汽车排放在线自动诊断远程监控系统及其方法

1.一种汽车排放在线自动诊断远程监控系统，本监控系统包括工作对象——车辆发动机(100)，还包括GSM子系统(300)；
设置有发动机管理子系统(200)和OBD远程监控子系统(400)；
其连接连通关系是：
发动机管理子系统(200)和车辆发动机(100)连接，实现对车辆发动机(100)的诊断；
发动机管理子系统(200)、GSM子系统(300)和OBD远程监控子系统(400)之间通过GSM子系统(300)提供的移动通信网络以短信的方式连通；
其特征在于：
所述的发动机管理子系统(200)由车载排放自动检测模块(210)、传感器(220)和执行器(230)组成；
车载排放自动检测模块(210)由电子控制单元(211)、RS232串口通信接口模块(212)、车载GSM模块(213)、第一12V电源(214)和第一天线(215)组成；
电子控制单元(211)分别与传感器(220)、执行器(230)和RS232串口通信接口模块(212)连接，传感器(220)和执行器(230)分别与车辆发动机(100)连接，对车辆发动机(100)的故障进行检测归类并生成故障码；
RS232串口通信接口模块(212)、车载GSM模块(213)和第一天线(215)依次连接，通过车载GSM模块(213)将故障码发送给OBD远程监控子系统(400)；
第一12V电源(214)给车载GSM模块(213)供电。

汽车排放在线自动诊断远程监控系统及其方法\n技术领域\n[0001] 本发明涉及一种汽车排放诊断监控系统，尤其涉及一种汽车排放在线自动诊断远程监控系统及其方法。\n背景技术\n[0002] 汽车工业在近年得到了飞速发展，中国已成为世界上汽车第二大生产国和第一大消费国，摩托车年产量长期居世界第一位。随着机动车保有量的持续增长，我国机动车污染物（HC、CO 和NOx）排放量显著增加，机动车排气污染物在城市大气污染中所占的平均比例有较大幅度增加。防治机动车排气污染已成为城市大气污染控制的主要任务之一。\n[0003] 2005年4月国家环保总局公布了《轻型汽车污染物排放限值及测量方法》，即国三、国四排放标准，这两个标准分别于2007年7月1日和2010年7月1日开始实施。它的实施要求车辆必须具备OBD（On-Board Diagnostics，在线自动诊断）功能。\n[0004] 机动车的污染防治除了对新车进行监管外，还需要进一步加强对在用车的监管。\n目前机动车污染防治法律法规不完善的问题依然存在，制约了汽车环保的统一监管，影响了管理制度的有效实施，削弱了监督管理的执法力度。如在用汽油车的检查维修制度不完善，带病行驶的机动车屡见不鲜。其次，检测方法科学性差且不严格，造成了通过年检的汽车成了“全年环保车”，再也没人过问。\n[0005] 目前国内实现的OBD标准接近于美国的OBDII或欧洲的EOBD标准，虽然当发动机系统出现故障引起排放超标时，OBD系统能检测到故障并点亮故障灯向驾驶者发出警告，然而驾驶者是否接受故障灯的警告，目前的OBD系统无能为力。在车辆年审前如果驾驶者不对排放超标车辆进行维修，相关管理部门也无法知晓。针对目前OBD标准的缺陷，迫切需要采取新的OBD无线远程监控技术，对排放超标车辆进行监控。如果驾驶者在故障报警系统提示后仍长时间不去维修车辆，管理部门甚至可以指令该车辆停驶。\n发明内容\n[0006] 本发明的目的就在于克服现有技术存在的缺点和不足，提供一种汽车排放在线自动诊断远程监控系统及其方法。\n[0007] 本发明的目的是这样实现的：\n[0008] 利用在线自动诊断获取故障信息，再利用GSM（Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统）技术，增加远程监控，达到实时监控的目的。\n[0009] 一、汽车排放在线自动诊断远程监控系统（简称监控系统）\n[0010] 本监控系统包括工作对象——车辆发动机，还包括GSM子系统；\n[0011] 设置有发动机管理子系统和OBD远程监控子系统；\n[0012] 其连接关系是：\n[0013] 发动机管理子系统和车辆发动机连接，实现对车辆发动机的诊断；\n[0014] 发动机管理子系统、GSM子系统和OBD远程监控子系统之间通过GSM子系统提供的移动通信网络以短信的方式连通。