CN101348060A - 摩托车轮胎的胎压监测系统 - Google Patents

Abstract

一种摩托车轮胎的胎压监测系统，主要包括无线传感器、中央接收器、显示器，无线传感器为内置式，MEMS压力传感器、离心开关、低频天线与数字信号调理模块连接，数字信号调理模块与无线发射模块连接，无线发射模块与发射天线连接，中央接收器置于摩托车身内，接收天线与无线接收模块连接，无线接收模块与控制模块连接，控制模块与显示驱动模块连接，显示驱动模块与显示器连接，显示器集成在摩托车仪表盘内。本发明的优点是采用无线方式对摩托车的轮胎胎压实施实时监控，采用MEMS压力传感器及离心开关使胎压监测系统可靠、耐用、能耗低、寿命长，并具有显示报警功能。

Description

摩托车轮胎的胎压监测系统

技术领域

本发明涉及一种车辆轮胎压力安全监测系统，特别涉及一种摩托车轮胎的胎压监测系统。

技术背景

轮胎是摩托车的重要安全部件，轮胎在行驶中要起承受载荷、产生驱动力和制动力、缓冲、吸震、改变行驶方向的四种作用。据调查，大部分摩托车采用充气内胎。但当行驶过程中轮胎受到异物损伤时，会产生缓慢泄漏，从而导致轮胎气压降低。或者当摩托车长时间停置不用，由于环境和气温变化的影响，轮胎气压也会产生缓慢泄漏，轮胎气压过低不仅会导致油耗的增加，而且会造成制动距离加长、转向不足甚至侧翻。因此对摩托车轮胎气压监测十分重要。现有的轮胎胎压监测系统都是用于乘用汽车和商用汽车，而摩托车的轮胎胎压的安全的重要性尚未被人们认识，故摩托车的轮胎胎压检测系统目前尚未被安装配备。

发明内容

本发明的目的是针对已有技术中存在的缺陷，提供一种摩托车轮胎的胎压监测系统。本发明主要包括：无线传感器、中央接收器、显示器，所述无线传感器由微机械系统MEMS压力传感器、数字信号调理模块、离心开关、低频天线、无线发射模块、电池以及发射天线组成，所述中央接收器由无线接收模块、控制模块、电源模块、显示驱动模块以及接收天线组成，其特征在于所述无线传感器为内置式，通过气门嘴固定在轮毂上，MEMS压力传感器输出端、离心开关的输出端及低频天线的输出端分别与数字信号调理模块的输入端连接，数字信号调理模块的输出端与无线发射模块的输入端连接，无线发射模块的输出端与发射天线连接，电池分别与MEMS压力传感器、数字信号调理模块、无线发射模块连接，所述中央接收器置于摩托车身内，中央接收器的接收天线与无线接收模块的输入端连接，无线接收模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与显示驱动模块的输入端连接，显示驱动模块的输出端与显示器的输入端连接，显示器集成在摩托车仪表盘内，电源模块分别与无线接收模块、控制模块、显示驱动模块连接。

本发明的优点是采用无线方式对摩托车的轮胎胎压实施实时监控，采用MEMS压力传感器及离心开关使胎压监测系统可靠、耐用、能耗低、寿命长，并具有显示报警功能。

附图说明

图1本发明的无线传感器结构框图；

图2本发明的中央接收器结构框图；

图中：

1MEMS压力传感器、2数字信号调理模块、3无线发射模块、4发射天线、5电池、6离心开关、7低频天线、8接收天线、9无线接收模块、10控制模块、11显示驱动模块、12电源模块

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本发明的实施例：

参见图1，系统包括无线传感器、中央接收器和显示器三部分。无线传感器位于摩托车轮胎内，检测摩托车内轮胎压力和温度数据，通过无线传输给中央接收器。中央接收器对接收到的信号进行处理以后，驱动位于仪表盘的显示器进行显示和报警。系统无线通信的中心频率为315MHz/433MHz。

无线传感器包括MEMS压力传感器1、数字调理模块2、离心开关6、低频天线7、无线发射模块3、电池5以及发射天线4。MEMS压力传感器1为硅阻式压力传感器，其惠斯顿电桥的输出为差分电压信号。数字调理模块2对MEMS压力传感器1的输出信号进行校正和温度补偿，使其在工作温度范围为：-40℃～125℃，内压力监测的精度控制在±2％FSO以内。数字调理模块2内集成了温度传感器以及电池电压传感器，用于监测胎内温度以及电池电压。数字调理模块2输出的9.6Kbit/s的基带数字信号输出给无线发射模块3，无线发射模块3将信号调制成315MHz～433MHz的射频信号经发射天线4发射给中央接收器。离心开关6用于监测摩托车的运行状态，当车速大于或等于24km/h时，无线传感器被调制为正常工作模式，每4秒钟检测一次压力和温度，每30分钟检测一次电池电压，每2分钟发射一次数据。当轮胎压力低于报警设定时，无限传感器在数秒内发射压力和温度数据，接收器对数据进行分析处理后，在10分钟内确认报警。低频天线7用于接收125KHz的低频信号，无线传感器在装车之前处于超低功耗的节能模式，专用设备可以通过低频信号唤醒无线传感器，从而解除节能状态。在装车过程中，低频天线7用于前后轮的定位，以方便驾驶员在告警时确认是前胎还是后胎故障。

