客車能耗遠程監測系統的製作方法

2023-05-08 21:52:41 2

專利名稱：客車能耗遠程監測系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種能耗遠程監測系統，特別是客車能耗遠程監測系統。
背景技術：
節能監測是政府推動能源合理利用的一項重要手段。《中華人民共和國能源節約法》明確規定，國務院有關交通運輸主管部門要按照各自的職責負責全國交通運輸相關領域的節能監督管理工作，制定交通運輸營運車船的燃料消耗量限值標準，不符合標準的，不得用於營運。根據國家有關標準，各地應加強對客運車輛燃料消耗量檢測和監督管理，加快淘汰、更新高耗能的老舊營運車輛。但迄今為止，我國客運行業的能耗統計一直採用手工填寫統計報表的方式，不僅投入的人力物力大、數據誤差大，而且不能實時了解能耗情況。目前也有一些新型客車上使用了智慧運營系統，對車輛技術狀態實時監控，實現了車輛故障遠程診斷，保證了車輛正常技術狀態。系統能對駕駛員的不良駕駛行為進行實時監控，規範了駕駛操作，降低了安全隱患，控制了燃油消耗。通過對車輛運行過程的綜合監控與分析，輔之於車輛調整等技術措施，使車輛技術性能與運行線路環境完美匹配。這種智慧運營系統對節能減排工作有一定的促進作用，但由於一般都沒有對客車載荷的檢測，無法與燃料消耗量限值標準進行對比，因而不能提供管理部門所需要的能耗報表數據。也有一些科研單位和運輸企業使用電子油耗檢測裝置，能測試平均油耗、瞬時油耗和累計油耗，並通過圖形來顯示，但無法實現即時採集、即時發送，不能反應客運車輛在營運作業過程中的能耗情況，並且由於缺少對客車載荷的檢測，導致行業管理部門和客運企業不能及時準確採集到有效數據，影響對車輛能耗效率的客觀評價。目前，也有一些用於能耗監測的系統，如專利201120425945. X、201120351033. 2、201010586207. 3等，但都是對固定設備採集數據的，有的採用zigBee和有線方案，雖然有其優點，但數據速率低和通信範圍較小，有的系統過於複雜，增加了研發和使用的成本。
發明內容本發明的目的在於提出一種客車能耗遠程監測系統，充分利用物聯網技術和信息化手段，實時對運營客車的能耗相關數據進行採集並計算處理，通過GPRS或CDMA無線網絡將有關數據及時發送到監測中心的資料庫伺服器中，監測中心的客戶端計算機通過客車能耗遠程監測軟體提取資料庫中的數據並進行分析處理，以圖表形式顯示各客車能耗的數據，還可提供歷史數據查詢、自動生成日報表、月報表、年報表的功能，通過對能耗監測數據與燃料消耗量限值標準的比較，給出客車能耗超標的告警信息，由此可提升客車能耗統計與監測的數據質量，並逐步建立覆蓋交通運輸全行業的節能減排工作考核體系，完善車輛節能減排考核評價指標和方法。本發明是這樣實現的客車能耗遠程監測系統，其特徵在於，包括客車能耗數據採集裝置、GPRS模塊、數據處理與顯示裝置，客車能耗數據採集裝置與GPRS模塊相連接，GPRS模塊通過網絡連接至數據處理與顯示裝置。[0008]所述的數據處理與顯示裝置包括資料庫伺服器、客戶端計算機、顯示器及印表機。所述的客車能耗數據採集裝置，包括電源(1)、微控制器(2)、信號調理單元(3)、乘客計數器(4)、溫度及溼度傳感器(5)、燃油流量傳感器￠)、車速傳感器(7)、指示單元
(8)、通信接口單元(9)、計算機RS232接口(10)、GPRS模塊接口(11)。其中電源(1)為客車能耗數據採集裝置供電；微控制器(2)與信號調理單元(3)、乘客計數器(4)、指示單元(8)、通信接口單元
