专利名称：一种汽车尾气监测系统的制作方法
技术领域：
本发明属于环保监视技术领域，尤其涉及一种汽车尾气监测系统。
背景技术：
近年来，随着城市汽车保有量的剧增，尾气排放已成为城市空气的第一大污染源。 它也成为增长最快的温室气体排放源。汽车尾气排放中主要含有的Co、碳氢化合物、氮氧化 物等有害气体还会严重影响人体健康，其中，co与人体血液中的血红蛋白结合速度比化快 250倍。即使仅吸入微量C0，也可能给人造成缺氧性伤害，轻者眩晕、头疼，重者脑细胞受到 永久性损伤，并且由于汽车尾气多排放在1.5米以下，儿童吸入量一般是成人的两倍左右， 对儿童健康损害尤为严重。鉴于汽车尾气的特殊性，对汽车尾气中的污染物监测就显得非常有必要。而实时 在线监测汽车尾气中的污染物具有很大难度，传统的监测方法是通过常规仪器来进行分析 的静态检测，工作量极其庞大，而且不能实时反映汽车在行驶过程中尾气的真实排放情况， 具有很大的弊端。

发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种汽车尾气监测系统，旨在解决现有的汽车尾气 监测方式无法实时监测到汽车在行驶过程中尾气真实排放情况的问题。本发明实施例是这样实现的，一种汽车尾气监测系统，包括汽车尾气检测单元，用于检测行驶至监测区域内的汽车的尾气成分含量；车牌识别单元，用于识别行驶至监测区域内的汽车的牌照号码；速度/加速度检测单元，用于检测行驶至监测区域内的汽车的速度/加速度；以及信号处理单元，与所述汽车尾气检测单元、所述车牌识别单元、所述速度/加速度 检测单元连接，用于对所述汽车尾气检测单元、所述车牌识别单元、所述速度/加速度检测 单元传送的数据进行汇总。本发明实施例中，同时对正常行驶中的汽车的速度/加速度、车牌号码以及尾气 成分含量进行准确地测量，整个系统响应速度快，可实现无人值守全自动在线监测，掌握汽 车在行驶过程中尾气真实排放情况，方便对重度污染车辆进行即时治理。本系统中的所有 单元均无需和被监测车辆直接接触，并且整个测量过程时间极短，对行驶中的车辆毫无影 响。整个系统可实现全自动智能话，无需人员参与即可进行不间断监测。


图1是本发明实施例提供的汽车尾气监测系统的结构原理图；图2是本发明实施例提供的汽车尾气检测单元采用横式检测的示意图；图3是本发明实施例提供的汽车尾气检测单元采用立式检测的示意图。
具体实施例方式为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对 本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并 不用于限定本发明。本发明实施例中，同时对正常行驶中的汽车的速度/加速度、车牌号码以及尾气 成分含量进行准确地测量。整个系统响应速度快，可实现无人值守全自动在线监测，方便对 重度污染车辆进行即时治理。图1示出了本发明实施例提供的汽车尾气监测系统的结构原理，为了便于描述， 仅示出了与本实施例相关的部分。参照图1，汽车尾气检测单元1、速度/加速度检测单元2、车牌识别单元3组成了 汽车尾气监测系统的信号采集部分，其中汽车尾气检测单元1用于检测行驶至监测区域内 的汽车的尾气成分含量，速度/加速度检测单元2用于检测行驶至监测区域内的汽车的速 度/加速度，车牌识别单元3用于识别行驶至监测区域内的汽车的牌照号码，首先由视频 设备先拍得汽车的照片或视频，再从照片或视频上自动识别出其车牌号码。信号处理单元 4与所述汽车尾气检测单元、速度/加速度检测单元2、车牌识别单元3通过有线或无线方 式连接，汽车尾气检测单元1、车牌识别单元2、速度/加速度检测单元3将检测/识别得到 的数据传送至信号处理单元4，由信号处理单元4进行汇总，比如将同一辆车的车牌号码信 息、尾气排放信息等关联起来，信号处理单元4还可以将汇总结果显示、存储等处理。信号 处理单元4可采用计算机系统或数字信号处理系统(DigitalSignal Processing, DSP)等 实现。