專利名稱：客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，特別是客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
節(jié)能監(jiān)測(cè)是政府推動(dòng)能源合理利用的一項(xiàng)重要手段。《中華人民共和國(guó)能源節(jié)約法》明確規(guī)定，國(guó)務(wù)院有關(guān)交通運(yùn)輸主管部門要按照各自的職責(zé)負(fù)責(zé)全國(guó)交通運(yùn)輸相關(guān)領(lǐng)域的節(jié)能監(jiān)督管理工作，制定交通運(yùn)輸營(yíng)運(yùn)車船的燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)，不符合標(biāo)準(zhǔn)的，不得用于營(yíng)運(yùn)。根據(jù)國(guó)家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，各地應(yīng)加強(qiáng)對(duì)客運(yùn)車輛燃料消耗量檢測(cè)和監(jiān)督管理，加快淘汰、更新高耗能的老舊營(yíng)運(yùn)車輛。但迄今為止，我國(guó)客運(yùn)行業(yè)的能耗統(tǒng)計(jì)一直采用手工填寫統(tǒng)計(jì)報(bào)表的方式，不僅投入的人力物力大、數(shù)據(jù)誤差大，而且不能實(shí)時(shí)了解能耗情況。目前也有一些新型客車上使用了智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)，對(duì)車輛技術(shù)狀態(tài)實(shí)時(shí)監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了車輛故障遠(yuǎn)程診斷，保證了車輛正常技術(shù)狀態(tài)。系統(tǒng)能對(duì)駕駛員的不良駕駛行為進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，規(guī)范了駕駛操作，降低了安全隱患，控制了燃油消耗。通過對(duì)車輛運(yùn)行過程的綜合監(jiān)控與分析，輔之于車輛調(diào)整等技術(shù)措施，使車輛技術(shù)性能與運(yùn)行線路環(huán)境完美匹配。這種智慧運(yùn)營(yíng)系統(tǒng)對(duì)節(jié)能減排工作有一定的促進(jìn)作用，但由于一般都沒有對(duì)客車載荷的檢測(cè)，無(wú)法與燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，因而不能提供管理部門所需要的能耗報(bào)表數(shù)據(jù)。 也有一些科研單位和運(yùn)輸企業(yè)使用電子油耗檢測(cè)裝置，能測(cè)試平均油耗、瞬時(shí)油耗和累計(jì)油耗，并通過圖形來顯示，但無(wú)法實(shí)現(xiàn)即時(shí)采集、即時(shí)發(fā)送，不能反應(yīng)客運(yùn)車輛在營(yíng)運(yùn)作業(yè)過程中的能耗情況，并且由于缺少對(duì)客車載荷的檢測(cè)，導(dǎo)致行業(yè)管理部門和客運(yùn)企業(yè)不能及時(shí)準(zhǔn)確采集到有效數(shù)據(jù)，影響對(duì)車輛能耗效率的客觀評(píng)價(jià)。目前，也有一些用于能耗監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，如專利201120425945. X、201120351033. 2、201010586207. 3等，但都是對(duì)固定設(shè)備采集數(shù)據(jù)的，有的采用zigBee和有線方案，雖然有其優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)據(jù)速率低和通信范圍較小，有的系統(tǒng)過于復(fù)雜，增加了研發(fā)和使用的成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出一種客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，充分利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和信息化手段，實(shí)時(shí)對(duì)運(yùn)營(yíng)客車的能耗相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行采集并計(jì)算處理，通過GPRS或CDMA無(wú)線網(wǎng)絡(luò)將有關(guān)數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中，監(jiān)測(cè)中心的客戶端計(jì)算機(jī)通過客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)軟件提取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理，以圖表形式顯示各客車能耗的數(shù)據(jù)，還可提供歷史數(shù)據(jù)查詢、自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表的功能，通過對(duì)能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)的比較，給出客車能耗超標(biāo)的告警信息，由此可提升客車能耗統(tǒng)計(jì)與監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，并逐步建立覆蓋交通運(yùn)輸全行業(yè)的節(jié)能減排工作考核體系，完善車輛節(jié)能減排考核評(píng)價(jià)指標(biāo)和方法。本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置、GPRS模塊、數(shù)據(jù)處理與顯示裝置，客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置與GPRS模塊相連接，GPRS模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接至數(shù)據(jù)處理與顯示裝置。
所述的數(shù)據(jù)處理與顯示裝置包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、客戶端計(jì)算機(jī)、顯示器及打印機(jī)。所述的客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置，包括電源(I)、微控制器(2)、信號(hào)調(diào)理單元(3)、乘客計(jì)數(shù)器(4)、溫度及濕度傳感器(5)、燃油流量傳感器￠)、車速傳感器(7)、指示單元
