適用于dpf系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端，包括MCU單元，MCU單元連接有5V直流電源、TTL電平模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和模擬信號(hào)采集電路，TTL電平模塊連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，模擬信號(hào)采集電路連接有模擬信號(hào)輸入接口，模擬信號(hào)輸入接口連接有燃油壓力傳感器、DPF壓差傳感器、DPF出口溫度傳感器、DPF入口溫度傳感器、DPF系統(tǒng)的進(jìn)氣溫度壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器；所述5V直流電源連接有LDO降壓電路，LDO降壓電路的輸出端連接TTL電平模塊。DPF系統(tǒng)的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)信息都可以記錄到Micro SD卡上，廠家可直接拿出來查看數(shù)據(jù)、分析處理問題，使用十分方便。
【專利說明】
適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端。
【背景技術(shù)】
[0002]機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)以改善發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程為主要內(nèi)容，對(duì)降低排放污染起到了重要作用，但其效果有限，且不同程度地給汽車的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)型帶來負(fù)面影響。隨著對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放要求的日趨嚴(yán)格，改善發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程的難度越來越大，能統(tǒng)籌兼顧動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)型和排放性能的發(fā)動(dòng)機(jī)越來越復(fù)雜，成本也急劇上升。因此，世界各國都先后開發(fā)廢棄后處理凈化技術(shù)，在不影響或少影響發(fā)動(dòng)機(jī)其他性能的同時(shí)，在排氣系統(tǒng)中安裝各種凈化裝置，采用物理和化學(xué)的方法降低排氣中的污染物向大氣環(huán)境的排放。
[0003]專門對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排氣進(jìn)行后處理的方法是將凈化裝置串接在發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣系統(tǒng)中，在廢氣排入大氣前，利用凈化裝置在排氣系統(tǒng)中對(duì)其進(jìn)行處理，以減少排入大氣的有害成分。在發(fā)達(dá)國家，柴油車采用后處理裝置較多。這些裝置主要有DPF、SCR等。目前，在發(fā)達(dá)國家生產(chǎn)的柴油車幾乎都裝備了尾氣后處理裝置，并且已有二十多年的商業(yè)化應(yīng)用歷史。隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市機(jī)動(dòng)車輛日益增多，其廢氣已嚴(yán)重污染大氣環(huán)境，對(duì)DPF、SCR的需求更為迫切。
[0004]DPFCDiesel Particulate Filter)微粒捕集技術(shù)是目前國際上用來降低柴油車微粒PM(Particular Matter)排放的一種排氣后處理技術(shù)，也是降低柴油車微粒排放最有效的機(jī)外處理手段。其先對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排出的廢氣中的PM進(jìn)行捕集，當(dāng)PM的堆積達(dá)到一定量時(shí)，通過E⑶控制DPF對(duì)PM進(jìn)行氧化燃燒去除PM，達(dá)到凈化空氣的效果。
[0005]對(duì)于做DPF系統(tǒng)的廠家來說，DPF的數(shù)據(jù)信息對(duì)其了解DPF的運(yùn)行狀況、DPF的研發(fā)改進(jìn)非常重要，特別是和故障相關(guān)的數(shù)據(jù)更為重要。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端，便于采集DPF的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息。
[0007]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端，包括M⑶單元，M⑶單元連接有5V直流電源、TTL電平模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和模擬信號(hào)采集電路，TTL電平模塊連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，模擬信號(hào)采集電路連接有模擬信號(hào)輸入接口，模擬信號(hào)輸入接口連接有燃油壓力傳感器、DPF壓差傳感器、DPF出口溫度傳感器、DPF入口溫度傳感器、DPF系統(tǒng)的進(jìn)氣溫度壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器；
[0008]所述5V直流電源連接有LDO降壓電路，LDO降壓電路的輸出端連接所述TTL電平模塊。
[0009]所述LDO降壓電路的輸入端和輸出端分別串聯(lián)連接有LED燈。
[0010]本實(shí)用新型具有如下的優(yōu)點(diǎn):
[0011]1、DPF系統(tǒng)的溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等數(shù)據(jù)信息都可以記錄到Micro SD卡(數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊采用Micro SD卡)上，廠家可直接拿出來Micro SD卡進(jìn)行數(shù)據(jù)查看、問題分析和處理，既便于記錄DPF的各項(xiàng)數(shù)據(jù)信息，又便于廠家讀取信息并分析處理，使用十分方便。
