一种多平台气体数据采集处理卡的制作方法

本实用新型涉及汽车尾气监测技术领域，具体是一种多平台气体数据采集处理卡。

背景技术：

汽车尾气是汽车使用时产生的废气，含有上百种不同的化合物，其中的污染物有固体悬浮微粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等。

尾气在直接危害人体健康的同时，还会对人类生活的环境产生深远影响。尾气中的二氧化硫具有强烈的刺激气味，达到一定浓度时容易导致“酸雨”的发生，造成土壤和水源酸化，影响农作物和森林的生长。

现有汽车尾气排放仪器体积大、重量沉、需要外接交流电源,很难做到路上实时检测，只能设立固定检测点，缺乏随机和即时性，并且尾气净化装置的检测必须在工况状态下进行，现在的工况测试需要进行台架试验，试验设备价格少则五、六十万，多则几百、上千万，做一次尾气净化装置的检测花费也很大。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种多平台气体数据采集处理卡，能够解决背景技术提出的技术问题。

本实用新型的一种多平台气体数据采集处理卡，包括主控单元、油温感应模块、气压感应模块、采样模块和气体分析仪，油温感应模块、气压感应模块、采样模块和气体分析仪均与主控单元连接；采样模块包括采样室和风扇，风扇与主控单元连接，风扇用于将排放气体采集至采样室内；气体分析仪设置在采样室内，气压感应模块用于感应排气管道中的气压。

进一步，所述主控单元为stm32单片机，所述气体分析仪通过串行接口与stm32单片机连接。

进一步，所述油温感应模块包括温度传感器和运算放大器，温度传感器的输出端与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与所述stm32单片机的io引脚连接。

进一步，所述气压感应模块包括气压传感器，气压传感器与所述stm32单片机具有模数转换功能的io引脚连接。

进一步，所述风扇通过隔离电路与所述stm32单片机连接，隔离电路包括光耦合器和电平转换芯片，电平转换芯片两端分别与所述stm32单片机的io引脚和光耦合器的输入端连接，光耦合器的输出端设有用于连接风扇的接口。

进一步，还包括串口模块，串口模块包括串口驱动芯片和接口，串口驱动芯片分别与所述stm32单片机的串行数据引脚和接口连接。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的一种多平台气体数据采集处理卡，通过主控单元控制采样模块中的风扇将部分尾气采集至采样室内，并通过气体分析仪对采样气体进行分析，从而确定尾气中的成分，并结合油温感应模块采集的车辆内部的油温判断燃油是否充分燃烧；同时，气压感应模块感应排气管道中的气压，从而计算单位时间内尾气的排放量，从而确定有害气体的含量；本实用新型结构简单，可以低成本地进行尾气监测。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为本实用新型的结构框图；

图2为本实用新型的主控单元的电路图；

图3为本实用新型的油温感应模块的运算放大器的电路图；

图4为本实用新型的气压感应模块的电路图；

图5为本实用新型的隔离电路的电平转换芯片的电路图；

图6为本实用新型的隔离电路的光耦器的电路图；

图7为本实用新型的串口模块的电路图。

具体实施方式

如图1-图7所示：本实施例的一种多平台气体数据采集处理卡，包括主控单元、油温感应模块、气压感应模块、采样模块和气体分析仪，油温感应模块、气压感应模块、采样模块和气体分析仪均与主控单元连接；采样模块包括采样室和风扇，风扇与主控单元连接，风扇用于将排放气体采集至采样室内；气体分析仪设置在采样室内，气压感应模块用于感应排气管道中的气压。

本实用新型的一种多平台气体数据采集处理卡，通过主控单元控制采样模块中的风扇将部分尾气采集至采样室内，并通过气体分析仪对采样气体进行分析，从而确定尾气中的成分，并结合油温感应模块采集的车辆内部的油温判断燃油是否充分燃烧；同时，气压感应模块感应排气管道中的气压，从而计算单位时间内尾气的排放量，从而确定有害气体的含量；本实用新型结构简单，可以低成本地进行尾气监测。