(8)、通信接口單元(9)、計(jì)算機(jī)RS232接口(10)、GPRS模塊接口(11)。其中電源(I)為客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置供電；微控制器(2)與信號(hào)調(diào)理單元(3)、乘客計(jì)數(shù)器(4)、指示單元(8)、通信接口單元
(9)連接；信號(hào)調(diào)理單元(3)與微控制器(2)、溫度及濕度傳感器(5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)相連。 本發(fā)明是按照上述構(gòu)思使用上述主要部件構(gòu)成的。其工作原理是在需要采集數(shù)據(jù)的各客車上安裝客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置，采集并處理客車的載客量、車速、消耗的燃油量、溫度及濕度數(shù)據(jù)，由GPRS模塊將相關(guān)的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)處理與顯示裝置，經(jīng)監(jiān)測(cè)中心的監(jiān)測(cè)軟件處理后實(shí)時(shí)顯示有關(guān)客車的能耗數(shù)據(jù)。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)及效果(I)能夠?qū)崟r(shí)快速地采集客車運(yùn)營(yíng)過程中的載客量、燃油消耗量、車速、溫度及濕度 目息。(2)使用GPRS或CDMA無(wú)線數(shù)據(jù)通信技術(shù)，費(fèi)用較低，可靠性高，效果好。(3)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的客車能耗數(shù)據(jù)分析、處理、評(píng)估。(4)能改變現(xiàn)行的由人工按月或年度填寫報(bào)表的統(tǒng)計(jì)方式，提高工作效率及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，能為管理部門對(duì)高能耗高污染車輛實(shí)施強(qiáng)制淘汰或報(bào)廢提供數(shù)據(jù)支持，也可供客運(yùn)企業(yè)作為內(nèi)部評(píng)估、決策的重要依據(jù)。


下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。圖I是本發(fā)明客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的示意圖。圖2是客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置的原理方框圖。
具體實(shí)施例方式參看圖1，在每輛需要采集數(shù)據(jù)的客車上安裝客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置及GPRS模塊，由數(shù)據(jù)采集裝置采集并處理客車的載客量、車速、消耗的燃油量、溫度及濕度數(shù)據(jù)，由GPRS模塊將相關(guān)的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)處理與顯示裝置，經(jīng)軟件處理后，實(shí)時(shí)顯示客車的能耗數(shù)據(jù)。設(shè)置在監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)處理與顯示裝置主要包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、客戶端計(jì)算機(jī)、顯示器及打印機(jī)。客戶端計(jì)算機(jī)中安裝有客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)軟件，通過客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)軟件提取數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)并進(jìn)行分析處理，以圖表形式顯示各客車能耗的數(shù)據(jù)，并提供歷史數(shù)據(jù)查詢、自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表的功能，通過對(duì)能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)的比較，給出客車能耗超標(biāo)的告警信息。參看圖2，客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置由電源⑴、微控制器(2)、信號(hào)調(diào)理單元(3)、乘客計(jì)數(shù)器(4)、溫度及濕度傳感器(5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)、指示單元(8)、通信接口單元(9)、計(jì)算機(jī)RS232接口(10)、GPRS模塊接口(11)組成，其中電源⑴為微控制器(2)及相關(guān)電路提供穩(wěn)定的5V及3. 3V直流電壓。微控制器(2)由高性能的C8051F340單片機(jī)及其相關(guān)的電路構(gòu)成，與信號(hào)調(diào)理單元(3)、乘客計(jì)數(shù)器(4)、指示單元(8)、通信接口單元(9)連接，是客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置的核心，在程序的控制下運(yùn)行。信號(hào)調(diào)理單元(3)與微控制器(2)、溫度及濕度傳感器( 5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)相連，信號(hào)調(diào)理單元的作用是對(duì)來自燃油流量傳感器、車速傳感器、溫度及濕度傳感器的脈沖或模擬量信號(hào)進(jìn)行放大、濾波、波形整形、電平變換，以便微控制器準(zhǔn)確讀取相關(guān)的信號(hào)，并且使數(shù)據(jù)采集裝置的總體性能和精度得到提高。乘客計(jì)數(shù)器(4)對(duì)上下客車的人數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，據(jù)此計(jì)算客車的有效載荷，作為對(duì)采集的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理的參數(shù)之一。溫度及濕度傳感器(5)包括溫度傳感器和濕度傳感器，用于檢測(cè)環(huán)境溫度及濕度，以便監(jiān)測(cè)軟件按照溫度及濕度參數(shù)對(duì)采集的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正。燃油流量傳感器(6)用于實(shí)時(shí)測(cè)量燃油的消耗量，對(duì)于柴油客車，需要在油箱的出油管道和回油管道中各安裝一只流量傳感器，以便計(jì)算客車運(yùn)營(yíng)過程中實(shí)際的燃油消耗量。車速傳感器(7)用于實(shí)時(shí)測(cè)量客車的運(yùn)行速度，據(jù)此可計(jì)算出客車的瞬時(shí)速度、平均速度、行駛里程。