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原文传递汽车尾气对大气污染的随车、道路实时监测装置及方法

专利名称：	汽车尾气对大气污染的随车、道路实时监测装置及方法
摘要：	本发明提供一种汽车尾气对大气污染的随车、道路实时监测装置及方法，该装置包括随车监测系统和道路监测系统，所述随车监测系统包括控制处理模块、气体检测模块、车速检测模块、无线传输模块、存储模块、显示控制模块和声光报警模块，所述道路监测系统包括控制处理模块、气体检测模块、无线传输模块、AD转换模块和存储模块；该方法为：气体检测模块检测尾气，车速检测模块检测行车信息，控制处理模块调取测得的尾气信息，进行计算处理；显示控制模块输入车辆信息，监测数据显示出来；声光报警模块调用存储模块的信息，被测尾气超标即发出声光报警。本监测装置模块组合优化，监测方法科学有效，准确记录尾气排放数据，对尾气治理提供数据支持。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	南京理工大学
发明人：	张纯琰;胡启洲;葛家辉;胡安康;周浩;谈敏佳;岳民
专利状态：	有效
申请日期：	2019-08-16T00:00:00+0800
发布日期：	2019-12-27T00:00:00+0800
申请号：	CN201910756511.9
公开号：	CN110618100A
代理机构：	南京苏创专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	张艳
分类号：	G01N21/33(2006.01);G;G01;G01N;G01N21
申请人地址：	210000 江苏省南京市玄武区孝陵卫200号
主权项：	1.汽车尾气对大气污染的随车、道路实时监测装置，其特征在于：包括随车监测系统和道路监测系统，所述随车监测系统包括控制处理模块(4)、气体检测模块(1)、车速检测模块(2)、无线传输模块(7)、存储模块(3)、显示控制模块(6)和声光报警模块(5)；所述道路监测系统包括控制处理模块(4)、气体检测模块(1)、无线传输模块(7)、AD转换模块(9)和存储模块(3)；气体检测模块(1)检测尾气，数据记录在存储模块(3)；车速检测模块(2)检测车辆行驶信息，数据记录在存储模块(3)；控制处理模块(4)为信息数据处理的核心模块；显示控制模块(6)输入车辆信息、监测数据并显示出来；声光报警模块(5)调用存储模块(3)的超标信息，被测尾气超标即发出声光报警。 2.根据权利要求1所述的汽车尾气对大气污染的随车、道路实时监测装置，其特征在于：所述气体检测模块(1)检测车辆排放的尾气的浓度值和尾气的气体流量，检测数据记录在存储模块(3)中；所述车速检测模块(2)检测被测车辆引擎的转速和行车速度的数据，检测数据记录在存储模块(3)中；所述存储模块(3)储存气体检测模块(1)、车速检测模块(2)和控制处理模块(4)记录的数据和信息；所述控制处理模块(4)从存储模块(3)获取车辆信息、行车速度和引擎转速对应车况下的尾气检测标准，尾气浓度数据与标准数据比较，超标信息记录在存储模块(3)中；所述无线传输模块(7)调用存储模块(3)中的信息发送给终端；所述显示控制模块(6)用以输入车型、车速、转速、尾气浓度和超标信息并显示出来；所述声光报警模块(5)调用存储模块(3)的超标信息，被测尾气数据超标即发出声光报警；所述AD转换模块(9)将气体检测模块(1)测量的模拟信号转换为数字信号。 3.根据权利要求2所述的汽车尾气对大气污染的随车、道路实时监测装置，其特征在于：所述气体检测模块(1)包括紫外差分吸收光谱仪和气体流量检测仪，分别置于汽车尾气排放管附近和道路两侧；所述车速检测模块(2)包括车速传感器和转速传感器，与汽车OBD接口相接，置于驾驶室内；所述存储模块(3)为存储卡或硬盘；所述控制处理模块(4)为单片机；所述无线传输模块(7)为NRF24L01芯片；所述显示控制模块(6)为触控式显示屏；所述声光报警模块(5)调包括蜂鸣器和LED灯，置于驾驶室内。 