CN204595908U - 一种对汽车尾气pm2.5含量检测的有源rfid装置 - Google Patents

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马晨阳
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Abstract

本专利提供一种对汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置。主要解决了通过PM2.5空气质量传感器测量汽车尾气中PM2.5含量以及通过有源RFID的方式将数据发送到具有数据收集能力的集成RFID接收器的接收终端的问题。该装置包含能够实现PM2.5含量检测的传感器、MCU处理器单元、RFID射频芯片与RFID射频天线，外壳，电池几个部分。PM2.5含量检测传感器采用激光灰尘传感器，能够在MCU处理器控制下检测汽车尾气中PM2.5的含量。MCU处理器将获得PM2.5含量数据保存在存储单元内。装置的电子电路部分除传感器探头外安装在机械外壳内，本装置通过外壳中机械卡槽安装在汽车排气烟筒的末端。当汽车接近安装有RFID接收器的接收终端时，MCU处理器通过RFID射频的方式将汽车牌照信息与尾气中PM2.5含量数据发送到RFID接收终端。

Description

一种对汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置
技术领域：
本专利提供一种对汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置，涉及到PM2.5颗粒含量检测、RFID通信，属于电子测量技术领域。
背景技术：
随着我国雾霾天气的日益增多，空气中PM2.5含量成为人们关心的一个重要问题。汽车尾气是PM2.5的重要污染源之一。国内对于汽车尾气的检测基本采用底盘功机测试法，其主要特征在于在室内使用气体分析仪来测量汽车尾气中的污染物包含CO、HC化合物、NOx、CO2、SO2等在汽车尾气中的含量。此方法仅能够对固定车辆进行测试，不能够实时反映同时汽车在道路上的真实情况。针对上述污染物，在其他公知专利中提出使用RFID标签技术的汽车尾气检测***或检测仪器来解决底盘功机测试法的不能够对道路运行汽车进行检测的相关问题。从分析发现，所有上述方法和公知专利的主要特征在于针对汽车尾气中的污染物质(NOx/CO2/SO2)含量的检测，主要手段是采用相应的气体传感器(如SO2传感器)对相应的污染物质分别进行测量。
发明内容：
与上述的众多公知专利和方法不同，本专利提供一种对汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置,包含实现PM2.5含量检测的传感器部分、MCU处理器单元、RFID射频芯片与RFID射频天线部分、外壳部分，纽扣电池。其特征在于：在电池供电的情况下能够通过PM2.5检测传感器检测汽车尾气中PM2.5的含量，在MCU处理器的控制下当汽车接近具有RFID接收能力的RFID接收终端时，通过有源RFID射频技术将汽车尾气中PM2.5含量数据和汽车的牌照信息发送到RFID接收终端。在本专利中采用PM2.5激光灰尘传感器对汽车尾气中PM2.5颗粒含量进行测量，不同于其他汽车尾气质量分析***或仪器针对汽车尾气中有机或无机污染物的含量进行测量。同时本专利采用有源RFID技术并采用电池供电，同时在外壳上设计机械卡槽，能够将本装置安装在汽车烟筒末端，对汽车在道路上运行时的PM2.5含量状况进行有效检测。
本专利包含如下几个部分：
1.使用PM2.5激光灰尘传感器202对汽车尾气中的PM2.5含量进行检测。PM2.5激光灰尘传感器使用DSM501传感器。DSM501采用激光照射的光学原理，能够探测1微米以上的粉尘粒子；探测粒子范围：最大到8000pcs/283ml(1um以上粒子)。能够很好的对尾气中排放的PM2.5颗粒进行探测。PM2.5激光灰尘传感器DSM501将PM2.5含量转化为输出电压值，输送到MSP430MCU处理器。
2.使用MSP430单片机203最为低功耗MCU处理器单元。MSP430是TI生产的低功耗处理器，非常适合电池供电的低功耗应用场合。在本专利中MSP430作为核心控制单元主要完成PM2.5激光灰尘传感器202数据采样，PM2.5含量转换以及控制RFID射频部分向RFID接收器发送数据。MCU处理器单元使用LDO芯片将纽扣电池5V转换为3.3V对MSP430单片机203供电。MSP430单片机提供接口与NRF24L02射频芯片205和PM2.5激光灰尘传感器202进行连接。
3.RFID射频部分。此部分包含用于射频解码NRF24L02射频芯片205和印制在电路PCB板上的RFID射频天线204。
4.电池。本专利采用5V纽扣电池201供电。
5.外壳101。外壳101能够将除了M2.5激光灰尘传感器202的探头部分以及射频天线204部分以外的电子电路包含在内。同时设计机械卡槽102能够将本装置安装在汽车烟筒末端103。
附图说明：
图1，汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置外观示意图
图2，汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置结构框图
具体实施方式：
如图1所示，汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置在外壳101中设计机械卡槽102，能够将本装置安装在汽车烟筒103外部，安装时需要保证PM2.5激光灰尘传感器202的激光探头部分正对汽车排气烟筒。
如图2所示，汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置按照如下步骤实施：
1.汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置中的PM2.5激光灰尘传感器202随装置外壳一起被安装在汽车烟筒末端103。为能够节省电量，PM2.5激光灰尘传感器202按照可调节的、周期性的对汽车尾气中的PM2.5含量进行检测。并将PM2.5含量转换成电压信号输出。
2.PM2.5激光灰尘传感器输出的电压直接连接到MSP430单片机203的AD转换接口。MSP430单片机203将AD转换后的电压值根据传感器参数对照表进行电压到浓度的转换，并进行结果修正。
3.MSP430单片机203将转换后的PM2.5含量结果和汽车牌照信息进行组合，编码后保存到自身的存储单元内。
4.印制在电路PCB板上的RFID射频天线204可检测汽车是否靠近具有RFID接收能力的接收器，当汽车靠近接收单元时，将射频信号传送到用于射频解码NRF24L02射频芯片205。
5.射频解码NRF24L02射频芯片205通知MSP430单片机203有RFID接收器在附近。
6.MSP430单片机203将PM2.5含量和汽车牌照组合信息经由NRF24L02射频芯片205以及RFID射频天线204发送到RFID接收终端。