指示單元(8)用于狀態(tài)指示，客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算處理后，當(dāng)發(fā)現(xiàn)有數(shù)據(jù)超出設(shè)定的極限范圍時(shí)，點(diǎn)亮紅色發(fā)光二極管作為指示。通信接口單元(9)與微控制器⑵、計(jì)算機(jī)RS232接口(10)、GPRS模塊接口(11)相連，其中包含有TTL到RS232的通信信號(hào)電平變換電路，為微控制器與計(jì)算機(jī)通信、GPRS通信提供通路。計(jì)算機(jī)RS232接口(10)用于與計(jì)算機(jī)的RS232串口連接，在計(jì)算機(jī)中運(yùn)行與之配套的客車參數(shù)配置軟件后，通過該接口配置客車的基本參數(shù)、運(yùn)行參數(shù)和極限范圍。其中的基本參數(shù)包括車長(zhǎng)、車寬、車高、車重、產(chǎn)品名稱、型號(hào)、出廠日期、發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)、發(fā)動(dòng)機(jī)排量、功率、載客人數(shù)、總質(zhì)量、整備質(zhì)量、燃料種類等。GPRS模塊接口(11)用于連接GPRS模塊，在客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置上電時(shí)，GPRS模塊與監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器連接成功后，微控制器(2)通過GPRS模塊將客車的基本參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，此后，實(shí)時(shí)地將所采集的客車運(yùn)行參數(shù)通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給監(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)處理與顯示裝置。根據(jù)客車的運(yùn)行速度、行駛時(shí)間、燃油消耗量可計(jì)算出單位時(shí)間內(nèi)的能耗量和行駛里程，再根據(jù)客車的實(shí)際載客量及環(huán)境溫度、濕度，對(duì)所計(jì)算的能耗數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，便可以得到較準(zhǔn)確的能耗效率數(shù)據(jù)?？蛙嚹芎倪h(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的客車能耗數(shù)據(jù)分析、處理、評(píng)估，可提升客車能耗統(tǒng)計(jì)與監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量，提高工作效率及數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，能為管理部門對(duì)高能耗高污染車輛實(shí)施強(qiáng)制淘汰或報(bào)廢提供數(shù)據(jù)支持，也可供客運(yùn)企業(yè)作為內(nèi)部評(píng)估、決策的重要依據(jù)。
權(quán)利要求
1.客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置、GPRS模塊、數(shù)據(jù)處理與顯示裝置，客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置與GPRS模塊相連接，GPRS模塊通過網(wǎng)絡(luò)連接至數(shù)據(jù)處理與顯示裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的數(shù)據(jù)處理與顯示裝置包括數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器、客戶端計(jì)算機(jī)、顯示器及打印機(jī)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置，包括電源(I)、微控制器(2)、信號(hào)調(diào)理單元(3)、乘客計(jì)數(shù)器(4)、溫度及濕度傳感器(5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)、指示單元(8)、通信接口單元(9)、計(jì)算機(jī)RS232接口(10)、GPRS模塊接口(11)。其中 電源(I)為客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置供電； 微控制器(2)與信號(hào)調(diào)理單元(3)、乘客計(jì)數(shù)器(4)、指示單元(8)、通信接口單元(9)連接； 信號(hào)調(diào)理單元(3)與微控制器(2)、溫度及濕度傳感器(5)、燃油流量傳感器￠)、車速傳感器(7)相連。
全文摘要
客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括客車能耗數(shù)據(jù)采集裝置、GPRS模塊、數(shù)據(jù)處理與顯示裝置，實(shí)時(shí)采集并處理客車的載客量、車速、消耗的燃油量、溫度及濕度數(shù)據(jù)，由GPRS模塊將相關(guān)的數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)奖O(jiān)測(cè)中心的數(shù)據(jù)處理與顯示裝置，監(jiān)測(cè)中心的客戶端計(jì)算機(jī)通過客車能耗遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)軟件對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，以圖表形式顯示各客車能耗的數(shù)據(jù)，還可提供歷史數(shù)據(jù)查詢、自動(dòng)生成日?qǐng)?bào)表、月報(bào)表、年報(bào)表的功能，通過對(duì)能耗監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與燃料消耗量限值標(biāo)準(zhǔn)的比較，給出客車能耗超標(biāo)的告警信息。本系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)的客車能耗數(shù)據(jù)分析、處理、評(píng)估，可提升客車能耗統(tǒng)計(jì)與監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)質(zhì)量。
文檔編號(hào)G08C17/02GK102890858SQ20121034576
公開日2013年1月23日 申請(qǐng)日期2012年9月13日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月13日
發(fā)明者涂金龍, 沈旭, 劉成平, 徐有軍 申請(qǐng)人:南京交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院