專利名稱：一種汽車排放在線自動診斷遠程監(jiān)控裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種汽車排放診斷監(jiān)控裝置，尤其涉及一種汽車排放在線自動診斷遠程監(jiān)控裝置。
背景技術(shù)：
汽車工業(yè)在近年得到了飛速發(fā)展，中國已成為世界上汽車第二大生產(chǎn)國和第一大消費國，摩托車年產(chǎn)量長期居世界第一位。隨著機動車保有量的持續(xù)增長，我國機動車污染物(HC、CO和NOx)排放量顯著增加，機動車排氣污染物在城市大氣污染中所占的平均比例有較大幅度增加。防治機動車排氣污染已成為城市大氣污染控制的主要任務(wù)之一。2005年4月國家環(huán)?？偩止剂恕遁p型汽車污染物排放限值及測量方法》，即國三、國四排放標準，這兩個標準分別于2007年7月I日和2010年7月I日開始實施。它的實施要求車輛必須具備OBD (On-Board Diagnostics,在線自動診斷)功能。機動車的污染防治除了對新車進行監(jiān)管外，還需要進一步加強對在用車的監(jiān)管。目前機動車污染防治法律法規(guī)不完善的問題依然存在，制約了汽車環(huán)保的統(tǒng)一監(jiān)管，影響了管理制度的有效實施，削弱了監(jiān)督管理的執(zhí)法力度。如在用汽油車的檢查維修制度不完善，帶病行駛的機動車屢見不鮮。其次，檢測方法科學性差且不嚴格，造成了通過年檢的汽車成了 “全年環(huán)保車”，再也沒人過問。目前國內(nèi)實現(xiàn)的OBD標準接近于美國的OBDII或歐洲的EOBD標準，雖然當發(fā)動機系統(tǒng)出現(xiàn)故障引起排放超標時，OBD系統(tǒng)能檢測到故障并點亮故障燈向駕駛者發(fā)出警告，然而駕駛者是否接受故障燈的警告，目前的OBD系統(tǒng)無能為力。在車輛年審前如果駕駛者不對排放超標車輛進行維修，相關(guān)管理部門也無法知曉。針對目前OBD標準的缺陷，迫切需要采取新的OBD無線遠程監(jiān)控技術(shù)，對排放超標車輛進行監(jiān)控。如果駕駛者在故障報警系統(tǒng)提示后仍長時間不去維修車輛，管理部門甚至可以指令該車輛停駛。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的就在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點和不足，提供一種汽車排放在線自動診斷遠程監(jiān)控裝置。本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的:利用在線自動診斷獲取故障信息，再利用GSM (Global System for MobileCommunications,全球移動通信系統(tǒng))技術(shù),增加遠程監(jiān)控,達到實時監(jiān)控的目的。一、汽車排放在線自動診斷遠程監(jiān)控裝置(簡稱監(jiān)控裝置)本監(jiān)控裝置包括工作對象一車輛發(fā)動機，還包括GSM子系統(tǒng)；設(shè)置有發(fā)動機管理子系統(tǒng)和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)；其連接關(guān)系是:發(fā)動機管理子系統(tǒng)和車輛發(fā)動機連接，實現(xiàn)對車輛發(fā)動機的診斷；發(fā)動機管理子系統(tǒng)、GSM子系統(tǒng)和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)之間通過GSM子系統(tǒng)提供的移動通信網(wǎng)絡(luò)以短信的方式連通。二、汽車排放在線自動診斷遠程監(jiān)控方法(簡稱監(jiān)控方法)本監(jiān)控方法包括下列步驟:①GSM子系統(tǒng)覆蓋整個區(qū)域的移動通信網(wǎng)絡(luò)；②電子控制單元上電，與第一 GSM模塊建立通訊連接；③當車輛發(fā)動機、傳感器和/或執(zhí)行器發(fā)生故障時，電子控制單元檢測到相關(guān)故障；④電子控制單元按照一定格式生成并存儲故障碼，同時點亮執(zhí)行器內(nèi)的故障指示燈作出相應(yīng)的報警反應(yīng)；⑤電子控制單元將故障碼和車輛代碼數(shù)據(jù)信息發(fā)送給第一 GSM模塊；⑥第一 GSM模塊與OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)中的第二 GSM模塊以短信的方式聯(lián)系，并發(fā)送故障碼和車輛代碼信息；⑦OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)的監(jiān)控電腦利用監(jiān)控軟件調(diào)取故障車車主信息和手機號碼，并通過界面觀察故障車車主是否解決車輛故障；