[0012]2、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊默認(rèn)存儲(chǔ)周期為5秒，默認(rèn)每天自動(dòng)建立一個(gè)存儲(chǔ)文檔，以DPF型號(hào)及日期命名，DPF數(shù)據(jù)輸入電腦，通過相關(guān)軟件可以以表格、曲線等方式顯示出來，十分方便直觀。
[0013]3、單片機(jī)控制，適應(yīng)性強(qiáng);數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)介質(zhì)為Micro SD卡，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)量大，且數(shù)據(jù)不容易丟失。
[0014]4、內(nèi)置實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路，為數(shù)據(jù)記錄終端提供精確的實(shí)時(shí)時(shí)間，實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路內(nèi)設(shè)置有鈕扣電池，可以保證斷電時(shí)候數(shù)據(jù)記錄終端的時(shí)間準(zhǔn)確和連續(xù)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0016]圖2是MCU單元及其外圍電路一部分的原理圖；
[0017]圖3是MCU單元及其外圍電路另一部分的原理圖；
[0018]由于MCU單元及其外圍電路的原理圖的圖面較大，在一張附圖中無法表達(dá)完全，因此分成兩部分表達(dá)在圖2和圖3中。
[0019]圖4是LDO降壓電路的電路原理圖；
[0020]圖5是TTL電平模塊的電路原理圖；
[0021 ]圖6是數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊的電路原理圖；
[0022]圖7是實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0023]如圖1至圖7所示，本實(shí)用新型的適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端包括M⑶單元1(即微控制單元，又稱單片機(jī))，M⑶單元I連接有5V直流電源2、TTL電平模塊3、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路4和模擬信號(hào)采集電路5，TTL電平模塊3連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6，模擬信號(hào)采集電路5連接有模擬信號(hào)輸入接口 7，模擬信號(hào)輸入接口 7連接有燃油壓力傳感器8、DPF壓差傳感器9、DPF出口溫度傳感器10、DPF入口溫度傳感器11、進(jìn)氣溫度壓力傳感器12和轉(zhuǎn)速傳感器13。MCU單元1具體采用MC9S12XEP100單片機(jī)。
[0024]所述5V直流電源2連接有用于將電壓由5V降為3.3V的LDO降壓電路14，LD0降壓電路14的輸出端連接所述TTL電平模塊3。
[0025]如圖4所示，所述LDO降壓電路14的輸入端和輸出端分別串聯(lián)連接有LED燈。具體地說，所述LDO降壓電路14的輸入端串聯(lián)連接有用于指示5V電壓的LED燈，所述LDO降壓電路14的輸出端串聯(lián)連接有用于指示3.3V電壓的LED燈。兩個(gè)LED燈能夠指示LDO降壓電路14的工作狀態(tài)，兩個(gè)LED燈均亮?xí)r表明LDO降壓電路14工作正常。
[0026]如圖2、圖3所示，所述MCU單元I的AD端口通過模擬信號(hào)采集電路5連接模擬信號(hào)輸入接口 7，所述MCU單元I的PSO——PS7端口通過TTL電平模塊3連接數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6，所述MCU單元I的P J端口連接實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路4，所述MCU單元I的數(shù)據(jù)輸出端口采用5 V的TTL邏輯電平；所述LDO降壓模塊輸入端為5V直流電壓。所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6為以Flash Memory為存儲(chǔ)體的Micro SD卡，并且采用SPI通訊模式，所述數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6采用3.3V的TTL邏輯電平;所述TTL電平模塊3包含四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管;所述實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路4由DS1302時(shí)鐘芯片和紐扣電池組成；
[0027]本實(shí)用新型提出一種適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)可以將DPF上各傳感器收集的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行記錄和存儲(chǔ)，形成一個(gè)海量數(shù)據(jù)庫，并可以將數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮。存儲(chǔ)后的數(shù)據(jù)可以交給廠家，并導(dǎo)入相關(guān)軟件中進(jìn)行查看、分析和處理。
[0028]本發(fā)明使用到的標(biāo)準(zhǔn)零件均可以從市場(chǎng)上購買，異形件根據(jù)說明書的和附圖的記載均可以進(jìn)行訂制，各部件的具體連接方式均采用現(xiàn)有技術(shù)中成熟的常規(guī)手段，機(jī)械、零件和設(shè)備均采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的型號(hào)，電路連接采用現(xiàn)有技術(shù)中常規(guī)的連接方式，在此不再詳述。
