一种基于GPRS的油量监控方法及系统与流程

本发明涉及智能测量仪器领域，具体涉及一种基于GPRS的油量监控方法及系统。

背景技术：

多年来，运输企业物流公司等企业对油料监控和管理的手段过于单一且容易出现纰漏，加油量据实精准统计、实际消耗统计、公车私用、油料挪用、油量异常减少、油料监管困难等等众多难题，无法得到完美解决。导致资源浪费、司机操作习惯不好无法得到合理的提醒和纠正。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于GPRS的油量监控方法及系统，本发明可完成精准油量监控。对加油事件、加油量、正常消耗、异常减少做出及时判断并通过GPRS上报事件。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种基于GPRS的油量监控方法，包括以下步骤：

步骤S1、定期采集油量实时信息，并计算实时油量值；

步骤S2、将实时油量值与系统油量进行对比，判断是正常油量消耗还是加油或偷油事件，若判断为正常消耗，则将系统油量通过GPRS无线通讯模块上传至上位机，若判断为加油或偷油事件，则将系统油量和事件提示上传至上位机。

进一步的，所述步骤S1具体为: 油量采集模块每隔1秒采集油箱实时油量信息并将数据信息发送给采集电路，采集电路每隔30秒进行一次综合滤波计算，利用30秒内采集的实时油量值，将异常值和波动值过滤，利用波峰波谷的互补原理进行递推均值算法计算出实时油量值。

进一步的，所述步骤S2具体为：

所述系统油量初始值为油箱原始油量，将实时油量值与系统油量进行对比，若满足预设消耗当量，则判断为正常消耗，系统油量按照预设消耗当量进行逐级下降并上传至上位机，若不满足预设消耗当量，系统油量保持不变并上传至上位机，同时判断是汽车颠簸还是加油或偷油事件；若判断为汽车颠簸，则不进行事件提示，若判断为加油或偷油事件，则将事件提示上传至上位机。

进一步的，所述判断是汽车颠簸还是加油或偷油事件的步骤为：若多次连续检测的实时油量值符合单位时间变化量并且连续稳定增加时，则判断为加油事件；若多次连续检测的实时油量值符合单位时间变化量并且连续稳定下降，则判断为偷油事件，若多次连续检测的实时油量值不符合单位时间变化量并且不是连续稳定变化时，则判断为汽车颠簸。

一种基于GPRS的油量监控系统，包括以下模块：

油量采集模块：用于定期采集油量实时信息，并将油量实时信息发送给控制计算模块；

处理控制模块：用于利用油量实时信息计算实时油量值，并将实时油量值与系统油量进行对比，判断是正常油量消耗还是加油或偷油事件，若判断为正常消耗，则将系统油量发送给GPRS无线通讯模块，若判断为加油或偷油事件，则将系统油量和事件发送给GPRS无线通讯模块；

GPRS无线通讯模块：用于将接收到的系统油量数据和事件提示信息上传至上位机。

进一步的，所述处理控制模块包括采集电路和中央处理器，油量采集模块每隔1秒采集油箱实时油量信息并将数据信息发送给采集电路，所述采集电路用于每隔30秒进行一次综合滤波计算，利用30秒内采集的实时油量值，将异常值和波动值过滤，利用波峰波谷的互补原理进行递推均值算法计算出实时油量值。

进一步的，所述采集电路为RS485电路。

进一步的，所述中央处理器用于将实时油量值与系统油量进行对比，若满足预设消耗当量，则判断为正常消耗，系统油量则按照预设消耗当量进行逐级下降并上传至上位机，若不满足预设消耗当量，系统油量保持不变并上传至上位机，同时判断是汽车颠簸还是加油或偷油事件；若判断为汽车颠簸，则不进行事件提示，若判断为加油或偷油事件，则将事件提示上传至上位机，所述系统油量初始值为油箱原始油量。

进一步的，所述中央处理器判断是汽车颠簸还是加油或偷油事件的方法为：若多次连续检测的实时油量值符合单位时间变化量并且连续稳定增加时，则判断为加油事件；若多次连续检测的实时油量值符合单位时间变化量并且连续稳定下降，则判断为偷油事件，若多次连续检测的实时油量值不符合单位时间变化量并且不是连续稳定变化时，则判断为汽车颠簸。

