专利名称：用于排放研究的车载机动车活动水平测量仪及测量方法
技术领域：
本发明涉及GPS测量 技术领域，具体涉及一种用于排放研究的车载机动车活动水平测量仪及测量方法。
背景技术：
随着机动车保有量的不断增加,机动车排放引起的空气污染问题也越来越受到关注。然而，在机动车污染物排放相关研究中，机动车行驶状况及活动水平，是影响污染物排放的重要因素。目前，对于机动车行驶状况及活动水平的测量没有直接的统一的系统的仪器或设备，国内的研究者，根据自身研究的需要，设计数据获取的硬件及软件。数据获取可由GPS设备采集，经过数据的运算处理后获得(刘欢等，天津市机动车排放清单及影响要素研究)；或者由速度传感器以及相应的数据存储记忆卡、读写器、PC终端压缩数据转换软件等一系列处理手段获取(叶身斌等，天津在路机动车活动水平调查研究)。这些方法虽然能够获取相应的机动车行驶状况及活动水平数据，但存在以下主要缺点1、数据记录容量有限，设备需频繁充电，造成实验中断，只能采集机动车活动水平片段而非完整活动水平。2、数据后处理方法复杂，耗费大量时间及精力。3、数据采集和处理方法不统一，数据质量得不到保证。4、往往忽略了机动车在垂直方向的移动，造成了排放模拟的偏差。5、数据采集相关设备种类繁多，设备昂贵，成本相对较高。
发明内容
为解决上述现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种用于排放研究的车载机动车活动水平测量仪及测量方法，具有简单易操作，数据质量高，性能稳定，耗能低，巡航时间长，成本低廉的特点，还包括了机动车的垂直方向移动的测量。为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是一种用于排放研究的车载机动车活动水平测量仪，包括主机，和主机连接的GPS接收天线和以及源连接线，所述主机包括中央处理器CPU，和中央处理器CPU相连接的数据存储�？�、加速度感应芯片、蓄电池、GPS接收�？�、气压温度数据采集�？�、电源接口、I/O接口以及和气压温度数据采集�？橄嗔拥钠垢叨却衅骱臀露却衅�。所述GPS接收天线由GPS连接线与主机前段的I/O接口相连接。所述GPS接收天线安装于机动车车顶或者当天线周围没有过多金属遮蔽时置于车内。所述电源接口供主机与机动车点烟器相连。所述I/O接口为标准以太网数据连接线接口。所述主机通过标准以太网数据连接线与I/O接口与电脑或LED显示屏相连接，电脑的IP地址设为‘192. 168. 10. I’，子网掩码设为‘255. 255. 255. O’，默认网关与DNS服务
无需设置。上述所述测量仪的测量方法，GPS接收模块通过GPS接收天线接收GPS卫星发射的高精度GPS数据传输到中央处理器CPU，由中央处理器CPU计算完毕后，将计算后的机动车行驶过程中的逐秒速度数据传送至数据存储�？榻惺荽娲ⅲ刮露仁莶杉？椴杉善垢叨却衅鳎露却衅鞔涞男藕牛⒔杉荽渲林醒氪砥鰿PU，由中央处理器CPU计算完毕后传送至数据存储�？榻惺荽娲ⅲ坏辈饬恳怯牖档阊唐髁雍螅灯舳保铀俣雀杏π酒邮栈导铀傩藕挪⒋渲林醒氪砥鰿PU，由中央处理器CPU发出充电指令，测量仪则开始充电，电量存储在蓄电池中；电脑或LED显示屏通过window浏览器与测量仪进行交流，通过测量仪的保存页面，实现可视化的数据操作，包括存储的海量数据的快速下载，清空数据文件夹及新建文件夹，同时，能够看到测量仪打开页面并在此页面可浏览测量仪相关参数，通过测量仪打开页面可对测量仪进行重启，更改IP地址，修正气压高度，修正加速度传感芯片，检查GPS的状态是否连接成功。所述高精度GPS数据为时间、经度、纬度以及路面海拔高度的数据。测量仪与海拔仪的结合，获取机动车行驶逐秒速度数据，时间，经度，纬度数据的同时，获取路面的海拔高度数据，能够记录机动车在垂直方向的活动水平。 本发明和现有技术相比，具有如下优点本发明提供了一种系统性强、方便快捷、简单易操作，数据质量高，性能稳定，耗能低，巡航时间长，成本低廉的机动车活动水平测量仪器。本发明整合了 GPS速度测量仪与海拔仪，能够直接获取用于机动车排放研究的机动车行驶状况及活动水平相关数据，逐秒速度、时间、经度、纬度、路面海拔高度等，同时有效记录了机动车在垂直方向的活动水平，对于能源消耗和排放的研究具有重要意义。仪器内置充电式蓄电池以及自动休眠进入低能耗等功能，保证仪器能够长时间运转，仪器数据存储�？榭啥允匝槭萁写罅看娲ⅲ懔顺な奔涫匝樾枰圆杉低暾疃绞菀庖逯卮蟆Ｒ瞧魈峁┘虻タ旖�、用户友好的可视化数据操作，当主机与电脑相连，可对仪器相关参数进行操作，并可对所存储数据进行下载等。同时仪器也可与LED显示器连接，便于试验数据的查询。
