基于单片机和GPRS的柴油车颗粒物排放处理系统

论文摘要

微粒排放控制是当前柴油机发展过程中非常重要且极具挑战的课题。柴油机微粒过滤器（DPF）的再生是这一领域研究和应用的重点和难点。针对DPF难以实现自动再生和实时监控的问题,本文给出了采用AT89C52单片机实现可靠的DPF再生控制系统,并利用GPRS无线通信技术开发了远程监控系统,组建柴油车颗粒物排放处理系统的解决方案。再生控制系统硬件电路包括信号采集及处理单元,数据存储单元,实时时钟电路,稳压电源模块等,并模块化设计了其程序,特别设计了便于人机交换的系统接口程序。监控系统包括GPRS数据传输终端（DTU）和监控服务器上的数据中心软件,详细介绍了利用ARM7芯片和GPRS模块GTM900作为主要部件开发DTU的过程,包括其硬件电路的构建,及μC/OS-Ⅱ系统的移植,GPRS DTU程序的开发;最后利用VB语言和数据库技术开发了数据中心软件,使监控中心能同时监控数百辆车。最终开发出能自动再生并实时监控的柴油车微粒物排放处理系统。该系统已在北京市数百辆柴油车上运行,通过测试,本系统的颗粒物降低率达到90%,微粒排放达到或接近欧Ⅳ标准规定的排放量,为柴油机捕集器在我国的实际应用积累了丰富的经验,实践表明该系统是适合我国国情、能产生巨大的社会和经济效益的柴油机排放后处理系统。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 论文的研究背景
• 1.2 柴油机排放控制技术简介
• 1.2.1 柴油机排放控制技术
• 1.2.2 DPF 技术简介
• 1.3 国内外在用柴油车排放改造治理的现状与进展
• 1.3.1 国外柴油车排放改造情况
• 1.3.2 国内柴油机排放改造现状
• 1.4 研究内容及章节安排
• 2 柴油机微粒物排放处理系统对再生控制系统及监控系统的要求
• 2.1 柴油机微粒物排放处理系统的结构及工作原理
• 2.1.1 柴油机微粒物排放处理系统结构
• 2.1.2 DPF 的工作原理
• 2.2 柴油机微粒物排放处理系统对再生控制系统的要求
• 2.2.1 再生控制系统的功能要求
• 2.2.2 再生控制系统的组成
• 2.3 柴油机微粒物排放处理系统对监控系统的要求
• 2.3.1 GPRS 技术优势
• 2.3.2 GPRS 技术简介
• 2.3.3 监控系统的组成
• 2.4 本章小结
• 3 基于单片机技术的再生控制系统设计
• 3.1 再生控制系统的总体设计
• 3.1.1 系统的设计原则
• 3.2 硬件电路的设计
• 3.2.1 系统硬件总体方案
• 3.2.2 信号采集及处理单元
• 3.2.3 外扩数据存储单元
• 3.2.4 微控制单元及其外围电路
• 3.2.5 实时时钟电路
• 3.2.6 电源模块
• 3.2.7 控制电路模块
• 3.3 PCB 及抗干扰设计
• 3.4 系统软件设计
• 3.4.1 软件设计原则
• 3.4.2 主程序流程图
• 3.4.3 系统接口程序
• 3.5 再生控制系统调试与分析
• 3.6 小结
• 4 GPRS 数据传输终端设计
• 4.1 监控系统的总体设计
• 4.1.1 监控系统的设计原则
• 4.2 GPRS DTU 的硬件设计
• 4.2.1 GTM900 外围设计
• 4.2.2 GPRS DTU 的CPU 模块的设计
• 4.3 GPRS DTU 的软件设计
• 4.3.1 μC/OS-Ⅱ操作系统的移植
• 4.3.2 GPRS DTU 软件程序设计
• 4.4 本章小结
• 5 监控中心的设计
• 5.1 监控服务器
• 5.2 数据中心软件
• 5.2.1 系统监控模块
• 5.2.2 数据管理模块
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读学位期间发表的学术论文目录