基于RFID技術的汽車尾氣檢測系統電路設計

【摘要】傳統的汽車尾氣檢測方法費時且使用的儀器操作困難，本文設計了一種汽車尾氣檢測系統電路，該電路包括檢測模塊和判斷模塊，通過檢測模塊測試行駛在實際道路上汽車的尾氣成分，檢測路段的判斷模塊立即作出是否超標的判斷，實現了無需人工操作便可準確測試汽車尾氣成分是否超標的功能，有效減少了檢測時間。

【關鍵詞】RFID技術；尾氣檢測；系統設計

傳統的汽車尾氣檢測方法采用底盤測功機測試法。該方法的工作原理是：在室內，結合底盤測功機和氣體分析儀，在預設機動車行駛工況下來測試機動車的尾氣排放量[1]。但由于這種方法必須在室內，且要求按固定行駛工況對機動車進行測試，因此不能真實反映實際道路上的尾氣排放，且排放測試系統體積過于龐大，使用時操作困難，被檢測的車輛往往需花費大量的時間才能得到檢測結果。

上述缺點的存在，表明傳統的汽車尾氣檢測系統無法有效的監管汽車尾氣的排放，有必要研制出一種可檢測汽車行駛在實際道路時尾氣成分的系統，并且該系統能根據檢測結果立即判斷汽車尾氣是否超標，有效節少檢測時間。

利用RFID技術可自動識別的特性[2]，本文基于RFID技術設計了一種汽車尾氣檢測系統。

1.系統的總體設計

本文設計的汽車尾氣檢測系統電路包括檢測模塊和判斷模塊，汽車尾氣檢測系統可通過檢測模塊準確檢測行駛在實際道路的汽車尾氣成分，并將檢測結果發送至檢測路段的判斷模塊，判斷模塊對汽車尾氣是否超標作出判斷并發送相應的信號給報警模塊。可在多個路段設可有判斷模塊，隨時接收經過該檢測路段汽車的尾氣排放數據，可實現無需人工操作便可準確測試機動車尾氣成分，大大減少了檢測時間，汽車尾氣檢測系統的原理圖如圖1所示。

該系統要實現以下任務：

（1）系統完成對汽車尾氣的檢測及對汽車尾氣是否超標作出判斷。電路包括檢測模塊和判斷模塊，檢測模塊安裝在汽車上，判斷模塊安裝在檢測路段的附近。

（2）判斷模塊完成控制檢測模塊是否開始檢測汽車尾氣，并根據檢測的數據是否超標，對報警模塊發出相應的信號。

（3）檢測模塊完成對汽車尾氣的檢測，并將檢測結果及汽車車牌號發送給判斷模塊。

2.系統硬件電路設計

根據汽車尾氣檢測系統的功能要求，設計了基于RFID技術的汽車尾氣檢測系統。

2.1 檢測模塊

檢測模塊由中央控制模塊、傳感器模塊和檢測端RFID讀寫器構成，傳感器模塊中至少包括氮氧化物傳感器、一氧化碳傳感器及碳氫化合物傳感器，傳感器模塊安裝在汽車排氣管內部，中央控制模塊與檢測端RFID讀寫器電連接，傳感器模塊與中央控制模塊電連接。

檢測模塊的部分電路原理圖如圖2所示，中央控制模塊采用單片機STC12C5630AD，單片機的P3.7端口與傳感器模塊電連接，用于控制傳感器模塊是否工作，單片機的第P1.0、P1.1和P1.2引腳與傳感器模塊電連接，用于接收傳感器模塊采集的信號。單片機SPI接口的4個引腳：、、和分別與檢測端RFID讀寫器的SPI接口電連接，用于接收檢測端RFID讀寫器讀取的可讀寫標簽的UID，并可將傳感器模塊采集的數據及汽車車牌號發送給檢測端RFID讀寫器。

2.2 判斷模塊

判斷模塊由判斷端RFID讀寫器、可讀寫標簽、處理模塊和報警模塊構成，處理模塊與判斷端RFID讀寫器電連接，處理模塊與報警模塊電連接。

判斷模塊的部分電路原理圖如圖3所示，處理模塊采用單片機Atmega8，其SPI接口的4個引腳：、、、和分別與判斷端RFID讀寫器的SPI接口電連接，用于讀取判斷端RFID讀寫器中的數據，該數據是判斷端RFID讀寫器讀取可讀寫標簽存儲的數據。

報警模塊采用彩色LED作為指示燈、揚聲器作為發生裝置，單片機Atmega8的第PC3、PC4端口分別與綠色指示燈D1、紅色指示燈D2電連接，PC5端口通過電阻R5與揚聲器U1電連接。若被檢測的汽車尾氣超標，則紅色LED亮，且揚聲器發出警報；若未超標，只有綠色LED亮。

判斷模塊可分別設在多個路段，不同路段可隨時接收檢測經過該路段汽車的尾氣排放成分，并可立即判斷出汽車尾氣是否超標，有效節約檢測時間。

3.系統軟件設計方案

汽車經過尾氣檢測的路段時，系統的檢測端RFID讀寫器通過無線電波讀取該檢測路段判斷模塊的可讀寫標簽UID，并將UID發送至中央控制模塊，中央控制模塊發送信號至傳感器模塊，傳感器模塊接收信號后開始檢測汽車尾氣，中央控制模塊接收傳感器檢測到的信號，并將采集的數據及汽車車牌號發送給檢測端RFID讀寫器，檢測端RFID讀寫器通過無線電波將數據寫入判斷模塊的可讀寫標簽，判斷端RFID讀寫器讀取可讀寫標簽的數據并發送至處理模塊，處理模塊根據檢測到的數據是否超標，對報警模塊發出相應的信號。

4.總結

本文介紹了汽車尾氣檢測系統的研究現狀，提出了一種基于RFID技術的汽車尾氣檢測系統電路設計。本系統通過檢測模塊測試行駛在實際道路上汽車的尾氣成分，并通過檢測路段的判斷模塊立即作出是否超標的判斷，實現了無需人工操作便可準確測試汽車尾氣成分是否超標的功能，有效減少了檢測時間。

參考文獻

[1]王璐，等.在用車排放檢測方法綜述[J].農機使用與維修，2009（3）.

[2]趙宇.RFID技術在物聯網中應用[J].信息與電腦（理論版），2010（12）：146-148.

作者簡介：羅青青（1987—），女，安徽合肥人，安徽商貿職業技術學院助教。