一种道路测重并净化尾气的系统及其控制方法

技术领域

本发明涉及智能环保道路管护领域，尤其涉及一种道路测重并净化尾气的系统及其控制方法。

背景技术

汽车尾气是汽车使用时产生的废气，含有上百种不同的化合物，其中的含有大量的固体悬浮颗粒、一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、铅及硫氧化合物等，对人体有巨大的危害。

为减少尾气对人体以及环境的危害，全球采取了包括汽车燃油的改用、汽车发动机的改进，在道路两侧栽种植被、在道路两侧设置空气净化器等措施，其中，在道路两侧设置空气净化器实现智能环保道路管护这一方面的改进相比燃油以及汽车配件的改进较为薄弱。

传统的智能环保道路管护设置空气净化器，属于常开状态，或是需要人工远程管控，在车辆低峰期时、或是车辆高峰期但人行道上无行人时，常开空气净化器耗费资源，人工远程管控则浪费人力。同时，传统的只能环保道路管护系统，无法检测车辆是否存在超重可能，对于路面的护理更需要增设监管措施，及其不便。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种道路测重并净化尾气的系统及其控制方法，本发明是这样实现的：

一种道路测重并净化尾气的系统，包括压电模块、净化模块、信息处理模块、控制模块、云数据中心以及报警模块；

所述压电模块设置于马路行驶路段和人行道的路面内；

所述净化模块设置于人行道的路肩处；

所述信息处理模块通信连接所述压电模块与控制模块，所述控制模块电连接所述压电模块以及所述净化模块，所述信息处理模块收集所述压电模块以及所述控制模块的电变化信息上传并存储至云数据中心，所述信息处理模块设置第一阈值，当所述电变化信息达到第一阈值时，发送电信号至所述控制模块，所述控制模块控制所述净化模块开始工作；

所述信息处理模块通信连接所述报警模块，所述信息处理模块还设置第二阈值，当所述电变化信息超过所述第二阈值时，则发送信号至所述报警模块；

所述云数据中心设置第三阈值，当电变化信息超过第三阈值时，则云数据中心发布路段拥堵信息。

作为进一步改进的，所述压电模块包括，设置于人形道路面内的第一压电模块，设置于马路行驶路段路面内的第二压电模块；

所述第一压电模块包括至少一个压电晶片，检测所述压电晶片电压的测压装置，以及计时装置，所述第一压电模块为平面器件；

所述第二压电模块与所述第一压电模块结构相同。

作为进一步改进的，定义所述第一压电模块的压电晶片承压面积为A

则当有行人经过第一压电模块时，所述第一压电模块产生电压V

则当有车辆经过第二压电模块时，所述第一压电模块产生电压V

所述第一阈值包括第一时间阈值T，第二时间阈值t，人行道电压阈值V

作为进一步改进的，所述控制模块包括整流装置、储电装置以及控制装置；

所述整流装置与所述压电模块以及所述储电装置电连接，所述整流装置将来自所述压电模块的电能转化为特定电压的直流电，并输送至所述储电装置；

所述储电装置还与包括电池和电池保护装置，所述电池为锂离子电池、磷酸铁锂电池、或铅酸电池的串并联组合，用于驱动所述净化模块工作，所述电池保护装置监控所述电池的各项工作参数。

作为进一步改进的，所述报警模块包括监控装置以及报警装置，定义所述第二压电模块的压电晶片的相对介电常数为ε

再定义所述第二压电模块的压电晶片受力时产生的电能为E，所述外接电容接收所述第二压电模块的压电晶片转移的电能为E

其中，

当E

作为进一步改进的，所述第三阈值包括第三时间阈值T

作为进一步改进的，还包括湿度测量模块，所述湿度测量模块与所述信息控制模块以及所述云数据中心通信连接，所述信息处理模块设置第四阈值H，定义空气湿度为h，当满足h＞H、t＞t

本发明还提供了一种道路测重并净化尾气的系统的控制方法，应用于如上述任一一种道路测重并净化尾气的系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1.当第一压电模块产生大于V

S2.判断是否满足T

S3.判断是否满足h＞H、t＞t

作为进一步改进的，所述步骤S1后还包括，

S2-1.判断是否满足T

S2-2.当第二压电模块产生大于V

S2-3.判断是否满足E

S2-4.判断是否满足t＜t

作为进一步改进的，所述步骤S3后还包括，

S4.净化模块启动后，工作时长ΔT后关闭净化模块；

其中，ΔT从接收到启动信号后开始计时，若接收到新的启动信号，则重新计时。

本发明的有益效果在于，通过设置压电模块、净化模块、信息处理模块、控制模块、云数据中心以及报警模块，并这信息处理模块以及云数据中心设置第一阈值、第二阈值、第三阈值，实现了可以根据路况实时启动净化模块、对于异常车辆行驶状况进行报警以及实时反馈路段拥堵信息的功能。