图I为主机内部结构示意图。图2为主机与GPS接收天线连接示意图。图3为主机与GPS接收天线连接以及与输出设备电脑或LED显示器连接示意图。
具体实施例方式下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。如图I所示，为本发明一种用于排放研究的车载机动车活动水平测量仪的主机内部结构示意图，包括中央处理器CPU，和中央处理器CPU相连接的数据存储�？�、加速度感应芯片、蓄电池、GPS接收�？�、气压温度数据采集�？�、电源接口、I/O接口以及和气压温度数据采集�？橄嗔拥钠垢叨却衅骱臀露却衅�。所述中央处理器，一方面实现运算数据，另一方面实现所述GPS接收天线，气压高度传感器，温度传感器，GPS接收�？椋刮露仁莶杉？椋荽娲⒛？椋铀俣雀杏π酒琁/O接口，电池充电等部件的控制。所述GPS接收�？椋邮绽醋訥PS接收天线的信号，实现高精度GPS定位数据获取(间分辨率为O. I秒，准确度为I米以内)。所述数据存储�？槎杂诰醒氪砥骷扑愦砗蟮幕敌惺还讨械闹鹈胨俣龋奔�、经度、纬度、路面海拔高度数据的大量的存储。所述电源接口供主机与机动车点烟器相连。所述I/O接口为标准以太网数据连接线接口。所述蓄电池，供主机充电时存储电量，断电时维持主机运行。所述电源接口，与专用的电源连接线一端相连，另一端与机动车点烟器相连。当机动车启动，测量仪的GPS接收�？榛蛘呒铀俣雀杏π酒邮占铀俣刃藕牛醒氪砥鞣⒊鲋噶睿饬恳强汲涞�。如图2所示，为主机与GPS接收天线示意图，GPS接收天线由GPS连接线通过I/O接口与主机相连，所接收信号传输至GPS接收�？�。·所述GPS接收天线安装于在机动车车顶或者在当线周围没有过多金属遮蔽时置于车内。但最好安装在车顶，因为下雨或者寒冷并不会让天线受损伤。如图3所示，为主机与GPS接收天线连接以及与输出设备电脑或LED显示器连接示意图，电脑或LED显示屏通过标准以太网数据连接线与主机的I/O接口相连接，电脑的IP地址设为‘192. 168. 10. I’，子网掩码设为‘255. 255. 255. O’，默认网关与DNS服务无需设置。通过TCP/IPv4协议与电脑交流互动，能够更改主机相关设置以及进行数据文件的下载，新建以及删除等操作。如图3所示，本发明一种用于排放研究的车载机动车活动水平测量仪的测量方法，GPS接收�？橥ü鼼PS接收天线接收GPS卫星发射的高精度GPS数据传输到中央处理器CPU,由中央处理器CPU计算完毕后，将计算后的机动车行驶过程中的逐秒速度数据传送至数据存储�？榻惺荽娲ⅲ刮露仁莶杉？椴杉善垢叨却衅鳎露却衅鞔涞男藕牛⒔杉荽渲林醒氪砥鰿PU，由中央处理器CPU计算完毕后传送至数据存储�？榻惺荽娲ⅲ坏辈饬恳怯牖档阊唐髁雍螅灯舳保铀俣雀杏π酒邮栈导铀傩藕挪⒋渲林醒氪砥鰿PU，由中央处理器CPU发出充电指令，测量仪则开始充电，电量存储在蓄电池中；电脑或LED显示屏通过window浏览器与测量仪进行交流，通过测量仪的保存页面，实现可视化的数据操作，包括存储的海量数据的快速下载，清空数据文件夹及新建文件夹，同时，能够看到测量仪打开页面，并在此页面浏览测量仪的相关参数，通过测量仪打开页面可对仪器进行重启，更改IP地址，修正气压高度，修正加速度传感芯片，检查GPS的状态是否连接成功。所述高精度GPS数据为时间、经度、纬度以及路面海拔高度的数据。测量仪与海拔仪的结合，获取机动车行驶逐秒速度数据，时间，经度，纬度数据的同时，获取路面的海拔高度数据，能够记录机动车在垂直方向的活动水平。若测量仪与机动车点烟器连接并且每天行驶30分钟以上，测量仪的电量就足以维持一天的运行记录数据；当测量仪与点烟器断开，I分钟内不使用的情况下自动进入节电模式即休眠状态，欲使测量仪启动，需握住测量仪最宽部位左右晃动测量仪使加速度感应芯片接收加速信号，由中央处理器接收并发送命令，实现测量仪启动，当以太网连接口显示灯闪烁，说明测量仪已经启动。这种启动方式适用于车辆测试，因为车辆启动时对测量仪造成的晃动可以开启测量仪，从而准确记录行车过程。