⑧OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)的工作人員通過第二 GSM模塊給故障車車主發(fā)送車輛故障提醒短信，若故障車車主長時間未解決車輛故障且堅持使用，OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)的工作人員可以指令相關(guān)部門停駛該車輛。本實用新型具有下列優(yōu)點和積極效果:①能及時準確地掌握和控制車輛狀態(tài)，實時性高；②可以形成范圍內(nèi)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，范圍大，覆蓋面廣；③可以節(jié)省資源成本，一臺監(jiān)控電腦可以監(jiān)控數(shù)量巨大的故障車輛，經(jīng)濟性好；④可擴展性強，可以在OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)設(shè)置專家診斷故障，提高車輛故障解決效率；⑤適用于國內(nèi)所有的機動車車輛。

圖1是本裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是電子控制單元(EOT) 211和第一 GSM模塊213之間的通訊流程圖；圖3是OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400的信息管理軟件監(jiān)控界面圖(故障碼)；圖4是OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400的信息管理軟件監(jiān)控界面圖(車輛代碼和車主信息)。圖中:100一車輛發(fā)動機。200—發(fā)動機管理子系統(tǒng)，210—車載排放自動檢測模塊211—電子控制單元(ECU)， 212—第一 RS232串口通信接口模塊，213一第一 GSM 模塊，214—第一12V 電源，215—第一天線；[0045]220—傳感器；230—執(zhí)行器。300—GSM 子系統(tǒng)，310—天線。400—OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)，410—監(jiān)控電腦，420—第二 RS232串口通信接口模塊，430—第二 GSM 模塊，440—第二 12V 電源，450—第二天線。英譯漢:①OBD:0n-Board Diagnostics,在線自動診斷。②GSM:Global System for Mobile Communications,全球移動通信系統(tǒng)。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例詳細說明:一、監(jiān)控裝置1、總體如圖1，本監(jiān)控裝置包括工作對象——車輛發(fā)動機100，還包括GSM子系統(tǒng)300 ；設(shè)置有發(fā)動機管理子系統(tǒng)200和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400 ；其連接連通關(guān)系是:發(fā)動機管理子系統(tǒng)200和車輛發(fā)動機100連接，實現(xiàn)對車輛發(fā)動機100的診斷；發(fā)動機管理子系統(tǒng)200、GSM子系統(tǒng)300和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400之間通過GSM子系統(tǒng)300提供的移動通信網(wǎng)絡(luò)以短信的方式連通。本監(jiān)控裝置的工作原理是:當車輛發(fā)動機100 (還包括傳感器220和執(zhí)行器230)出現(xiàn)排放相關(guān)故障時，發(fā)動機管理子系統(tǒng)200能適時檢測到故障，電子控制單元(ECU) 211將故障碼、車輛代碼等信息數(shù)據(jù)通過第一 GSM模塊213以短信的方式發(fā)送到OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400的第二 GSM模塊中，發(fā)動機管理子系統(tǒng)200中的第一 GSM模塊213和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400中的第二 GSM模塊430都采用標準AT指令集進行數(shù)據(jù)通訊。每個GSM模塊配SIM卡一塊，擁有一定的信息存儲量。OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400的監(jiān)控電腦410將這些信息數(shù)據(jù)保存，并將故障碼信息發(fā)送給注冊的車主GSM移動電話中，提醒車主進行維修以解除車輛故障，同時OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400可以監(jiān)控故障是否解除，以達到在線診斷(OBD)遠程監(jiān)控目的。二、功能塊1、車輛發(fā)動機100車輛發(fā)動機100可以為不同廠家不同型號的發(fā)動機。2、發(fā)動機管理子系統(tǒng)200如圖1，發(fā)動機管理子系統(tǒng)200由車載排放自動檢測模塊210、傳感器220和執(zhí)行器230組成； 1)車載排放自動檢測模塊210車載排放自動檢測模塊210由電子控制單元(E⑶)211、第一 RS232串口通信接口模塊212、第一 GSM模塊213、第一 12V電源214和第一天線215組成；電子控制單元(EOT) 211分別與傳感器220、執(zhí)行器230和第一 RS232串口通信接口模塊212連接，傳感器220和執(zhí)行器230分別與車輛發(fā)動機100連接，對車輛發(fā)動機100的故障進行檢測歸類并生成故障碼；第一 RS232串口通信接口模塊212、第一 GSM模塊213和第一天線215依次連接，通過第一 GSM模塊213將故障碼發(fā)送給OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400 ；第一 12V電源214給第一 GSM模塊213供電。(I)電子控制單元(ECU) 211*硬件配置:主要由集成OBD功能的E⑶組成，它包括16位單片機CPU (Flash為256K、主頻為 64Mhz)；*專用軟件:此軟件為本公司編寫，用于電子控制單元(E⑶)211與第一 GSM模塊213建立通訊，軟件流程如圖2，包括下列步驟:①開始I ;②發(fā)建立通信連接命令2;③判斷電子控制單元(EOT) 211接收到第一 GSM模塊213是否響應(yīng)“0K”命令3，是則進入下一步驟，否則跳轉(zhuǎn)到步驟②；④設(shè)置發(fā)送的初始化命令4 ；⑤發(fā)送SMS (短信)5 ；⑥判斷電子控制單元(EOT) 211接收到第一 GSM模塊213是否響應(yīng)“0K”命令6，是則進入下一步驟，否則跳轉(zhuǎn)到步驟④；⑦結(jié)束7。(2)第一 GSM 模塊 213第一 GSM模塊213是一種具有獨立操作系統(tǒng)并采用標準AT指令集進行數(shù)據(jù)通訊的通信模塊。2)傳感器 220傳感器220主要包括進氣歧管壓力傳感器、進氣歧管溫度傳感器、節(jié)氣門位置傳感器、冷卻液溫度傳感器、曲軸位置傳感器、凸輪軸位置傳感器、氧傳感器、爆震傳感器等。當車輛發(fā)動機排放發(fā)生故障時，會從這些傳感器信號上表征出來，電子控制單元(ECU) 211通過采集這些傳感器的信號能判斷故障部位并生成相應(yīng)的故障碼。3)執(zhí)行器 230主要包括噴油器、點火線圈、怠速閥、碳罐電磁閥、油泵、風扇、故障指示燈等。當這些部件(故障指示燈除外)出現(xiàn)短路或開路故障時，電子控制單元(ECU) 211能夠檢測到故障，并生成相應(yīng)的故障代碼，同時點亮故障指示燈。發(fā)動機管理子系統(tǒng)200的工作原理是:電子控制單元(E⑶)211是車輛發(fā)動機100的控制和指揮中心，包括16位單片機、集成有OBD功能。E⑶上電后先發(fā)送建立通訊命令與第一 GSM模塊213建立連接，然后通過采集傳感器220的輸入信號進行計算處理判斷車輛發(fā)動機100是否存在與排放相關(guān)的故障。若存在故障，ECU按照一定格式生成并存儲故障碼，同時ECU按指定的格式將故障碼和ECU中存儲的車輛代碼數(shù)據(jù)信息發(fā)送給車載第一 GSM模塊213。第一 GSM模塊213存儲故障碼和車輛代碼信息，并且通過GSM子系統(tǒng)300提供的通信網(wǎng)絡(luò)以短信的方式將這些信息發(fā)送給OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400。3、GSM 子系統(tǒng) 300GSM子系統(tǒng)300即全球移動通信系統(tǒng)，給發(fā)動機管理子系統(tǒng)200和OBD監(jiān)控子系統(tǒng)400提供移動通信網(wǎng)絡(luò)。各GSM模塊之間采用與短信有關(guān)的AT指令集進行數(shù)據(jù)通訊。每個GSM模塊配SIM卡一塊。