附图说明

图1为本发明控制逻辑流程图。

具体实施方式

为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

一种道路测重并净化尾气的系统，包括压电模块、净化模块、信息处理模块、控制模块、云数据中心以及报警模块；

所述压电模块设置于马路行驶路段和人行道的路面内；

所述净化模块设置于人行道的路肩处；

所述信息处理模块通信连接所述压电模块与控制模块，所述控制模块电连接所述压电模块以及所述净化模块，所述信息处理模块收集所述压电模块以及所述控制模块的电变化信息上传并存储至云数据中心，所述信息处理模块设置第一阈值，当所述电变化信息达到第一阈值时，发送电信号至所述控制模块，所述控制模块控制所述净化模块开始工作；

所述信息处理模块通信连接所述报警模块，所述信息处理模块还设置第二阈值，当所述电变化信息超过所述第二阈值时，则发送信号至所述报警模块；

所述云数据中心设置第三阈值，当电变化信息超过第三阈值时，则云数据中心发布路段拥堵信息。

作为进一步改进的，所述压电模块包括，设置于人形道路面内的第一压电模块，设置于马路行驶路段路面内的第二压电模块；

所述第一压电模块包括至少一个压电晶片，检测所述压电晶片电压的测压装置，以及计时装置，所述第一压电模块为平面器件；

所述第二压电模块与所述第一压电模块结构相同。

作为进一步改进的，定义所述第一压电模块的压电晶片承压面积为A

则当有行人经过第一压电模块时，所述第一压电模块产生电压V

则当有车辆经过第二压电模块时，所述第一压电模块产生电压V

汽车尾气排放量大的主要原因是燃油燃烧不充分，现在较多司机在拥堵路段或红绿灯路口停车待行时，不会选择熄火等待，而是保持挂空挡状态，此时汽车会产生大量的尾气，因此，所述第一阈值包括第一时间阈值T，第二时间阈值t，人行道电压阈值V

人体对地压强一般为4000Pa～14000Pa，车辆对地压强通常大于30000Pa，因此，作为优选的，

即，当出现车辆于行驶路段缓慢行驶、停留时，且人行道上可能存在行人或还未完全离开人行道的行人时，则激活净化模块净化汽车排放的尾气。当出现车辆于行驶路段缓慢行驶、停留时，但人行道上不存在行人时，比如夜晚拥堵、恶劣天气无人步行的情况时，所述净化模块处于待机节能状态，汽车排放的尾气由道路两侧的植被进行吸收以及净化。

作为进一步改进的，所述控制模块包括整流装置、储电装置以及控制装置；

所述整流装置与所述压电模块以及所述储电装置电连接，所述整流装置将来自所述压电模块的电能转化为特定电压的直流电，并输送至所述储电装置；所述储电装置还与包括电池和电池保护装置，所述电池为锂离子电池、磷酸铁锂电池、或铅酸电池的串并联组合，用于驱动所述净化模块工作，所述电池保护装置监控所述电池的各项工作参数；所述控制装置用于接收来自所述信息控制模块的电信号并选择是否启动净化模块。

通过设置储电装置，实现了所述压电模块产生的电能不被浪费，转而被存储至电池内，用以驱动系统功能实现，变相的将汽车行驶、行人行走时对外散发的能量转变为可做功的能源，更为节能。

路面被破坏通常是由于承载了超重车辆的通过，超重车辆对地压强超过了路面的设计压强，因此作为进一步改进的，所述报警模块包括监控装置以及报警装置，定义所述第二压电模块的压电晶片的相对介电常数为ε

再定义所述第二压电模块的压电晶片受力时产生的电能为E，所述外接电容接收所述第二压电模块的压电晶片转移的电能为E

其中，

当E

城市路面通常要求承受压强不大于70000Pa，因此，作为优选的

作为进一步改进的，所述第三阈值包括第三时间阈值T

通常认为下雨天由于降水可吸收空气中的汽车尾气，因此忽视了下雨天时的尾气净化处理，实际情况却恰好相反，下雨使空气潮湿，空气单位密度变小，影响到燃油与混合气的比例，导致燃烧不彻底，增大了废气排放量。同时，空气潮湿还会降低点火高压电击穿绝缘体的阈值，使点火能量降低，进一步使得燃油混合器的燃烧恶化，加剧排放污染。

因此作为进一步改进的，还包括湿度测量模块，所述湿度测量模块与所述信息控制模块以及所述云数据中心通信连接，所述信息处理模块设置第四阈值H，定义空气湿度为h，当满足h＞H、t＞t

本发明还提供了一种道路测重并净化尾气的系统的控制方法，应用于如上述任一一种道路测重并净化尾气的系统，其特征在于，包括以下步骤：

S1.当第一压电模块产生大于V

S2.判断是否满足T

S3.判断是否满足h＞H、t＞t

作为进一步改进的，所述步骤S1后还包括，

S2-1.判断是否满足T

S2-2.当第二压电模块产生大于V

S2-3.判断是否满足E

S2-4.判断是否满足t＜t

作为进一步改进的，所述步骤S3后还包括，

S4.净化模块启动后，工作时长ΔT后关闭净化模块；

其中，ΔT从接收到启动信号后开始计时，若接收到新的启动信号，则重新计时。

作为优选的，ΔT为30～180s。

以上所述仅为本发明的优选实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。