本实施例中，主控单元为stm32单片机，气体分析仪通过串行接口与stm32单片机连接。

本实施例中，油温感应模块包括温度传感器和运算放大器，运算放大器为四路低噪声jfet输入通用运算放大器tl074idr，运算放大器的输入端设有接口q5，温度传感器的输出端与接口q5连接，运算放大器的输出端ywout与stm32单片机的io引脚pb0(序号为35)连接。

本实施例中，气压感应模块包括气压传感器，气压传感器的型号为压力传感器mp3h6115ac6t1，气压传感器与stm32单片机具有模数转换功能的io引脚连接，气压传感器用于采集尾气管路中尾气气流流经气压传感器时带来的压力。

本实施例中，风扇通过隔离电路与stm32单片机连接，隔离电路包括光耦合器和电平转换芯片，光耦合器的型号为tlp185，电平转换芯片的型号为lvc4245a，电平转换芯片的引脚b0-b7分别与stm32单片机的io引脚(序号从81-88的pe0-pe7)连接，电平转换芯片的引脚a0-a7和光耦合器的输入端连接，本实施例中至设置一路风扇，电平转换芯片的引脚a0与光耦合器的输入引脚j_out1连接，光耦合器的输出端n_out1用于输出控制风扇的电平信号。

本实施例中，还包括串口模块，串口模块包括串口驱动芯片和接口，串口驱动芯片的型号为max3232，串口驱动芯片分别与stm32单片机的串行数据引脚和接口连接，串口用于输出检测的结果。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

技术特征：

1.一种多平台气体数据采集处理卡，其特征在于：包括主控单元、油温感应模块、气压感应模块、采样模块和气体分析仪，油温感应模块、气压感应模块、采样模块和气体分析仪均与主控单元连接；采样模块包括采样室和风扇，风扇与主控单元连接，风扇用于将排放气体采集至采样室内；气体分析仪设置在采样室内；气压感应模块用于感应排气管道中的气压。

2.根据权利要求1所述的一种多平台气体数据采集处理卡，其特征在于：所述主控单元为stm32单片机，所述气体分析仪通过串行接口与stm32单片机连接。

3.根据权利要求2所述的一种多平台气体数据采集处理卡，其特征在于：所述油温感应模块包括温度传感器和运算放大器，温度传感器的输出端与运算放大器的输入端连接，运算放大器的输出端与所述stm32单片机的io引脚连接。

4.根据权利要求2所述的一种多平台气体数据采集处理卡，其特征在于：所述气压感应模块包括气压传感器，气压传感器与所述stm32单片机具有模数转换功能的io引脚连接。

5.根据权利要求2所述的一种多平台气体数据采集处理卡，其特征在于：所述风扇通过隔离电路与所述stm32单片机连接，隔离电路包括光耦合器和电平转换芯片，电平转换芯片两端分别与所述stm32单片机的io引脚和光耦合器的输入端连接，光耦合器的输出端设有用于连接风扇的接口。

6.根据权利要求2所述的一种多平台气体数据采集处理卡，其特征在于：还包括串口模块，串口模块包括串口驱动芯片和接口，串口驱动芯片分别与所述stm32单片机的串行数据引脚和接口连接。

技术总结
本实用新型涉及一种多平台气体数据采集处理卡，包括主控单元、油温感应模块、气压感应模块、采样模块和气体分析仪，油温感应模块、气压感应模块、采样模块和气体分析仪均与主控单元连接；采样模块包括采样室和风扇，风扇与主控单元连接，风扇用于将排放气体采集至采样室内；气体分析仪设置在采样室内；气压感应模块用于感应排气管道中的气压；通过主控单元控制采样模块中的风扇将部分尾气采集至采样室内，并通过气体分析仪对采样气体进行分析，从而确定尾气中的成分，并结合油温感应模块采集的车辆内部的油温判断燃油是否充分燃烧；同时，气压感应模块感应排气管道中的气压，从而计算单位时间内尾气的排放量，从而确定有害气体的含量。

技术研发人员：钟云亮
受保护的技术使用者：重庆云网科技股份有限公司
技术研发日：2020.09.29
技术公布日：2021.06.15