本发明实施例中，信号处理单元4还用于控制汽车尾气检测单元1、速度/加速度 检测单元2、车牌识别单元3的检测参数，用户可以通过信号处理单元4来设置信号采集部 分中的各单元的参数，如控制各信号采集单元的运行和关闭，控制速度/加速度单元2的运 行参数(比如检测速度阀值)等、控制汽车尾气检测单元1的标定、标零等操作，控制车牌 识别单元3的视频设备的焦距、角度、快门时间等。信号处理单元4还可以通过互联网、VPN局域网等网络与交通管制中心5连接，实 时地将汇总得到的汽车尾气监测信息上传至交通管制中心5。相应地，交通管制中心5可与 多个信号处理单元4连接，对各个目标监测街道、区域内的车辆的实时尾气排放信息统一 备份。作为本发明的一个示例，汽车尾气监测系统仅对行驶速度/加速度超过一定阈值 的汽车进行尾气检测，对于等待红灯或低速行驶的汽车则不作检测。而同理，汽车尾气检测 单元1和车牌识别单元3也仅对行驶速度/加速度在阈值之上的汽车进行检测、识别，因此 本实施例中，当速度/加速度检测单元2检测到行驶至监测区域内的汽车的速度/加速度 达到预设的阈值时，再触发汽车尾气检测单元1和车牌识别单元3进行工作。当然，速度/ 加速度检测单元2也可以通过信号处理单元4来触发汽车尾气检测单元1和车牌识别单元 3，出于系统响应速度等因素的考虑，本发明推荐使用速度/加速度检测单元2直接触发。上述汽车尾气监测系统可以安装于道路两侧仅对固定的区域进行监测，也可以安 装于一移动工具上。当用于多车道或多检测点监测时，可在汽车尾气检测单元1、所述速度 /加速度检测单元2、车牌识别单元3均设置多个级联的相同功能的子单元，这些子单元可通过路由器或交换机将数据传送至信号处理单元4。进一步地，汽车尾气检测单元1通过光谱差分吸收法检测汽车尾气中如二氧化 碳、一氧化碳、一氧化氮、碳氢化合物等成分含量及烟度等数据，其检测方式分为如图2所 示的横式检测和如图3所示的立式检测两种，横式检测的检测光路横穿道路，立式检测的 检测光路垂直路面，图2、图3中①和②分别为激光发射器和接收器，组成汽车尾气检测单 元1，③为检测光路，④为道路，⑤为路面。当汽车行驶经过后，其排放的尾气团会吸收掉光 路中的部分波长的光的光强，由于不同气体的吸收谱是不一样的，因此通过光路中各波段 波长的光的光强变化可以演算出各气体成分的含量。又由于尾气是汽油和大气在高温高压 下反应的产物，汽油的主要成分是碳氢化合物，大气的成分主要是氮气和氧气，因此尾气中 各成分的含量关系具有一定的相关性，可以通关检测尾气的特征参数或特征成分的含量来 计算出其它尾气成分的含量。速度/加速度检测单元2采用遥测法来测出行驶中汽车的速度/加速度，遥测法 分为波测法、线圈感应法和视频测速法。波测法通过向移动物体发射特定参数的波(电磁 波或声波)，波遇到被测物体后被反射回来，然后检测反射波的参数变化来计算出被测物的 速度/加速度，具体可通过反射波的频率变化来计算速度/加速度，此为多普勒效应，也可 通过反射波的耗时计算出移动物的距离，将距离按时间进行微分得到速度，进行二次微分 得到加速度。线圈感应法为车辆经过相同长度的感应线圈(棒)的时间差来计算其速度， 按时间微分后得到加速度。视频测速法通过移动物体在摄像设备视野中的位置变化来计算 出移动物体的速度，将速度进行时间微分后得到加速度。本发明实施例中，同时对正常行驶中的汽车的速度/加速度、车牌号码以及尾气 成分含量进行准确地测量，整个系统响应速度快，可实现无人值守全自动在线监测，掌握汽 车在行驶过程中尾气真实排放情况，方便对重度污染车辆进行即时治理。本系统中的所有 单元均无需和被监测车辆直接接触，并且整个测量过程时间极短，对行驶中的车辆毫无影 响。整个系统可实现全自动智能话，无需人员参与即可进行不间断监测。同时还可与交通 管制中心联网，由交通管制中心对各个目标监测街道、区域内的车辆的实时尾气排放信息 统一备份，实现远程监测。整个系统可固定安装在道路两旁，也可以置于一移动工具上，使 监测更加灵活。