\n[0015] 二、汽车排放在线自动诊断远程监控方法（简称监控方法）\n[0016] 本监控方法包括下列步骤：\n[0017] ①GSM子系统覆盖整个区域的移动通信网络；\n[0018] ②电子控制单元上电，与第一GSM模块建立通讯连接；\n[0019] ③当车辆发动机、传感器和/或执行器发生故障时，电子控制单元检测到相关故障；\n[0020] ④电子控制单元按照一定格式生成并存储故障码，同时点亮执行器内的故障指示灯作出相应的报警反应；\n[0021] ⑤电子控制单元将故障码和车辆代码数据信息发送给第一GSM模块；\n[0022] ⑥第一GSM模块与OBD远程监控子系统中的第二GSM模块以短信的方式联[0023] 系，并发送故障码和车辆代码信息；\n[0024] ⑦OBD远程监控子系统的监控电脑利用监控软件调取故障车车主信息和手机[0025] 号码，并通过界面观察故障车车主是否解决车辆故障；\n[0026] ⑧OBD远程监控子系统的工作人员通过第二GSM模块给故障车车主发送车辆故障提醒短信，若故障车车主长时间未解决车辆故障且坚持使用，OBD远程监控子系统的工作人员可以指令相关部门停驶该车辆。\n[0027] 本发明具有下列优点和积极效果：\n[0028] ①能及时准确地掌握和控制车辆状态，实时性高；\n[0029] ②可以形成范围内的监控网络，范围大，覆盖面广；\n[0030] ③可以节省资源成本，一台监控电脑可以监控数量巨大的故障车辆，经济性[0031] 好；\n[0032] ④可扩展性强，可以在OBD远程监控子系统设置专家诊断故障，提高车辆故障解决效率；\n[0033] ⑤适用于国内所有的机动车车辆。\n附图说明\n[0034] 图1是本系统的结构示意图；\n[0035] 图2是电子控制单元（ECU）211和第一GSM模块213之间的通讯流程图；\n[0036] 图3是OBD远程监控子系统400的信息管理软件监控界面图（故障码）；\n[0037] 图4是OBD远程监控子系统400的信息管理软件监控界面图（车辆代码和车主信息）。\n[0038] 图中：\n[0039] 100—车辆发动机。\n[0040] 200—发动机管理子系统，\n[0041] 210—车载排放自动检测模块\n[0042] 211—电子控制单元（ECU）， 212—第一RS232串口通信接口模块，[0043] 213—第一GSM模块， 214—第一12V电源，\n[0044] 215—第一天线；\n[0045] 220—传感器；\n[0046] 230—执行器。\n[0047] 300—GSM子系统，\n[0048] 310—天线。\n[0049] 400—OBD远程监控子系统，\n[0050] 410—监控电脑， 420—第二RS232串口通信接口模块，[0051] 430—第二GSM模块， 440—第二12V电源，\n[0052] 450—第二天线。\n[0053] 英译汉：\n[0054] ①OBD：On-Board Diagnostics，在线自动诊断。\n[0055] ②GSM：Global System for Mobile Communications，全球移动通信系统。\n具体实施方式\n[0056] 下面结合附图和实施例详细说明：\n[0057] 一、监控系统\n[0058] 1、总体\n[0059] 如图1，本监控系统包括工作对象——车辆发动机100，还包括GSM子系统300；\n[0060] 设置有发动机管理子系统200和OBD远程监控子系统400；\n[0061] 其连接连通关系是：\n[0062] 发动机管理子系统200和车辆发动机100连接，实现对车辆发动机100的诊断；\n[0063] 发动机管理子系统200、GSM子系统300和OBD远程监控子系统400之间通过GSM子系统300提供的移动通信网络以短信的方式连通。\n[0064] 本监控系统的工作原理是：\n[0065] 当车辆发动机100（还包括传感器220和执行器230）出现排放相关故障时，发动机管理子系统200能适时检测到故障，电子控制单元（ECU）211将故障码、车辆代码等信息数据通过第一GSM模块213以短信的方式发送到OBD远程监控子系统400的第二GSM模块中，发动机管理子系统200中的第一GSM模块213和OBD远程监控子系统400中的第二GSM模块430都采用标准AT指令集进行数据通讯。每个GSM模块配SIM卡一块，拥有一定的信息存储量。OBD远程监控子系统400的监控电脑410将这些信息数据保存，并将故障码信息发送给注册的车主GSM移动电话中，提醒车主进行维修以解除车辆故障，同时OBD远程监控子系统400可以监控故障是否解除，以达到在线诊断（OBD）远程监控目的。\n[0066] 二、功能块\n[0067] 1、车辆发动机100\n[0068] 车辆发动机100可以为不同厂家不同型号的发动机。