CN111650340A - 一种实现氮氧化物及pm值检测的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，包括以下步骤：启动便携式检测仪，便携式检测仪执行自检程序后启动蓝牙、无线组网程序、定位程序和远程通信程序；便携式检测仪通过无线组网程序与无线NOX传感器、无线PM传感器和温度传感器建立数据连接，获取被测车辆对应的NOX值、PM值和温度数值；通过数学建模以及移动平均算法判断被测车辆的尾气排放是否达标；便携式检测仪获取实时定位数据；便携式检测仪通过OBD模块和CANBUS总线获取被测车辆在设定里程和时间内的NOX平均值；将获取的数据打包后通过远程通信程序上传到监测平台。本发明方便携带和操作，实时定位监控、盲区补报、实时采集燃油车的尾气排放的氮氧值；集成氮氧化物检测仪和PM值检测仪。
Description
技术领域
本发明涉及检测仪器领域，特别是指一种实现氮氧化物及PM值检测的方法。
背景技术
汽车尾气对空气的污染越来越严重，影响人们的健康生活，破坏生态环境。作为空气污染的主要来源之一，机动车尾气排放的污染物多达上百种，主要有害物质包括一氧化碳CO、氮氧化物NOX、碳氢化合物HC和细颗粒物PM等。环境保护部发布的《中国机动车环境管理年报》显示，全国重型汽车(主要包括中重型货车和大中型客车)排放的NOx(氮氧化物)和PM(细微颗粒物)都占到机动车排放总量的80％左右，而重型汽车中绝大部分是重型柴油车，只有少量的燃气汽车和汽油车。目前国内主要采用安装在马路上的遥感监测***和汽车检测站来监控重型柴油车的尾气排放。但是，这两种装置都不能为政府和车厂获取重型柴油车的实时氮氧化物含量，无法实现针对性的指令和全局性的环境保护管控；并且这两种装置所获取的氮氧化物含量值只是瞬间静态值，并非柴油车行驶一定里程和时间内的平均值，不具备太多参考价值。
另外，目前市面现有的氮氧化物检测仪和PM值检测仪是分开的，只能单独检测，一台设备不能同时检测NOX值和PM值，而且检测仪器都是有线的、很笨重的，不方便执法人员携带和操作。
发明内容
本发明提出一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，解决了现有技术中目前市面现有的氮氧化物检测仪和PM值检测仪是分开的，只能单独检测，一台设备不能同时检测NOX值和PM值，而且检测仪器都是有线的、很笨重的，不方便执法人员携带和操作的问题。
本发明的技术方案是这样实现的：
一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，包括以下步骤：
S1，启动便携式检测仪，便携式检测仪执行自检程序后启动蓝牙、无线组网程序、定位程序和远程通信程序；
S2，便携式检测仪通过无线组网程序与无线NOX传感器、无线PM传感器和温度传感器建立数据连接，获取被测车辆对应的NOX值、PM值和温度数值；通过数学建模以及移动平均算法判断被测车辆的尾气排放是否达标；
S3，便携式检测仪通过定位程序获取实时定位数据；
S4，便携式检测仪通过OBD模块和CANBUS总线获取被测车辆在设定里程和时间内的NOX平均值；
S5，将步骤S2-S4获取的数据打包后通过远程通信程序上传到监测平台。
作为本发明的一个优选实施例，还包括以下步骤：
S6，便携式检测仪根据步骤S2-S4获取的数据生成检测报告并通过远程通信程序上传到监测平台。
作为本发明的一个优选实施例，还包括以下步骤：
S7，便携式检测仪通过蓝牙将检测报告传输给蓝牙打印机进行打印。
作为本发明的一个优选实施例，在步骤S5中便携式检测仪通过2G/3G/4G/5G/WiFi通信方式将打包后的数据上传到监测平台。
作为本发明的一个优选实施例，步骤S3中，便携式检测仪通过GPS/北斗定位程序获取实时经纬度和海拔数据。
作为本发明的一个优选实施例，步骤S1和S2中的无线组网程序基于lora组网技术实现。
本发明的有益效果在于：方便携带和操作，实时定位监控、盲区补报、实时采集燃油车的尾气排放的氮氧值；集成氮氧化物检测仪和PM值检测仪。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一种实现氮氧化物及PM值检测的方法一个实施例的流程图