还可通过级联多个信号采集部分和添加使用路由器和交换机的方式达到监 测多车道或多检测点目的。以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种汽车尾气监测系统，其特征在于，包括汽车尾气检测单元，用于检测行驶至监测区域内的汽车的尾气成分含量； 车牌识别单元，用于识别行驶至监测区域内的汽车的牌照号码； 速度/加速度检测单元，用于检测行驶至监测区域内的汽车的速度/加速度；以及 信号处理单元，与所述汽车尾气检测单元、所述车牌识别单元、所述速度/加速度检测 单元连接，用于对所述汽车尾气检测单元、所述车牌识别单元、所述速度/加速度检测单元 传送的数据进行汇总。
2.如权利要求1所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述信号处理单元还用于控 制所述汽车尾气检测单元、所述车牌识别单元、所述速度/加速度检测单元的检测参数。
3.如权利要求1所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述信号处理单元还用于将 汇总之后的数据上传至交通管制中心。
4.如权利要求1所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述速度/加速度检测单元在 检测到行驶至监测区域内的汽车的速度/加速度达到预设的阈值时，触发所述汽车尾气检 测单元和所述车牌识别单元进行工作。
5.如权利要求1所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述汽车尾气监测系统安装 于道路两侧。
6.如权利要求1所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述汽车尾气监测系统安装于一移动工具上。
7.如权利要求1所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述汽车尾气检测单元、所述 车牌识别单元、所述速度/加速度检测单元均包括多个级联的相同功能的子单元。
8.如权利要求7所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述汽车尾气检测单元、所述 车牌识别单元、所述速度/加速度检测单元通过路由器或交换机将数据传送至所述信号处理单元。
9.如权利要求1所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述汽车尾气检测单元通过 光谱差分吸收法检测汽车尾气成分含量，其检测光路横穿道路或垂直于路面；所述汽车尾气检测单元通过检测光路中各波段波长的光的光强变化得到各气体成分 的含量，或通过检测尾气的一些特征参数或特征成分的含量得到其他各气体成分的含量。
10.如权利要求1所述的汽车尾气监测系统，其特征在于，所述速度/加速度检测单元 通过波测法或线圈感应法或视频测速法检测汽车的速度/加速度。
全文摘要
本发明适用于环保监视技术领域，提供了一种汽车尾气监测系统，包括汽车尾气检测单元，用于检测行驶至监测区域内的汽车的尾气成分含量；车牌识别单元，用于识别行驶至监测区域内的汽车的牌照号码；速度/加速度检测单元，用于检测行驶至监测区域内的汽车的速度/加速度；以及信号处理单元，与汽车尾气检测单元、车牌识别单元、速度/加速度检测单元连接，用于对汽车尾气检测单元、车牌识别单元、速度/加速度检测单元传送的数据进行汇总。本发明同时对正常行驶中的汽车的速度/加速度、车牌号码以及尾气成分含量进行准确地测量，整个系统响应速度快，可实现无人值守全自动在线监测，方便对重度污染车辆进行即时治理。
文档编号G01N33/00GK102095830SQ20101014036
公开日2011年6月15日 申请日期2010年3月31日 优先权日2010年3月31日
发明者张辉 申请人:张辉