CN101216990A - 一种轮胎气压/温度检测系统 - Google Patents
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Abstract
一种胎压/温度检测系统，包括检测发射装置和接收显示装置，检测发射装置安装在轮胎的内部，检测发射装置包括电池、传感器、处理器、高频发射器和低频接收天线，接收显示装置包括收发装置、控制器和显示模块，收发装置包括高频收发单元和低频收发单元，检测发射装置的发生器与收发装置的低频收发单元相互通信，控制器与收发装置电连接，控制器控制检测发射装置和收发装置之间的通信，显示模块与控制器连接，显示轮胎的气压/温度信息。其优点将正确定结果通过显示屏界面传达给使用者，以便用户及时处理，其安全可靠性好，使用寿命长。
Description
技术领域
本发明涉及一种车辆用的轮胎检测技术，尤其是涉及一种轮胎气压/温度检测系统。
背景技术
轮胎的气压及温度对车辆的安全行驶非常重要，同时低气压的轮胎会使车辆的燃油消耗增加，轮胎的使用寿命减少。目前存在的两种方式的轮胎压力/温度检测系统：直接式和间接式。直接式的轮胎气压/温度检测系统是利用电子传感器直接测量轮胎内部的压力和温度并把信息传递，显示出来的系统，它是一套独立的系统，受工作原理的局限，其目前存在的问题是无线通讯可靠性比较差和轮胎内电子模块的寿命较短。间接式的轮胎气压检测系统是附加在轮胎防抱死制动系统中，基于四轮转速差判断的系统，它无法检测轮胎的温度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种安全可靠，使用寿命较长的轮胎气压/温度检测系统
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种胎压/温度检测系统，包括检测发射装置和接收显示装置，其特征在于所述的检测发射装置安装在轮胎的内部，检测发射装置包括电池、传感器、处理器、高频发射器和低频接收天线，所述的接收显示装置包括收发装置、控制器和显示模块，所述的收发装置包括高频收发单元和低频收发单元，所述的检测发射装置的发生器与所述的收发装置的低频收发单元相互通信，所述的控制器与所述的收发装置电连接，所述的控制器控制所述的检测发射装置和所述的收发装置之间的通信，所述的显示模块与所述的控制器连接，显示轮胎的气压/温度信息。
所述的控制器包括高频信号解码装置和低频信号产生装置，所述的高频信号解码装置接收由所述的高频收发天线解调的轮胎状态码流信号，并从中解码出轮胎气压/温度的信息，所述的低频信号产生装置产生用于控制所述的收发装置和检测发射装置的指令，并调制成低频信号，高/低频链路切换开关可切换地连接高频信号解码装置和低频信号产生装置还连接到连接线路。
它还包括有黑匣子装置，所述的黑匣子装置包括固定时钟芯片和带开门狗的EEROM。
所述的低频接收天线设置有LC调谐电路。
所述的高频发射器采用无源的低频唤醒装置。
所述的传感器为扩散硅压力传感器。
所述的电池为3.6V大容量锂电池。
与现有技术相比，本发明的优点在于接收显示部分接收调制射频信号，并经过检波将信息数据提取进行处理分析，运用拉格朗日插值法技术校准测量数据，并通过函数曲线逼近分析方法计算函数特定参数，得到输出值与实际压力温度的函数方程，最终将正确定结果通过显示屏界面传达给使用者，以便用户及时处理，其安全可靠性好，使用寿命长。
应用半导体硅测量技术，通过开发软件算法计算数值，在相对压力0到700kPa的范围，输出结果误差小于7.5kPa，测量数据时间也大大缩减到20mS以内，数据处理到调制到载波时间小于10mS。
在信号的传递上，主要依据FSK调制解调技术，二次降频超外差信号放大处理技术，另外通过曼码技术应用与软件容错技术保证数据传输的可靠性。另外依据信号实时处理技术，控制报警的反应时间。
经过试验测量，在5V工作电压下，通过功放与LC谐振电路输出峰值达到100V的调制正弦波，接收处LC回路感应5mV可以触发MCU中断处理程序。实验结果证实感应距离达到1米。
另外选用带有看门狗功能的EEROM，一方面监控CPU工作情况，以防死机，另一方面利用非易失存储器作为报警记录的保存，包括发生时间日期的保存。该设计保存最后几十条历史记录，以便事后的数据分析。
附图说明
图1为本发明的检测发射器的结构框图；
图2为本发明的收发装置的结构框图；
图3为本发明的详细的结构图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
一种胎压/温度检测系统，包括检测发射装置1和接收显示装置，检测发射装置1安装在轮胎的内部，检测发射装置1包括电池3、传感器4、处理器5、高频发射器6和低频接收天线7，接收显示装置包括收发装置8、控制器和显示模块，收发装置8包括高频收发单元11和低频收发单元12，检测发射装置1的高频发射器6与收发装置8的低频收发单元12相互通信，控制器与收发装置8电连接，控制器控制检测发射装置1和收发装置8之间的通信，显示模块与控制器连接，显示轮胎的气压/温度信息。控制器包括高频信号解码装置13和低频信号产生装置14，高频信号解码装置13接收由高频收发天线解调的轮胎状态码流信号，并从中解码出轮胎气压/温度的信息，低频信号产生装置14产生用于控制收发装置8和检测发射装置1的指令，并调制成低频信号。高/低频链路切换开关15可切换地连接高频信号解码装置和低频信号产生装置，还连接到连接线路，它还包括有黑匣子装置，黑匣子装置包括固定时钟芯片和带开门狗的EEROM。低频接收天线设置有LC调谐电路。高频发射器采用无源的低频唤醒装置。传感器为扩散硅压力传感器。电池为3.6V大容量锂电池。
