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基于RFID技術(shù)的汽車尾氣檢測系統(tǒng)的設計方案

來源:電子世界 | 2014-03-17 10:44

  傳統(tǒng)的汽車尾氣檢測方法采用底盤測功機測試法。該方法的工作原理是:在室內(nèi),結(jié)合底盤測功機和氣體分析儀,在預設機動車行駛工況下來測試機動車的尾氣排放量.但由于這種方法必須在室內(nèi),且要求按固定行駛工況對機動車進行測試,因此不能真實反映實際道路上的尾氣排放,且排放測試系統(tǒng)體積過于龐大,使用時操作困難,被檢測的車輛往往需花費大量的時間才能得到檢測結(jié)果。

  上述缺點的存在,表明傳統(tǒng)的汽車尾氣檢測系統(tǒng)無法有效的監(jiān)管汽車尾氣的排放,有必要研制出一種可檢測汽車行駛在實際道路時尾氣成分的系統(tǒng),并且該系統(tǒng)能根據(jù)檢測結(jié)果立即判斷汽車尾氣是否超標,有效節(jié)少檢測時間。

  利用RFID技術(shù)可自動識別的特性,本文基于RFID技術(shù)介紹了一種汽車尾氣檢測系統(tǒng)的設計方案。

  1.系統(tǒng)的總體設計

  本文設計的汽車尾氣檢測系統(tǒng)電路包括檢測模塊和判斷模塊,汽車尾氣檢測系統(tǒng)可通過檢測模塊準確檢測行駛在實際道路的汽車尾氣成分,并將檢測結(jié)果發(fā)送至檢測路段的判斷模塊,判斷模塊對汽車尾氣是否超標作出判斷并發(fā)送相應的信號給報警模塊。可在多個路段設可有判斷模塊,隨時接收經(jīng)過該檢測路段汽車的尾氣排放數(shù)據(jù),可實現(xiàn)無需人工操作便可準確測試機動車尾氣成分,大大減少了檢測時間,汽車尾氣檢測系統(tǒng)的原理圖如圖1所示。

  該系統(tǒng)要實現(xiàn)以下任務:

  (1)系統(tǒng)完成對汽車尾氣的檢測及對汽車尾氣是否超標作出判斷。電路包括檢測模塊和判斷模塊,檢測模塊安裝在汽車上,判斷模塊安裝在檢測路段的附近。

  (2)判斷模塊完成控制檢測模塊是否開始檢測汽車尾氣,并根據(jù)檢測的數(shù)據(jù)是否超標,對報警模塊發(fā)出相應的信號。

  (3)檢測模塊完成對汽車尾氣的檢測,并將檢測結(jié)果及汽車車牌號發(fā)送給判斷模塊。

  2.系統(tǒng)硬件電路設計

  根據(jù)汽車尾氣檢測系統(tǒng)的功能要求,設計了基于RFID技術(shù)的汽車尾氣檢測系統(tǒng)。

  2.1 檢測模塊

  檢測模塊由中央控制模塊、傳感器模塊和檢測端RFID讀寫器構(gòu)成,傳感器模塊中至少包括氮氧化物傳感器、一氧化碳傳感器及碳氫化合物傳感器,傳感器模塊安裝在汽車排氣管內(nèi)部,中央控制模塊與檢測端RFID讀寫器電連接,傳感器模塊與中央控制模塊電連接。

  檢測模塊的部分電路原理圖如圖2所示,中央控制模塊采用單片機STC12C5630AD,單片機的P3.7端口與傳感器模塊電連接,用于控制傳感器模塊是否工作,單片機的第P1.0、P1.1和P1.2引腳與傳感器模塊電連接,用于接收傳感器模塊采集的信號。單片機SPI接口的4個引腳: MISO 、SCLK 、MOSI 和S 分別與檢測端RFID讀寫器的SPI接口電連接,用于接收檢測端RFID讀寫器讀取的可讀寫標簽的UID,并可將傳感器模塊采集的數(shù)據(jù)及汽車車牌號發(fā)送給檢測端RFID讀寫器。

  2.2 判斷模塊

  判斷模塊由判斷端RFID讀寫器、可讀寫標簽、處理模塊和報警模塊構(gòu)成,處理模塊與判斷端RFID讀寫器電連接,處理模塊與報警模塊電連接。

  判斷模塊的部分電路原理圖如圖3所示,處理模塊采用單片機Atmega8,其SPI接口的4個引腳: MOSI 、SCK 、MISO 、MOSI 和S 分別與判斷端RFID讀寫器的SPI接口電連接,用于讀取判斷端RFID讀寫器中的數(shù)據(jù),該數(shù)據(jù)是判斷端RFID讀寫器讀取可讀寫標簽存儲的數(shù)據(jù)。

  報警模塊采用彩色LED作為指示燈、揚聲器作為發(fā)生裝置,單片機Atmega8的第PC3、PC4端口分別與綠色指示燈D1、紅色指示燈D2電連接,PC5端口通過電阻R5與揚聲器U1電連接。若被檢測的汽車尾氣超標,則紅色LED亮,且揚聲器發(fā)出警報;若未超標,只有綠色LED亮。

  判斷模塊可分別設在多個路段,不同路段可隨時接收檢測經(jīng)過該路段汽車的尾氣排放成分,并可立即判斷出汽車尾氣是否超標,有效節(jié)約檢測時間。

  3.系統(tǒng)軟件設計方案

  汽車經(jīng)過尾氣檢測的路段時,系統(tǒng)的檢測端RFID讀寫器通過無線電波讀取該檢測路段判斷模塊的可讀寫標簽UID,并將UID發(fā)送至中央控制模塊,中央控制模塊發(fā)送信號至傳感器模塊,傳感器模塊接收信號后開始檢測汽車尾氣,中央控制模塊接收傳感器檢測到的信號,并將采集的數(shù)據(jù)及汽車車牌號發(fā)送給檢測端RFID讀寫器,檢測端RFID讀寫器通過無線電波將數(shù)據(jù)寫入判斷模塊的可讀寫標簽,判斷端RFID讀寫器讀取可讀寫標簽的數(shù)據(jù)并發(fā)送至處理模塊,處理模塊根據(jù)檢測到的數(shù)據(jù)是否超標,對報警模塊發(fā)出相應的信號。

  4.總結(jié)
  本文先介紹了汽車尾氣檢測系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀,提出了一種汽車尾氣檢測系統(tǒng)的設計方案。本方案通過檢測模塊測試行駛在實際道路上汽車的尾氣成分,并通過檢測路段的判斷模塊立即作出是否超標的判斷,實現(xiàn)了無需人工操作便可準確測試汽車尾氣成分是否超標的功能,有效減少了檢測時間。

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