E⑶與GSM模塊通訊需要建立通訊協(xié)議，通訊協(xié)議如下:通訊方式:全雙工串行異步通訊；通訊波特率:9600bps ；數(shù)據(jù)位:8 ;停止位:1;奇偶校驗位:0。4、OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400和上述的車載排放自動檢測模塊210的結(jié)構(gòu)是一樣的，包括監(jiān)控電腦410、第二 RS232串口通信接口模塊420、第二 GSM模塊430、第二 12V電源440和第二天線450。OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400的工作原理是:OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400中的第二 GSM模塊430接收發(fā)動機管理系統(tǒng)200發(fā)送的車輛代碼和故障碼，裝有OBD遠程監(jiān)控信息管理軟件的監(jiān)控電腦410從第二 GSM模塊430中讀取故障碼及車輛信息并顯示在監(jiān)控界面上，如圖3、4。OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)400的工作人員可以從監(jiān)控界面觀察故障車車主是否解決車輛故障，對于長期未解決車輛故障的車主，可以根據(jù)故障車輛注冊信息，給故障車車主手機發(fā)送提醒短信直到車輛故障消除為止。
權(quán)利要求1.一種汽車排放在線自動診斷遠程監(jiān)控裝置，本監(jiān)控裝置包括工作對象一車輛發(fā)動機(100)，還包括GSM子系統(tǒng)(300)； 其特征在于: 設(shè)置有發(fā)動機管理子系統(tǒng)(200)和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)(400)； 其連接連通關(guān)系是: 發(fā)動機管理子系統(tǒng)(200)和車輛發(fā)動機(100)連接； 發(fā)動機管理子系統(tǒng)(200)、GSM子系統(tǒng)(300)和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)(400) 之間通過GSM子系統(tǒng)(300)提供的移動通信網(wǎng)絡(luò)以短信的方式連通。
2.按權(quán)利要求1所述的一種汽車排放在線自動診斷遠程監(jiān)控裝置，其特征在于: 所述的發(fā)動機管理子系統(tǒng)(200)由車載排放自動檢測模塊(210)、傳感器(220)和執(zhí)行器(230)組成； 車載排放自動檢測模塊(210 )由電子控制單元(211)、RS232串口通信接口模塊(212)、車載GSM模塊(213)、第一 12V電源(214)和第一天線(215)組成； 電子控制單元(211)分別與傳感器(220 )、執(zhí)行器(230 )和RS232串口通 信接口模塊(212)連接，傳感器(220)和執(zhí)行器(230)分別與車輛發(fā)動機(100)連接； RS232串口通信接口模塊(212)、車載GSM模塊(213)和第一天線(215)依次連接； 第一 12V電源(214)給車載GSM模塊(213)供電。
專利摘要本實用新型公開了一種汽車排放在線自動診斷遠程監(jiān)控裝置，涉及一種汽車排放監(jiān)控裝置。本監(jiān)控裝置包括車輛發(fā)動機(100)和GSM子系統(tǒng)(300)；設(shè)置有發(fā)動機管理子系統(tǒng)(200)和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)(400)；發(fā)動機管理子系統(tǒng)(200)和車輛發(fā)動機(100)連接，實現(xiàn)對車輛發(fā)動機(100)的在線診斷；發(fā)動機管理子系統(tǒng)(200)、GSM子系統(tǒng)(300)和OBD遠程監(jiān)控子系統(tǒng)(400)之間通過GSM子系統(tǒng)(300)提供的移動通信網(wǎng)絡(luò)以短信的方式連通。本實用新型能及時準確地掌握和控制車輛狀態(tài)，實時性高；可以形成范圍內(nèi)的監(jiān)控網(wǎng)絡(luò)，范圍大，覆蓋面廣；可以節(jié)省資源成本；可擴展性強；適用于國內(nèi)所有的機動車車輛。
文檔編號F01N11/00GK203035322SQ201220629578
公開日2013年7月3日 申請日期2012年11月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月26日
發(fā)明者王和平, 余俊法 申請人:武漢市菱電汽車電子有限責任公司