该产品设计包括数据检测发射与数据接收显示两个主要部分，检测发射部分功能是不断进行轮胎内气压、温度、电池电压的信号采集，并进行A/D转换处理，将初步处理的数据通过射频发射。接收显示部分接收调制射频信号，并经过检波将信息数据提取进行处理分析，运用拉格朗日插值法技术校准测量数据，并通过函数曲线逼近分析方法计算函数特定参数，得到输出值与实际压力温度的函数方程，最终将正确定结果通过显示屏界面传达给使用者，以便用户及时处理。发射器安装于轮胎内部，直接与轮胎内气体接触，其部件主要由采用3.6V大容量锂电池供电，传感器、微控制器，高频发射器，低频接收天线组成包括LC调谐电路。应用半导体硅测量技术，通过开发软件算法计算数值，在相对压力0到700kPa的范围，输出结果误差小于7.5kPa，测量数据时间也大大缩减到20mS以内，数据处理到调制到载波时间小于10mS。在数据信号处理上，产品利用半导体硅压力温度测量技术原理测量数据：产品应用新的传感器产品，该传感器采用扩散硅压力温度传感技术。并通过射频调制解调原理发送数据：采样数据经过A/D转换后通过定时器控制成4800Hz连续数字信号，然后经过压控振荡器控制433MHz高频信号的频偏实现FSK的调制，频偏35kHz；接收机端采用二次降频超外差方式解调，中频设置455kHz，最终检波输出原数字信号。然后运用单片机运算与控制原理进行分析与处理数据：选用冯.诺曼结构系列芯片处理器，总线时钟设计为2M，按照单片机设计原理编写软件算法分析解调数据，并利用单片机的特有功能编写软件控制LCD显示，最终将信息传递给用户。在信号的传递上，主要依据FSK调制解调技术，二次降频超外差信号放大处理技术，另外通过曼码技术应用与软件容错技术保证数据传输的可靠性。另外依据信号实时处理技术，控制报警的反应时间。在软件设计上，首先实现软件电源管理控制技术，保证电池使用年限。对于信息显示与报警上，依据MMI(人机操作界面)合理化与人性化设计技术，并分析采用部分移动电话操作界面的合理化建议说明，提供高效方便的操作与应用接口。RFID低频唤醒技术：为实现整个发射器单元与接收器单元双向通讯，为发射单元的节能考虑，采用无源的低频唤醒设计，使TPMS功能更完善，可以控制发射器单元工作与休眠状况，包括数据的采集等，使发射器的工作模式由被动转为主动，降低能耗，降低射频干扰。方法为接收器MCU控制PWM输出4kHz比特率的数据信号，对125kHz正弦波进行幅度调制，经过功放通过低频天线辐射能量，发射器端的LC振荡回路谐振后，将触发产生中断服务唤醒发射器进入工作状态，进行数据的测量和高频发射。RFID原理是利用射频辐射能量为MCU提供电能进行工作，被唤醒端无源。我们进行无源与有源的结合，通过无源唤醒来节省电能消耗，通过有源工作来提高运行效率。经过试验测量，在5V工作电压下，通过功放与LC谐振电路输出峰值达到100V的调制正弦波，接收处LC回路感应5mV可以触发MCU中断处理程序。实验结果证实感应距离达到1米。时钟显示与黑匣子技术：作为安全性汽车检测系统，设计历史记录单元，选用固定时钟芯片，该芯片自动记时，数据包括年、月、日、星期、时、分、秒。时间可以调整与设置，一次设定，无需更改，时间自动增加，能区分大小月，闰年闰月。另外选用带有看门狗功能的EEROM，一方面监控CPU工作情况，以防死机，另一方面利用非易失存储器作为报警记录的保存，包括发生时间日期的保存。该设计保存最后几十条历史记录，以便事后的数据分析。
Claims (7)
1.一种胎压/温度检测系统，包括检测发射装置和接收显示装置，其特征在于所述的检测发射装置安装在轮胎的内部，检测发射装置包括电池、传感器、处理器、高频发射器和低频接收天线，所述的接收显示装置包括收发装置、控制器和显示模块，所述的收发装置包括高频收发单元和低频收发单元，所述的检测发射装置的发生器与所述的收发装置的低频收发单元相互通信，所述的控制器与所述的收发装置电连接，所述的控制器控制所述的检测发射装置和所述的收发装置之间的通信，所述的显示模块与所述的控制器连接，显示轮胎的气压/温度信息。
2.根据权利要求1所述的一种胎压/温度检测系统，其特征在于所述的控制器包括高频信号解码装置、低频信号产生装置和高/低频链路切换开关，所述的高频信号解码装置接收由所述的高频收发天线解调的轮胎状态码流信号，并从中解码出轮胎气压/温度的信息，所述的低频信号产生装置产生用于控制所述的收发装置和检测发射装置的指令，并调制成低频信号，所述的高/低频链路切换开关可切换地连接所述高频信号解码装置和低频信号产生装置，还连接到所述连接线路。
3.根据权利要求1所述的一种胎压/温度检测系统，其特征在于它还包括有黑匣子装置，所述的黑匣子装置包括固定时钟芯片和带开门狗的EEROM。
4.根据权利要求1所述的一种胎压/温度检测系统，其特征在于所述的低频接收天线设置有LC调谐电路。
5.根据权利要求1所述的一种胎压/温度检测系统，其特征在于所述的高频发射器采用无源的低频唤醒装置。
6.根据权利要求1所述的一种胎压/温度检测系统，其特征在于所述的传感器为扩散硅压力传感器。
7.根据权利要求1所述的一种胎压/温度检测系统，其特征在于所述的电池为3.6V大容量锂电池。
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2007
- 2007-12-29 CN CNA200710306578XA patent/CN101216990A/zh active Pending
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Open date: 20080709 |