[0029 ]使用時(shí)，接通5 V直流電源2，MCU單元I對(duì)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6和實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路4進(jìn)行初始化，使其進(jìn)入工作狀態(tài)。實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路4調(diào)整時(shí)間至指定時(shí)間，并開始計(jì)時(shí)工作;數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6初始化，根據(jù)實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路4記錄日期建立文檔，默認(rèn)為TXT格式。
[0030]模擬信號(hào)采集電路5通過模擬信號(hào)輸入接口7接收DPF系統(tǒng)各傳感器的信息，并將信息輸入到MCU單元I的AD端口，M⑶單元I將采集到的模擬信號(hào)進(jìn)行整理。5V直流電源2接入LDO降壓模塊，如圖4所示，指示5V電壓的LED指示燈亮，經(jīng)過LDO降壓模塊，輸出3.3V的電壓，指不3.3V電壓的LED指不燈殼。
[0031]3.3V電壓進(jìn)入TTL電平模塊3，如圖5所示。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6中Micro SD卡有兩種讀寫方式，SD模式和SPI模式。在選用SD模式時(shí)，往往需要帶有SD卡控制接口的MCU單元I或者加入額外的SD卡控制單元以支持SD卡的讀寫，但MC9S12XEP100單片機(jī)沒有集成SD卡控制接口，若選用SD模式通訊會(huì)增加產(chǎn)品的硬件成本。在SPI模式下，通過四條線就可以完成所有的數(shù)據(jù)交換，并且目前市場(chǎng)很多MCU單元I都有現(xiàn)成的SPI接口電路，采用SPI模式對(duì)SD卡進(jìn)行讀寫操作可大大簡(jiǎn)化硬件電路設(shè)計(jì)，所以本設(shè)計(jì)采用SPI通訊模式。Micro SD卡的邏輯電平相當(dāng)于3.3V TTL電平標(biāo)準(zhǔn)，但MC9S12XEP100單片機(jī)的邏輯電平為5V CMOS電平標(biāo)準(zhǔn)，因此，需要用TTL電平模塊3解決電平匹配問題。TTL電平模塊3由四個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管和附屬元件組成，分別平衡數(shù)據(jù)交換的四條線，使數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6(3.3V TTL電平)和MCU單元I(5V CMOS電平)在不同電平可以進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，MCU單元I將接收并整理好的DPF數(shù)據(jù)信息發(fā)送到數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄存儲(chǔ)。
[0032]數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6的電路原理如圖6所示，其中SD卡提供9pin的引腳接口，引腳2(CS)作為SPI片選線CS用，引腳3(Data In)為數(shù)據(jù)輸入線MIS0，引腳4為3.3V電壓輸入端，引腳5(CLK)作為時(shí)鐘線，引腳6為GND，引腳7(Data Out)為數(shù)據(jù)輸出線MOSI，其他保留引腳懸空。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊6默認(rèn)存儲(chǔ)周期為5秒，默認(rèn)每天自動(dòng)建立一個(gè)存儲(chǔ)文檔，以DPF型號(hào)及日期命名，默認(rèn)為TXT文檔格式。其中存儲(chǔ)周期、文檔格式和命名規(guī)則都可以自行設(shè)定。
[0033]實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路4主要由DS1302時(shí)鐘芯片和紐扣電池組成，其電路原理圖見圖7。它可以為數(shù)據(jù)記錄終端提供精確的實(shí)時(shí)時(shí)間，并且有精確的閏年補(bǔ)償功能。實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路4有一顆鈕扣電池供電，當(dāng)斷電時(shí)，可以保證終端存儲(chǔ)時(shí)間的準(zhǔn)確和連續(xù)。
[0034]上面所述的實(shí)施例僅僅是對(duì)本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對(duì)本實(shí)用新型的構(gòu)思和范圍進(jìn)行限定。在不脫離本實(shí)用新型設(shè)計(jì)構(gòu)思的前提下，本領(lǐng)域普通人員對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案做出的各種變型和改進(jìn)，均應(yīng)落入到本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，本實(shí)用新型請(qǐng)求保護(hù)的技術(shù)內(nèi)容，已經(jīng)全部記載在權(quán)利要求書中。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端，其特征在于:包括M⑶單元，M⑶單元連接有5V直流電源、TTL電平模塊、實(shí)時(shí)時(shí)鐘電路和模擬信號(hào)采集電路，TTL電平模塊連接有數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模塊，模擬信號(hào)采集電路連接有模擬信號(hào)輸入接口，模擬信號(hào)輸入接口連接有燃油壓力傳感器、DPF壓差傳感器、DPF出口溫度傳感器、DPF入口溫度傳感器、DPF系統(tǒng)的進(jìn)氣溫度壓力傳感器和轉(zhuǎn)速傳感器； 所述5V直流電源連接有LDO降壓電路，LDO降壓電路的輸出端連接所述TTL電平模塊。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于DPF系統(tǒng)多方位信息采集的數(shù)據(jù)記錄終端，其特征在于:所述LDO降壓電路的輸入端和輸出端分別串聯(lián)連接有LED燈。
【文檔編號(hào)】G05B19/04GK205620721SQ201620450286
【公開日】2016年10月5日
【申請(qǐng)日】2016年5月18日
【發(fā)明人】倪雪莉, 李龍航, 常運(yùn)來, 木景坡, 王天棟
【申請(qǐng)人】平原濾清器有限公司