体传感器，重新检测电池箱内有害气体浓度。在实际的应用场合中，常常有因气体传感器首emc干扰等因素而造成有害气体浓度信号激增并大于第二预设浓度值的情况，为了避免这样的情况的发生，本公开采取了上述每两个相邻采样周期有害气体浓度采样差值与第一预设浓度值比较作为判断依据的方法，进而如果在检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，并未从存储模块读取有害气体浓度连续变化信号的情况时，需要对气体传感器进行初始化操作，重新检测电池箱内有害气体浓度以判断误报原因。

在本示例的实施例中，若初始化所述气体传感器后，重新检测电池箱内有害气体浓度仍大于第二预设浓度值，则判定所述气体传感器故障，生成并向bms发送设备故障信号。

在本示例的实施例中，所述设备故障信号报警优先级低于火灾预警信号。若一个电池组有多个报警信号或者多个电池组同时生成多个报警信号时，所述设备故障信号报警优先级低于火灾预警信号，优先火灾预警信号的显示及处理。

在本示例的实施例中，如图4中气体传感器工作流程图所示，所述方法还包括：所述有害气体浓度连续变化信号包含时间戳信息，当检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，若从存储模块读取到有害气体浓度连续变化信号，则将所述有害气体浓度连续变化信号中所包含的时间戳信息与当前时间比较，若其差值在预设时间范围内，则判定所述电池箱内有害气体浓度过高，生成并向bms发送火灾预警信号。所述时间范围可以根据不同工况调节不同的时间长度。

在本示例的实施例中，所述第一预设浓度值、第二预设浓度值可以是在气体传感器中与所述第一预设浓度值、第二预设浓度值对应的第一预设电压值、第二预设电压值。如上述示例中，第一预设浓度值、第二预设浓度值分别为30ppm、240ppm可以对应第一预设电压值、第二预设电压值0.38v、3v。进一步的，在上述示例中的5个采样周期内，有害气体浓度采样差值分别为2ppm、4ppm、3ppm、6ppm、2ppm可以对应有害气体浓度采样电压差值为25mv、50mv、37.5mv、75mv、25mv。使用电压信号计算可以省去转化运算步骤，提高整体反应速度。

需要说明的是，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

此外，在本示例实施例中，还提供了一种有害气体浓度检测装置。参照图5所示，该有害气体浓度检测装置500可以包括：有害气体浓度检测模块510、第一预设浓度判定模块520、第二预设浓度判定模块530火灾预警信号输出模块540。其中：

有害气体浓度检测模块510，用于通过电动汽车电池箱内置气体传感器检测所述电池箱内有害气体浓度，并计算相邻采样周期的有害气体浓度差值；

第一预设浓度判定模块520，用于在预设周期内，若检测到有害气体浓度发生变化，且所述有害气体浓度差值均小于第一预设浓度值，则发送有害气体浓度连续变化信号至存储模块；

第二预设浓度判定模块530，用于当检测到有害气体浓度大于第二预设浓度值时，从存储模块读取有害气体浓度连续变化信号；

火灾预警信号输出模块540，用于若读取到有害气体浓度连续变化信号，则判定所述电池箱内有害气体浓度过高，生成并向bms发送火灾预警信号。

上述中各有害气体浓度检测装置模块的具体细节已经在对应的音频段落识别方法中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了有害气体浓度检测装置500的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，在本公开的示例性实施例中，还提供了一种能够实现上述方法的电子设备。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施例、完全的软件实施例(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施例，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图6来描述根据本发明的这种实施例的电子设备600。图6显示的电子设备600仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图6所示，电子设备600以通用计算设备的形式表现。电子设备600的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元610、上述至少一个存储单元620、连接不同系统组件(包括存储单元620和处理单元610)的总线630、显示单元640。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元610执行，使得所述处理单元610执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。例如，所述处理单元610可以执行如图1中所示的步骤s110至步骤s140。

存储单元620可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(ram)6201和/或高速缓存存储单元6202，还可以进一步包括只读存储单元(rom)6203。

存储单元620还可以包括具有一组(至少一个)程序模块6205的程序/实用工具6204，这样的程序模块6205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线630可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备600也可以与一个或多个外部设备670(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备600交互的设备通信，和/或与使得该电子设备600能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(i/o)接口650进行。并且，电子设备600还可以通过网络适配器660与一个或者多个网络(例如局域网(lan)，广域网(wan)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器660通过总线630与电子设备600的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备600使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、raid系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施例的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施例可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施例的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施例中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施例的步骤。

参考图7所示，描述了根据本发明的实施例的用于实现上述方法的程序产品700，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、c++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(lan)或广域网(wan)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

此外，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限。