进一步的，所述中央处理器为ARM处理器。

本发明的有益效果是：本发明针对油量监管困难、测量困难等问题，采用独特的算法,使用高频率采样低频率使用的主题思想，计算实时计算油箱油量。保持上报油量连续比对实时油量，在非加油状态下上报油量只能平滑减少不能增加，使用这种平滑处理方式让车辆颠簸融入到油量的正常消耗中，形成完美的平滑的消耗曲线。在判断加油事件和偷油事件的判断时，既要根据油量变化的连续性和稳定性也要结合油量的单位时间变化量和油量变化的统计量，当符合单位时间变化量并且连续稳定变化时即成为一种事件趋势，加油趋势或偷油趋势，趋势形成并且变化统计量达到某限定时，即可判断加油事件发生或偷油事件发生，从而完成精准油量监控。对加油事件、加油量、正常消耗、异常减少做出及时判断并通过GPRS上报事件。本发明对偷油事件判断准确率达到95%，对加油事件的判断准确里达到99%。本发明无需接入车身网络更无需车载行车记录以进行网络转换和传输，可以直接通过无线通讯网络将机车运行油量的监控情况上传到监控平台。对整个汽车油耗系统的成本控制、减少故障点、安装可靠有极大的提高作用。

附图说明

图1为本发明方法示意图；

图2为本发明系统示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种基于GPRS的油量监控方法，包括以下步骤：

步骤S1、定期采集油量实时信息，并计算实时油量值；

步骤S2、将实时油量值与系统油量进行对比，判断是正常油量消耗还是加油或偷油事件，若判断为正常消耗，则将系统油量通过GPRS无线通讯模块上传至上位机，若判断为加油或偷油事件，则将系统油量和事件提示上传至上位机。

所述步骤S1具体为: 油量采集模块每隔1秒采集油箱实时油量信息并将数据信息发送给采集电路，采集电路每隔30秒进行一次综合滤波计算，利用30秒内采集的实时油量值，将异常值和波动值过滤，利用波峰波谷的互补原理进行递推均值算法计算出实时油量值。

所述步骤S2具体为：

所述系统油量初始值为油箱原始油量，将实时油量值与系统油量进行对比，若满足预设消耗当量，则判断为正常消耗，系统油量按照预设消耗当量进行逐级下降并上传至上位机，若不满足预设消耗当量，系统油量保持不变并上传至上位机，同时判断是汽车颠簸还是加油或偷油事件；若判断为汽车颠簸，则不进行事件提示，若判断为加油或偷油事件，则将事件提示上传至上位机。

所述判断是汽车颠簸还是加油或偷油事件的步骤为：若多次连续检测的实时油量值符合单位时间变化量并且连续稳定增加时，则判断为加油事件；若多次连续检测的实时油量值符合单位时间变化量并且连续稳定下降，则判断为偷油事件，若多次连续检测的实时油量值不符合单位时间变化量并且不是连续稳定变化时，则判断为汽车颠簸。

消耗当量是预设定的数值，可以设定为最小分辨率0.1升，故而本发明最小分辨率可以达到0.1升。然而本发明的油量采集模块为油量传感器，传感器采集到的数值并非以升为单位的数值，而是油量的AD值，如何将传感器反馈的AD值计算为直观的以升为单位的数值，则需要根据油箱尺寸设定参数，该参数通过本发明的RS232接口设定。油量计算公式如下：

L= V*(⊿D1/⊿L1+⊿D2*L2)+K;

其中，L为实时油量，单位升数，V为采样AD值，⊿D1为第1阶段加油前后变化的AD值，⊿L1为第1阶段加油前后变化的油量，⊿D2为第2阶段加油前后变化的AD值，⊿L2为第2阶段加油前后变化的油量，K为油箱设计底部盲区。第1阶段为加油的前半阶段，第2阶段为加油的后半阶段。

由于油箱尺寸、形状、尺寸各异，所以需要根据油箱的规格进行设定具体参数后，才能计算出更加精准的油量，只有对油量的精准监控才能对油量曲线和加油及偷油事件做出最为据实的判断。