图2为便携式检测仪的结构示意图；
图3为便携式检测仪的电路框图；
图4为上盖的结构示意图；
图5为下盖的结构示意图；
图6为电源模块的电路原理图之一；
图7为电源模块的电路原理图之二；
图8为主控模块的电路原理图；
图9为主控模块的周边电路原理图；
图10为通信模块一个实施例的电路原理图之一；
图11为通信模块一个实施例的电路原理图之二；
图12为通信模块一个实施例的电路原理图之三；
图13为lora模块的电路原理图；
图14为蓝牙模块的电路原理图。
图中，1、上盖，2、钢化玻璃，3、触摸屏，4、触摸控制主板，5、终端主板，6、电源开关，7、USB接口，8、下盖，9、CANBUS总线，10、无线传感器，11、蓝牙打印机，12、电池，13、定位模块，14、主控模块，15、通信模块，16、电源模块，17、OBD模块，18、lora模块，19、蓝牙模块。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1所示，本发明提出了一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，包括以下步骤：
S1，启动便携式检测仪，便携式检测仪执行自检程序后启动蓝牙、无线组网程序、定位程序和远程通信程序；
S2，便携式检测仪通过无线组网程序与无线NOX传感器、无线PM传感器和温度传感器建立数据连接，获取被测车辆对应的NOX值、PM值和温度数值；通过数学建模以及移动平均算法判断被测车辆的尾气排放是否达标；
步骤S1和S2中的无线组网程序基于lora组网技术实现。
S3，便携式检测仪通过定位程序获取实时定位数据；步骤S3中，便携式检测仪通过GPS/北斗定位程序获取实时经纬度和海拔数据。
S4，便携式检测仪通过OBD模块和CANBUS总线获取被测车辆在设定里程和时间内的NOX平均值；
S5，将步骤S2-S4获取的数据打包后通过远程通信程序上传到监测平台。在步骤S5中便携式检测仪通过2G/3G/4G/5G/WiFi通信方式将打包后的数据上传到监测平台。
S6，便携式检测仪根据步骤S2-S4获取的数据生成检测报告并通过远程通信程序上传到监测平台。
S7，便携式检测仪通过蓝牙将检测报告传输给蓝牙打印机进行打印。
如图2-图14所示，便携式检测仪可包括壳体、镶嵌在壳体视窗上的触摸屏3、放置在壳体内的触摸控制主板4、终端主板5、供电单元以及无线传感器10，无线传感器10包括无线NOX传感器、黑烟传感器和无线温度传感器；触摸屏3上方还覆盖有钢化玻璃2；终端主板5上设有主控模块14、定位模块13、通信模块15、电源模块16、lora模块18、OBD模块17；电源模块16与供电单元连接，将输入电源转换为终端主板5各模块主控模块14、定位模块13、通信模块15、电源模块16、lora模块18、OBD模块17对应的标准电压；OBD模块17用于接收CANBUS总线9监听获取的总线数据，分析处理后按标准格式传递给主控模块14；定位模块13获取经纬度、速度、方向、海拔数据并传输给主控模块14；lora模块18连接无线NOX传感器、无线PM传感器和温度传感器，获取NOX值、PM值和温度数值并传输给主控模块14；主控模块14通过数学建模和移动平均算法对NOX值、PM值和温度值进行分析处理并与经纬度、速度、方向、海拔数据进行关联；主控模块14通过通信模块15将关联后的数据上传至平台，通过触摸控制主板4传输至触摸屏3，触摸屏3实时显示NOX值、PM值、温度数值、经纬度、速度、方向、海拔数据并接收人机交互指令。
定位模块13可获取终端所在的位置的经纬度、速度、方向、海拔等数据，通过定位模块13每秒输出标准NMEA0183 GPS数据格式标准给MCU。
终端主板5上还设有与主控模块14连接的蓝牙模块19，主控模块14将分析处理后的NOX值、PM值和温度值传输至蓝牙模块19。蓝牙模块19可将分析处理后的NOX值、PM值和温度值传输至蓝牙打印机11。