Claims (4)

1.一种对汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置，包含实现PM2.5含量检测的传感器部分、MCU处理器单元、RFID射频芯片与RFID射频天线部分、外壳部分，纽扣电池，其特征在于：在电池供电的情况下能够通过PM2.5检测传感器检测汽车尾气中PM2.5的含量，在MCU处理器的控制下当汽车接近具有RFID接收能力的RFID接收终端时，通过有源RFID射频技术将汽车尾气中PM2.5含量数据和汽车的牌照信息发送到RFID接收终端。
2.如权利要求1所述的一种对汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置，其主要特征在于：能够使用PM2.5检测传感器检测PM2.5含量，而不关心尾气中氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物、有机物颗粒等相关污染物质的在PM2.5含量中的组成成分。
3.如权利要求1所述的一种对汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置，其特征在于：采用激光灰尘传感器检测汽车尾气中PM2.5含量，传感器通过外壳中的机械卡槽安装在汽车烟筒的末端。
4.如权利要求1所述的一种对汽车尾气PM2.5含量检测的有源RFID装置，其特征在于：在本设置发送到RFID的数据包含有PM2.5含量数据和汽车车牌两部分内容，RFID接收器可根据得到的两部分数据进行分析和其他应用。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105989402A (zh) * 2015-02-26 2016-10-05 上海仪电(集团)有限公司 一种对汽车尾气pm2.5含量检测的有源rfid装置
CN109154550A (zh) * 2016-04-11 2019-01-04 Cts公司 用于监测发动机排气成分的射频***和方法
CN109313153A (zh) * 2016-04-27 2019-02-05 霍尼韦尔国际公司 射频供能电阻式化学传感器

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