\n[0069] 2、发动机管理子系统200\n[0070] 如图1，发动机管理子系统200由车载排放自动检测模块210、传感器220和执行器230组成；\n[0071] 1）车载排放自动检测模块210\n[0072] 车载排放自动检测模块210由电子控制单元（ECU）211、第一RS232串口通信接口模块212、第一GSM模块213、第一12V电源214和第一天线215组成；\n[0073] 电子控制单元（ECU）211分别与传感器220、执行器230和第一RS232串口[0074] 通信接口模块212连接，传感器220和执行器230分别与车辆发动机100连接，对车辆发动机100的故障进行检测归类并生成故障码；\n[0075] 第一RS232串口通信接口模块212、第一GSM模块213和第一天线215依次连接，通过第一GSM模块213将故障码发送给OBD远程监控子系统400；\n[0076] 第一12V电源214给第一GSM模块213供电。\n[0077] （1）电子控制单元（ECU）211\n[0078] * 硬件配置：主要由集成OBD功能的ECU组成，它包括16位单片机CPU（Flash为\n256K、主频为64Mhz）；\n[0079] * 专用软件：此软件为本公司编写，用于电子控制单元（ECU）211与第一GSM模块\n213建立通讯，软件流程如图2，包括下列步骤：\n[0080] ①开始1；\n[0081] ②发建立通信连接命令2；\n[0082] ③判断电子控制单元（ECU）211接收到第一GSM模块213是否响应“OK”命令3，是则进入下一步骤，否则跳转到步骤②；\n[0083] ④设置发送的初始化命令4；\n[0084] ⑤发送SMS（短信）5；\n[0085] ⑥判断电子控制单元（ECU）211接收到第一GSM模块213是否响应“OK”命令6，是则进入下一步骤，否则跳转到步骤④；\n[0086] ⑦结束7。\n[0087] （2）第一GSM模块213\n[0088] 第一GSM模块213是一种具有独立操作系统并采用标准AT指令集进行数据通讯的通信模块。\n[0089] 2）传感器220\n[0090] 传感器220主要包括进气歧管压力传感器、进气歧管温度传感器、节气门位置传感器、冷却液温度传感器、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、氧传感器、爆震传感器等。\n当车辆发动机排放发生故障时，会从这些传感器信号上表征出来，电子控制单元（ECU）211通过采集这些传感器的信号能判断故障部位并生成相应的故障码。\n[0091] 3）执行器230\n[0092] 主要包括喷油器、点火线圈、怠速阀、碳罐电磁阀、油泵、风扇、故障指示灯等。当这些部件（故障指示灯除外）出现短路或开路故障时，电子控制单元（ECU）211能够检测到故障，并生成相应的故障代码，同时点亮故障指示灯。\n[0093] 发动机管理子系统200的工作原理是：\n[0094] 电子控制单元（ECU）211是车辆发动机100的控制和指挥中心，包括16位单片机、集成有OBD功能。ECU上电后先发送建立通讯命令与第一GSM模块213建立连接，然后通过采集传感器220的输入信号进行计算处理判断车辆发动机100是否存在与排放相关的故障。若存在故障，ECU按照一定格式生成并存储故障码，同时ECU按指定的格式将故障码和ECU中存储的车辆代码数据信息发送给车载第一GSM模块213。第一GSM模块213存储故障码和车辆代码信息，并且通过GSM子系统300提供的通信网络以短信的方式将这些信息发送给OBD远程监控子系统400。\n[0095] 3、GSM子系统300\n[0096] GSM子系统300即全球移动通信系统，给发动机管理子系统200和OBD监控子[0097] 系统400提供移动通信网络。\n[0098] 各GSM模块之间采用与短信有关的AT指令集进行数据通讯。每个GSM模块配SIM卡一块。ECU与GSM模块通讯需要建立通讯协议，通讯协议如下：\n[0099] 通讯方式：全双工串行异步通讯；\n[0100] 通讯波特率：9600bps；\n[0101] 数据位：8；\n[0102] 停止位：1；\n[0103] 奇偶校验位：0。\n[0104] 4、OBD远程监控子系统400\n[0105] OBD远程监控子系统400和上述的车载排放自动检测模块210的结构是一样的，包括监控电脑410、第二RS232串口通信接口模块420、第二GSM模块430、第二12V电源440和第二天线450。\n[0106] OBD远程监控子系统400的工作原理是：\n[0107] OBD远程监控子系统400中的第二GSM模块430接收发动机管理系统200发送的车辆代码和故障码，装有OBD远程监控信息管理软件的监控电脑410从第二GSM模块430中读取故障码及车辆信息并显示在监控界面上，如图3、4。\n[0108] OBD远程监控子系统400的工作人员可以从监控界面观察故障车车主是否解决车辆故障，对于长期未解决车辆故障的车主，可以根据故障车辆注册信息，给故障车车主手机发送提醒短信直到车辆故障消除为止。