基于國IV標準的便攜式汽車尾氣分析儀及其分析方法技術

本發明專利技術公開了一種基于國Ⅳ標準的便攜式汽車尾氣分析儀，它主要由ＡＲＭ微控制器模塊、人機交互模塊、傳感器模塊、外部擴展接口模塊和燃燒分析故障診斷模塊等組成；其中，所述ＡＲＭ微控制器模塊分別與人機交互模塊、傳感器模塊、外部擴展接口模塊和燃燒分析與故障診斷模塊相連接；本發明專利技術完全符合相關國家標準，精度高，動態性好，適用于科研機構、尾氣檢測站和環保部門等機構對于汽車尾氣的實時測量以及分析，同時具有操作簡便、成本低等特點。利用本發明專利技術的先進儀器技術加強對汽車排放污染物的檢測，進而準確監控汽車排放污染物水平，對污染控制政策制定、改善環境空氣質量、保障人民健康有著非常重要的意義。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種汽車尾氣檢測分析儀器，特別地，涉及一種基于國iv標準的便攜式汽車尾氣分析儀及其分析方法。
技術介紹
隨著我國經濟的發展，汽車的保有量增加，汽車運輸在國民經濟中起著重要的支柱作用。但是汽車排放的尾氣中含有的一氧化碳(C0)、碳氫化合物(HC)、 氮氧化合物(NOx)、硫氧化物(S0x)等有害氣體，造成嚴重的環境污染，同時 危害人們的身體健康。為此，國家出臺了相當于歐III、歐IV標準的《輕型汽車 污染物排放限值及測量方法(中國m、 IV階段)》(GB18352.3—2005)。汽車尾氣分析儀器是尾氣檢測系統的硬件核心，也是最典型的尾氣檢測產 品。目前尾氣分析儀在國內的使用情況大致是大型汽車生產廠家及相關維修 服務站一般都使用國外原裝成套設備；在國內重點科研單位及大學有關專業學 科，使用進口產品的較多；在汽車檢測線上，則是在成套引進國外產品設備的 同時也使用國外的汽車尾氣分析儀；而在國內大量的汽車修理廠、環保部門和 尾氣凈化器廠家絕大多數都是使用國產儀器。汽車尾氣檢測系統結構復雜，成 本較高，高端產品的價格在七八十萬人民幣以上。隨著近年來我國各級政府加大對大氣污染治理的力度，控制汽車尾氣排放 的法規紛紛出臺，對檢測汽車尾氣排放的要求越來越多。國工n排放標準已于 2007年7月1日在全國范圍內實施；國IV排放標準已于2008年3月1日在北京實施， 并將于2010年7月1日在全國范圍內實施。因此，各類用戶如汽車生產廠家、政 府環保部門、交通部門、公安交管部門和汽車維修企業等都十分需要既能方便、 準確檢測汽車尾氣排放，又能符合政府法規要求的檢測系統，市場需求量將大 幅度增長。但是根據汽車尾氣檢測產品的市場狀況，我國汽車尾氣檢測產品和 技術發展緩慢，大多數通過進口昂貴的國外產品解決問題。同時缺乏適于推廣 的符合國家標準的產品。
技術實現思路
本專利技術的目的在于針對現有技術的不足，提出一種基于國iv標準的便攜式汽車尾氣分析儀及其分析方法。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的 一種基于國IV標準的便攜式汽車尾氣分析儀，它主要由ARM微控制器模塊、人機交互模塊、傳感器模塊、外 部擴展接口模塊和燃燒分析故障診斷模塊等組成；其中，所述ARM微控制器模塊 分別與人機交互模塊、傳感器模塊、外部擴展接口模塊和燃燒分析與故障診斷 模塊相連接。進一步地，所述人機交互模塊包括按鍵輸入與液晶顯示，按鍵輸入與液晶 顯示均與ARM微控制器模塊相連；所述外部擴展接口模塊包括RS232接口、 C認接 口和USB接口。所述RS232接口、 CAN接口和USB接口分別與ARM微控制器模塊相連。一種權利要求1所述基于國IV標準的便攜式汽車尾氣分析儀的分析方法，包 括以下步驟-(1) 在液晶顯示上動態顯示當前狀態；(2) 若有按鍵輸入操作，則進行功能設置，若沒有則選用默認參數；(3) ARM微控制器模塊讀取傳感器模塊的檢測數據，并把檢測數據在液晶 顯示上動態顯示，同時繪制曲線；(4) ARM微控制器模塊對檢測數據進行分析，進行國IV標準型式核準，判 斷尾氣排放是否符合國I V標準；(5) 根據檢測的尾氣數據進行燃燒分析，得出燃燒充分性、混合氣濃度狀 況、點火及時性等燃燒分析結論，并動態顯示結果；(6) 根據檢測數據與燃燒分析結論進行故障診斷，得出可能故障類型的結 論，并動態顯示結果；(7) 保存檢測數據和分析結果，分析結果包括是否符合國IV標準結論、燃 燒分析結論和可能故障類型的結論；(8) 檢測數據與分析結果通過外部擴展接口模塊輸出到與其相連的設備 中。