通信模块15为2G/3G/4G/5G通信模块15。通信模块15主要用来获取运营商网络信号，通过2G/3G/4G的GPRS连接设定的服务器地址，按照用户设定的间隔比如每1秒发送MCU分析处理后的规范数据到政府环保监测平台。
壳体包括通过螺丝固定连接的上盖1和下盖8，触摸控制主板4和终端主板5通过螺丝固定在壳体内部。上盖1和下盖8采用塑料制成。
供电单元为两组电池12，分设在触摸控制主板4和终端主板5的两侧。终端主板5还连接有USB接口7，USB接口7的同一侧面设有电源开关6，电源开关6向电池12发出电源开关6信号。由此，本发明可通过内部电池12供电或者通过USB接口7连接外部电源。
本发明用于对接柴油车CANBUS总线9获取数据，并通过通信模组实时传递数值到联网平台，并且可以随时打印检测结果，与现有方案相比，具有如下优点：
体积小巧，便于执法人员携带，使用方便；采集数据兼容车型广，不挑车；采集发动机数值稳定可靠；上传平台频率间隔短、网络兼容性好，不掉点；数据规范符合国家标准要求；执法现场能快速给司机开检测结果清单；具备无线通信和内置电池12功能，不受电源环境影响；数据上报带检测位置经纬度数据和时间。
本发明具备实时定位监控、盲区补报、实时采集燃油车的尾气排放的氮氧值；环保部门通过该设备可以随时对道路上的车辆进行尾气检测，并实时记录检测的地点、时间、以及当时采集到的尾气情况，并对符合标准的车辆进行行政处理。
本发明通过改进电源兼容外电和电池12设计、传感器采用无线RALA超远距离配对技术，发动机数据采用读取进口稳定高速芯片模组、打印机采用蓝牙无线连接技术、通信采用全网通模组通信技术使柴油车的尾气检测变得更加简单可靠、结果更加公开清晰，基本解决了政府、司机、车厂、执法机构、检测站以及治理站队柴油车尾气氮氧化物含量的采集不方便、数据传输不实时、结构不透明不公开、数据不真实准确的问题。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。
Claims (6)
1.一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1，启动便携式检测仪，便携式检测仪执行自检程序后启动蓝牙、无线组网程序、定位程序和远程通信程序；
S2，便携式检测仪通过无线组网程序与无线NOX传感器、无线PM传感器和温度传感器建立数据连接，获取被测车辆对应的NOX值、PM值和温度数值；通过数学建模以及移动平均算法判断被测车辆的尾气排放是否达标；
S3，便携式检测仪通过定位程序获取实时定位数据；
S4，便携式检测仪通过OBD模块和CANBUS总线获取被测车辆在设定里程和时间内的NOX平均值；
S5，将步骤S2-S4获取的数据打包后通过远程通信程序上传到监测平台。
2.根据权利要求1所述的一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S6，便携式检测仪根据步骤S2-S4获取的数据生成检测报告并通过远程通信程序上传到监测平台。
3.根据权利要求2所述的一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，其特征在于，还包括以下步骤：
S7，便携式检测仪通过蓝牙将检测报告传输给蓝牙打印机进行打印。
4.根据权利要求1所述的一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，其特征在于：在步骤S5中便携式检测仪通过2G/3G/4G/5G/WiFi通信方式将打包后的数据上传到监测平台。
5.根据权利要求1所述的一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，其特征在于：步骤S3中，便携式检测仪通过GPS/北斗定位程序获取实时经纬度和海拔数据。
6.根据权利要求5所述的一种实现氮氧化物及PM值检测的方法，其特征在于：步骤S1和S2中的无线组网程序基于lora组网技术实现。
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