4.根据权利要求2所述的汽车尾气对大气污染的随车、道路实时监测装置，其特征在于：所述控制处理模块(4)连接一个计算处理装置(8)，所述计算处理装置(8)包括接口单元、操作面板和指示单元，所述控制处理模块与计算处理装置(8)通过接口单元建立通信；所述操作面板为触控显示屏，实现控制处理模块的数据清理和对传感器的调试操作指令；所述指示单元监控其它模块，进行数据反馈。 5.汽车尾气对大气污染的随车实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S01：获取引擎信息：车速检测模块(2)获取引擎转速信息，记录到存储模块(3)中；步骤S02：判断转速是否大于0：控制处理模块(4)从存储模块(3)中提取最新转速信息判定是否进行下一步，转速大于0则进入步骤S03，否则返回步骤S01；步骤S03：获取车辆和尾气信息：获取气体检测模块(1)和车速检测模块(2)的各种气体浓度、气体流量和车速信息记录在存储模块(3)中；步骤S04：信息数据预处理：控制处理模块(4)将获取的转速信息、车速信息、气体浓度信息、气体流量信息进行AD转换，并从存储模块(3)中获取车型信息；步骤S05：调取对应车型尾气排放标准：控制处理模块(4)对转速信息、车速信息和车型信息进行实时分析，根据转速信息、车速信息和车型信息调取存储模块(3)中对应情况下的汽车尾气排放标准；步骤S06：检测尾气是否超标：控制处理模块(4)调取实时的尾气浓度信息、气体流量信息进行计算后与排放标准进行比较，如果超过标准则进入步骤S07，否则返回步骤S02；步骤S07：控制模块开启警报：控制处理模块(4)开启警报，声光报警模块(5)发出声音和灯光警报；步骤S08：显示超标信息：控制处理模块(4)将车速信息、转速信息、尾气浓度信息和超标信息调取并在显示控制模块(6)中显示；步骤S09：退出报警，并记录数据：退出警报并将超标信息记录在存储模块(3)中，返回步骤S02。 6.根据权利要求5所述的汽车尾气对大气污染的随车实时监测方法，其特征在于：所述气体检测模块测得的数据为体积浓度，应转化为质量浓度：尾气排放的总体积为V0·t＝V，t为单次检测所用时间，V0为尾气流量值，大气压P、温度T为定值，由车速检测器测得车速为vcar，所以时间t前进的距离为vcar·t＝d。车辆在该检测循环时间t内，有其中ρi为第i种检测气体的密度，kH为湿度影响参数，Ci为气体浓度检测仪所得的体积浓度，单位为ppm, Mi为第i种检测尾气符合国标检测的质量浓度，单位为g/km，公式变为 7.汽车尾气对大气污染的道路实时监测方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤S01：按时检测尾气：气体检测模块(1)获取道路各待测气体的实时浓度值，通过AD转换模块(9)转换为数字量并存储入存储模块(3)中；步骤S02：信息处理：每隔相应的时间控制处理模块(4)调取存储模块(3)各气体浓度值进行数据处理，获取该段时间内各尾气污染的最大浓度值和平均浓度值，并存储入存储模块(3)中；步骤S03：上传数据：无线传输模块(7)将存储模块(3)中污染的最大浓度值与平均浓度值传输给终端，返回步骤S01；步骤S04：绘制曲线图：终端对所接收的数据进行处理，计算出最大浓度与平均浓度的变化曲线。 8.根据权利要求7所述的汽车尾气对大气污染的道路实时监测方法，其特征在于：所述终端为微型计算机，微型计算机对存储模块的数据进行处理计算：道路尾气浓度检测循环时间为t1，并设定数据分析循环时间为t2，在t2时间内共可读取i＝t1/t2个尾气浓度值，分别为Cj(j∈(1,i))；对分析循环时间t2内的浓度计算平均值并获取其中的最大值Cmax；大气压P、温度T为定值；微型计算机对数据在更大的时间范围内进行分析，设其时间为t3，则在时间t3内，各气体有q＝t3/t2个尾气污染最大值和平均值，有Cmaxq(q∈(1,p))，(q∈(1,p))；微型计算机对Cmaxq、进行曲线绘制。
所属类别：	发明专利