本專利技術的有益效果是，本專利技術根據嵌入式系統開發技術和現代數據處理與 故障診斷理論，結合硬件系統的硬件及接口集成技術，研制出符合國家檢測標 準的汽車尾氣檢測的硬件系統，并且開發出與之相匹配的具有數據分析和故障 診斷功能的便攜式汽車尾氣分析儀。本專利技術完全符合相關國家標準，精度高， 動態性好，適用于科研機構、尾氣檢測站和環保部門等機構對于汽車尾氣的實4時測量以及分析，同時具有操作簡便、成本低等特點。利用本專利技術的先進儀器 技術加強對汽車排放污染物的檢測，進而準確監控汽車排放污染物水平，對污 染控制政策制定、改善環境空氣質量、保障人民健康有著非常重要的意義。附圖說明圖l是本專利技術的系統組成框圖2是本專利技術的硬件實現框圖； 圖3是本專利技術的工作流程圖4是本專利技術的燃燒分析與故障診斷原理圖； 圖5是國IV標準I型試驗流程具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本專利技術進一步說明，本專利技術的目的和效果將變得 更加明顯。如圖1所示，本專利技術基于國IV標準的便攜式汽車尾氣分析儀由ARM微控制器模塊、人機交互模塊、傳感器模塊、外部擴展接口模塊、燃燒分析故障診斷模塊等組成。ARM微控制器模塊分別與人機交互模塊、傳感器模塊、外部擴展接口 模塊、燃燒分析與故障診斷模塊相連接。ARM微控制器模塊接收來自傳感器模塊對尾氣污染物濃度的定量檢測，經處 理與分析后，結果在人機交互模塊上動態顯示，同時RS232、 CAN、 USB等外部擴 展接口模塊支持與PC機、汽車處理器等外部設備通信，可將實時檢測數據傳輸 到外部進行數據存儲及分析操作。系統功能強大、操作簡單、攜帶方便，是一 體化的便攜式汽車尾氣分析儀。數據檢測與分析基于國IV標準，同時支持燃燒 分析與故障診斷等功能。如圖2所示，ARM微控制器模塊是整個硬件系統的核心，與其它各大模塊相 連接。該ARM微控制器可以采用NXP公司的LPC2119，它擁有內置Flash存儲器、 內置RAM存儲器、CAN、 UART、 SPI、 12C、 GPIO等眾多功能模塊。ARM微控制器模 塊完成尾氣檢測數據的分析處理、動態存儲、與傳感器及其它設備通信等功能。傳感器模塊通過Maxim公司的max3221芯片擴展的RS232接口，與ARM微控制 器UART功能模塊相連接。本專利技術的傳感器模塊可以采用Andros公司的Model 6800 尾氣分析傳感器，可以實時動態地測量尾氣中CO、 C02、 HC、 02、 N0x成分的濃度5值，完成對尾氣污染物濃度的定量檢測，并將數據傳輸給ARM微控制器模塊。人機交互模塊包括按鍵輸入與液晶顯示，液晶顯示通過液晶控制器QD13與 ARM微控制器的GPIO模塊相連接，按鍵輸入模塊通過鍵盤擴展芯片ZLG7290與ARM 微控制器的GPIO模塊相連接。液晶顯示可以采用清達光電公司的5. 6英寸彩屏液 晶320X234顯示，液晶控制器可以采用TFT 256色控制板QD-13。人機交互模塊 實現數據與狀態動態顯示、設置功能參數等人機交互功能。外部擴展接口模塊包括RS232、 CAN、 USB等接口。 RS232接口通過Maxim公司 的max3221芯片與ARM微控制器的UART模塊相連接；USB接口可以通過Maxim公司 的max3420E芯片與ARM微控制器的SPI模塊相連接；CAN接口可以通過NXP公司的 TJA1040芯片與ARM微控制器的CAN模塊相連接。外部擴展接口完成與PC機、汽車 處理器等外部設備的信息交互。燃燒分析與故障診斷模塊集成在ARM微控制器內部，以模糊分類方法實現對 發動機的燃燒情況分析和故障診斷。如圖3所示，本專利技術基于國IV標準的便攜式汽車尾氣分析本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于國Ⅳ標準的便攜式汽車尾氣分析儀，其特征在于，它主要由ＡＲＭ微控制器模塊、人機交互模塊、傳感器模塊、外部擴展接口模塊和燃燒分析故障診斷模塊等組成。其中，所述ＡＲＭ微控制器模塊分別與人機交互模塊、傳感器模塊、外部擴展接口模塊和燃燒分析與故障診斷模塊相連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：王健偉，朱懿峰，宋執環，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：86[中國|杭州]