(9)連接；信號調理單元(3)與微控制器(2)、溫度及溼度傳感器(5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)相連。本發明是按照上述構思使用上述主要部件構成的。其工作原理是在需要採集數據的各客車上安裝客車能耗數據採集裝置，採集並處理客車的載客量、車速、消耗的燃油量、溫度及溼度數據，由GPRS模塊將相關的數據通過網絡傳輸到監測中心的數據處理與顯示裝置，經監測中心的監測軟體處理後實時顯示有關客車的能耗數據。本發明的優點及效果(I)能夠實時快速地採集客車運營過程中的載客量、燃油消耗量、車速、溫度及溼度f目息。(2)使用GPRS或CDMA無線數據通信技術，費用較低，可靠性高，效果好。(3)能實現全自動的客車能耗數據分析、處理、評估。(4)能改變現行的由人工按月或年度填寫報表的統計方式，提高工作效率及數據的準確性，能為管理部門對高能耗高汙染車輛實施強制淘汰或報廢提供數據支持，也可供客運企業作為內部評估、決策的重要依據。
以下結合附圖和具體實施方式
對本發明作進一步說明。

圖1是本發明客車能耗遠程監測系統的示意圖。圖2是客車能耗數據採集裝置的原理方框圖。
具體實施方式
[0022]參看圖1，在每輛需要採集數據的客車上安裝客車能耗數據採集裝置及GPRS模塊，由數據採集裝置採集並處理客車的載客量、車速、消耗的燃油量、溫度及溼度數據，由GPRS模塊將相關的數據通過網絡傳輸到監測中心的數據處理與顯示裝置，經軟體處理後，實時顯示客車的能耗數據。設置在監測中心的數據處理與顯示裝置主要包括資料庫伺服器、客戶端計算機、顯示器及印表機。客戶端計算機中安裝有客車能耗遠程監測軟體，通過客車能耗遠程監測軟體提取資料庫中的數據並進行分析處理，以圖表形式顯示各客車能耗的數據，並提供歷史數據查詢、自動生成日報表、月報表、年報表的功能，通過對能耗監測數據與燃料消耗量限值標準的比較，給出客車能耗超標的告警信息。參看圖2，客車能耗數據採集裝置由電源⑴、微控制器⑵、信號調理單元(3)、乘客計數器(4)、溫度及溼度傳感器(5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)、指示單元(8)、通信接口單元(9)、計算機RS232接口(10)、GPRS模塊接口(11)組成，其中電源⑴為微控制器⑵及相關電路提供穩定的5V及3. 3V直流電壓。微控制器(2)由高性能的C8051F340單片機及其相關的電路構成，與信號調理單元(3)、乘客計數器(4)、指示單元(8)、通信接口單元(9)連接，是客車能耗數據採集裝置的核心，在程序的控制下運行。信號調理單元(3)與微控制器(2)、溫度及溼度傳感器(5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)相連，信號調理單元的作用是對來自燃油流量傳感器、車速傳感器、溫度及溼度傳感器的脈衝或模擬量信號進行放大、濾波、波形整形、電平變換，以便微控制器準確讀取相關的信號，並且使數據採集裝置的總體性能和精度得到提高。乘客計數器(4)對上下客車的人數進行計數，據此計算客車的有效載荷，作為對採集的能耗數據進行歸一化處理的參數之一。溫度及溼度傳感器(5)包括溫度傳感器和溼度傳感器，用於檢測環境溫度及溼度，以便監測軟體按照溫度及溼度參數對採集的能耗數據進行修正。燃油流量傳感器(6)用於實時測量燃油的消耗量，對於柴油客車，需要在油箱的出油管道和回油管道中各安裝一隻流量傳感器，以便計算客車運營過程中實際的燃油消耗量。車速傳感器(7)用於實時測量客車的運行速度，據此可計算出客車的瞬時速度、平均速度、行駛裡程。