参见图2，中央接收器包括接收天线8、无线接收模块9、控制模块10、显示驱动模块11以及电源模块12。接收天线8接收来自无线传感器的射频信号，无线接收模块9对接收到的信号进行混频、解调以及整形，恢复成原始的9.6Kbit/s基带信号。控制模块10对解调后的基带信号进行处理，包括滤波以及错误告警的延时判别等，采用特别的算法对轮胎的压力进行温度、海拔补偿。因为轮胎的体积相对变化很小，所以轮胎内压力和温度基本上成反比关系，轮胎温度由于行使中的摩擦以及环境温度的变化而变化较大，所以轮胎的压力也会有较大的变化。同样，由于海拔带来的大气压力变化同样会影响到轮胎压力的变化。在轮胎没有发生漏气的情况下，驾驶员不希望看到显示器上轮胎压力不停的变化，所以需要对接收到的数据作温度、海拔补偿。经过处理后的信号经显示驱动模块11送往液晶显示器显示和报警。电源模块12用于将摩托车的直流电平转换成为+5V。

显示器的显示形式：气压显示状况、故障告警显示符号、低压告警显示符号。

驾驶员可以根据路面情况和胎压状况，手动调节悬挂系统的软、硬度，从而大幅提高驾乘舒适性和安全性。

Claims (8)

1.一种摩托车轮胎的胎压监测系统，主要包括：无线传感器、中央接收器、显示器，所述无线传感器由微机械系统MEMS压力传感器、数字信号调理模块、离心开关、低频天线、无线发射模块、电池以及发射天线组成，所述中央接收器由无线接收模块、控制模块、电源模块、显示驱动模块以及接收天线组成，其特征在于所述无线传感器为内置式，通过气门嘴固定在轮毂上，MEMS压力传感器输出端、离心开关的输出端及低频天线的输出端分别与数字信号调理模块的输入端连接，数字信号调理模块的输出端与无线发射模块的输入端连接，无线发射模块的输出端与发射天线连接，电池分别与MEMS压力传感器、数字信号调理模块、无线发射模块连接，所述中央接收器置于摩托车身内，中央接收器的接收天线与无线接收模块的输入端连接，无线接收模块的输出端与控制模块的输入端连接，控制模块的输出端与显示驱动模块的输入端连接，显示驱动模块的输出端与显示器的输入端连接，显示器集成在摩托车仪表盘内，电源模块分别与无线接收模块、控制模块、显示驱动模块连接。

2.根据权利要求1所述的摩托车轮胎的胎压监测系统，其特征在于所述离心开关为无线传感器监测车辆运行状态的触发开关，其参数为：车速大于或等于24km/h时，离心开关向数字信号调理模块输出触发信号。

3.根据权利要求1所述的摩托车轮胎的胎压监测系统，其特征在于所述低频天线接收125KHz的低频信号及前后轮的定位低频信号输出给数字信号调理模块。

4.根据权利要求1所述的摩托车轮胎的胎压监测系统，其特征在于所述无线传感器正常工作模式为每4秒钟检测一次压力和温度，每30分钟检测一次电池电压，每2分钟发射一次数据。

5.根据权利要求1所述的摩托车轮胎的胎压监测系统，其特征在于所述数字调理模块输出9.6Kbit/s的基带数字信号给无线发射模块，由无线发射模块调制成315MHz～433MHz的射频信号，经发射天线发射给中央接收器。

6.根据权利要求1所述的摩托车轮胎的胎压监测系统，其特征在于所述显示器集成在摩托车仪表盘内，采用128×64点阵液晶。

7.根据权利要求1所述的摩托车轮胎的胎压监测系统，其特征在于所述显示器在轮胎低压报警时，故障显示符号点亮，对应轮胎位置的压力值闪烁，频率为0.5Hz。

8.根据权利要求1所述的摩托车轮胎的胎压监测系统，其特征在于所述显示器在无线传感器发生故障时，故障显示符号点亮，对应轮胎位置的轮胎压力值显示为无效状态，并闪烁，频率为0.5Hz。

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