权利要求
1.一种用于排放研究的车载机动车活动水平测量仪，包括主机，和主机连接的GPS接收天线以及电源连接线，其特征在于所述主机包括中央处理器CPU，和中央处理器CPU相连接的数据存储�？�、加速度感应芯片、蓄电池、GPS接收�？�、气压温度数据采集�？�、电源接口、I/O接口以及和气压温度数据采集�？橄嗔拥钠垢叨却衅骱臀露却衅鳌�
2.根据权利要求I所述的测量仪，其特征在于所述GPS接收天线由GPS连接线与主机前段的I/O接口相连接。
3.根据权利要求2所述的测量仪，其特征在于所述GPS接收天线安装于机动车车顶或者当天线周围没有过多金属遮蔽时置于车内。
4.根据权利要求I所述的测量仪，其特征在于所述电源接口供主机与机动车点烟器相连。
5.根据权利要求I所述的测量仪，其特征在于所述I/O接口为标准以太网数据连接线接口。
6.根据权利要求I所述的测量仪，其特征在于所述主机通过标准以太网数据连接线与I/o接口与电脑或LED显示屏相连接，电脑的IP地址设为‘192. 168. 10. I’，子网掩码设为‘255. 255. 255. O’，默认网关与DNS服务无需设置。
7.权利要求I至6任一项所述测量仪的测量方法，其特征在于GPS接收�？橥ü鼼PS接收天线接收GPS卫星发射的高精度GPS数据传输到中央处理器CPU，由中央处理器CPU计算完毕后，将计算后的机动车行驶过程中的逐秒速度数据传送至数据存储�？榻惺荽娲ⅲ刮露仁莶杉？椴杉善垢叨却衅鳎露却衅鞔涞男藕牛⒔杉荽渲林醒氪砥鰿PU，由中央处理器CPU计算完毕后传送至数据存储�？榻惺荽娲ⅲ坏辈饬恳怯牖档阊唐髁雍螅灯舳保铀俣雀杏π酒邮栈导铀傩藕挪⒋渲林醒氪砥鰿PU，由中央处理器CPU发出充电指令，测量仪则开始充电，电量存储在蓄电池中；电脑或LED显示屏通过window浏览器与测量仪进行交流，通过测量仪的保存页面，实现可视化的数据操作，包括存储的海量数据的快速下载，清空数据文件夹及新建文件夹，同时，能够看到测量仪打开页面并在此页面可浏览测量仪相关参数，通过测量仪打开页面可对测量仪进行重启，更改IP地址，修正气压高度，修正加速度传感芯片，检查GPS的状态是否连接成功。
8.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于所述高精度GPS数据为时间、经度、纬度以及路面海拔高度的数据。
9.根据权利要求7所述的测量方法，其特征在于测量仪与海拔仪的结合，获取机动车行驶逐秒速度数据，时间，经度，纬度数据的同时，获取路面的海拔高度数据，能够记录机动车在垂直方向的活动水平。
全文摘要
一种用于排放研究的车载机动车活动水平测量仪及测量方法，该测量仪包括主机，和主机连接的GPS接收天线以及电源连接线，所述主机包括中央处理器CPU，和中央处理器CPU相连接的数据存储�？�、加速度感应芯片、蓄电池、GPS接收�？�、气压温度数据采集�？�、电源接口、I/O接口以及和气压温度数据采集�？橄嗔拥钠垢叨却衅骱臀露却衅鳎籊PS接收�？槭迪指呔菺PS定位数据采集，数据存储�？槭迪执罅渴莸拇娲ⅲ铀俣雀杏π酒迪殖涞�、仪器启动与休眠转换等控制；本发明是GPS速度测量仪与海拔仪的结合，海量数据存储及自动休眠进入低耗能状态等功能，满足了进行长时间连续试验的需求，进而可获得完整的机动车活动水平数据。
文档编号G01C5/06GK102890282SQ201210392940
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月16日 优先权日2012年10月16日
发明者刘欢, 贺克斌, 肖静, 吉姆·伦茨 申请人:清华大学
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