指示單元(8)用於狀態指示，客車能耗數據採集裝置對所採集的數據進行計算處理後，當發現有數據超出設定的極限範圍時，點亮紅色發光二極體作為指示。通信接口單元(9)與微控制器⑵、計算機RS232接口(10)、GPRS模塊接口(11)相連，其中包含有TTL到RS232的通信信號電平變換電路，為微控制器與計算機通信、GPRS通信提供通路。計算機RS232接口(10)用於與計算機的RS232串口連接，在計算機中運行與之配套的客車參數配置軟體後，通過該接口配置客車的基本參數、運行參數和極限範圍。其中的基本參數包括車長、車寬、車高、車重、產品名稱、型號、出廠日期、發動機型號、發動機排量、功率、載客人數、總質量、整備質量、燃料種類等。GPRS模塊接口(11)用於連接GPRS模塊，在客車能耗數據採集裝置上電時，GPRS模塊與監測中心的資料庫伺服器連接成功後，微控制器(2)通過GPRS模塊將客車的基本參數通過網絡發送到監測中心的資料庫伺服器，此後，實時地將所採集的客車運行參數通過網絡發送給監測中心的數據處理與顯示裝置。根據客車的運行速度、行駛時間、燃油消耗量可計算出單位時間內的能耗量和行駛裡程，再根據客車的實際載客量及環境溫度、溼度，對所計算的能耗數據進行修正，便可以得到較準確的能耗效率數據。客車能耗遠程監測系統可實現全自動的客車能耗數據分析、處理、評估，可提升客車能耗統計與監測的數據質量，提高工作效率及數據的準確性，能為管理部門對高能耗高汙染車輛實施強制淘汰或報廢提供數據支持，也可供客運企業作為內部評估、決策的重要依據。
權利要求1.客車能耗遠程監測系統，其特徵在於，包括客車能耗數據採集裝置、GPRS模塊、數據處理與顯示裝置，客車能耗數據採集裝置與GPRS模塊相連接，GPRS模塊通過網絡連接至數據處理與顯示裝置。
2.根據權利要求1所述的客車能耗遠程監測系統，其特徵是所述的數據處理與顯示裝置包括資料庫伺服器、客戶端計算機、顯示器及印表機。
3.根據權利要求1所述的客車能耗遠程監測系統，其特徵是所述的客車能耗數據採集裝置包括電源(I)、微控制器(2)、信號調理單元(3)、乘客計數器(4)、溫度及溼度傳感器(5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)、指示單元(8)、通信接口單元(9)、計算機RS232接口( 10)、GPRS模塊接口( 11)，其中電源(I)為客車能耗數據採集裝置供電；微控制器(2)與信號調理單元(3)、乘客計數器(4)、指示單元(8)、通信接口單元(9)連接；信號調理單元(3)與微控制器(2)、溫度及溼度傳感器(5)、燃油流量傳感器(6)、車速傳感器(7)相連。
專利摘要客車能耗遠程監測系統，包括客車能耗數據採集裝置、GPRS模塊、數據處理與顯示裝置，實時採集並處理客車的載客量、車速、消耗的燃油量、溫度及溼度數據，由GPRS模塊將相關的數據通過網絡傳輸到監測中心的數據處理與顯示裝置，監測中心的客戶端計算機通過客車能耗遠程監測軟體對採集的數據進行分析處理，以圖表形式顯示各客車能耗的數據，還可提供歷史數據查詢、自動生成日報表、月報表、年報表的功能，通過對能耗監測數據與燃料消耗量限值標準的比較，給出客車能耗超標的告警信息。本系統能實現全自動的客車能耗數據分析、處理、評估，可提升客車能耗統計與監測的數據質量。
文檔編號G08C17/02GK202904846SQ20122047533
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月13日 優先權日2012年9月13日
發明者塗金龍, 沈旭, 劉成平, 徐有軍 申請人:南京交通職業技術學院