如图2所示，一种基于GPRS的油量监控系统，包括以下模块：

油量采集模块：用于定期采集油量实时信息，并将油量实时信息发送给控制计算模块；

处理控制模块：用于利用油量实时信息计算实时油量值，并将实时油量值与系统油量进行对比，判断是正常油量消耗还是加油或偷油事件，若判断为正常消耗，则将系统油量发送给GPRS无线通讯模块，若判断为加油或偷油事件，则将系统油量和事件发送给GPRS无线通讯模块；

GPRS无线通讯模块：用于将接收到的系统油量数据和事件提示信息上传至上位机。

所述处理控制模块包括采集电路和中央处理器，油量采集模块每隔1秒采集油箱实时油量信息并将数据信息发送给采集电路，所述采集电路用于每隔30秒进行一次综合滤波计算，利用30秒内采集的实时油量值，将异常值和波动值过滤，利用波峰波谷的互补原理进行递推均值算法计算出实时油量值。

所述中央处理器用于将实时油量值与系统油量进行对比，若满足预设消耗当量，则判断为正常消耗，系统油量则按照预设消耗当量进行逐级下降并上传至上位机，若不满足预设消耗当量，系统油量保持不变并上传至上位机，同时判断是汽车颠簸还是加油或偷油事件；若判断为汽车颠簸，则不进行事件提示，若判断为加油或偷油事件，则将事件提示上传至上位机，所述系统油量初始值为油箱原始油量。

所述中央处理器判断是汽车颠簸还是加油或偷油事件的方法为：若多次连续检测的实时油量值符合单位时间变化量并且连续稳定增加时，则判断为加油事件；若多次连续检测的实时油量值符合单位时间变化量并且连续稳定下降，则判断为偷油事件，若多次连续检测的实时油量值不符合单位时间变化量并且不是连续稳定变化时，则判断为汽车颠簸。

实施例

GPRS版油量监控器使用电源管理电路，输入范围9-36VDC,可适应任何车载电源，便于接入。电源采用防止接反电路，无论正负极如何接入，设备都可正常工作。更加便利于非专业工程人员进行安装及操作。

采用ARM作为中央处理器，针对汽车运行过程中，因突然起停、路途颠簸等因素导致的油箱中油量颠簸现象，保持上报油量连续比对实时油量，在非加油状态下上报油量只能平滑减少不能增加，从而杜绝因汽车颠簸带来汽车行进过程中油量曲线不下降反而出现上升的错误指示，正是使用这种平滑处理方式让车辆颠簸融入到油量的正常消耗中，形成完美的平滑的消耗曲线。在判断加油事件趋势和偷油事件趋势的判断时，因为加油趋势或偷油趋势必须具备稳定性和连续性，所以当车辆行进中车辆颠簸带来的油量变化是非连续和非稳定的，所以该种情况不符合事件趋势。所以判断事件发生的必要条件之一不能成立，基本可以滤掉因颠簸导致的加油和偷油误报事件。这种情况需要做的就是让曲线消耗变得平滑，根据实时油量与上保有量的比对值，如果满足下降当量，上报油量按照设定比对当量逐级减少，逐步逼近实时油量，从而得到更为平滑的正常消耗曲线。

采用RS485采集电路，对油量传感器的数据进行采集，可以同时支持俩支油量传感器，主要应对部分双油箱设计的客货车。双油箱设计的客货车必须使用两支传感器进行油量综合分析，车辆行驶时因路面倾斜导致油双油箱中一个油箱内油料过多，另一个油箱油料偏少。如果油量监控器无法同时采集两支传感器，那么针对双油箱设计的客货车应用时，将会引起油料异常减少的误报，从而影响企业监管与判断。本发明利用主机轮训原理，采用RS485总线对油量传感器进行采集。RS485总线的抗共模干扰能力强、传输距离远、可支持多个节点、传输速率高等特点，正适合在车载使用。

采用GPRS无线通讯模块，GPRS模块电路对天线的匹配油位重要，天线端口阻抗匹配为50欧姆，对天线反馈的的处理尽量防止在PCB的最边缘部分，并且保证主馈点下方净空远离干扰源，适量增大PCB焊点面积到2.8*2mm，尽可能多的保证天线净空区域，使驻波比达到1.2左右，回波损耗超过30dB。本发明无需接入车身网络更无需车载行车记录以进行网络转换和传输，可以直接通过无线通讯网络将机车运行油量的监控情况上传到监控平台。对整个汽车油耗系统的成本控制、减少故障点、安装可靠有极大的提高作用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。