CN103419575B - 一种低功耗且全时工作的轮胎压力监测系统及其监测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种对轮胎压力监测系统，尤其是一种低功耗且全时工作的轮胎压力监测系统及其降低能耗的监测方法。一种低功耗全时工作的轮胎压力监测系统，通过安装于轮胎上的所述传感发射器间隔发送一组数据P，所述数据P包含由38个曼彻斯特编码的“0”组成的唤醒头以及轮胎有效压力、温度的数据；所述唤醒头的持续时间长度为时间D；所述中央监控器每间隔一定时间B开启所述无线射频接收器一段时间C；在所述时间C内所述无线射频接收器接收到唤醒头中任意1Bit曼彻斯特编码的“0”，则维持所述无线射频接收器开启状态，继续接收所述传感发射器发送的数据P，直到第N个数据不符合曼彻斯特编码，则立刻关闭所述无线射频接收器，进入休眠。

Description

一种低功耗且全时工作的轮胎压力监测系统及其监测方法
技术领域
本发明涉及一种轮胎压力监测系统(TPMS)，具体的讲，涉及一种在全时工作条件下，实现低功耗的轮胎压力监测系统及其监测方法。
背景技术
TPMS是轮胎压力监测系统“Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式，简单说就是用在车辆行驶或停止时，对车辆轮胎的压力和温度进行实时监测，保证轮胎的压力和温度维持在标准范围内，起到减少爆胎、毁胎的概率，降低油耗和车辆部件的损坏。
TPMS通过在每一个轮胎上安装高灵敏度的传感发射器，在行车或静止的状态下实时监测轮胎的压力、温度等数据，并通过无线方式发射到中央监控器内置的接收器，经中央监控器处理后显示出当前轮胎的压力和温度，同时与设定的标准压力值及安全温度值进行比对，并针对不同的异常情况发出相应的声、光报警等，以保障行车安全。
中央监控器一般都包括：电源、电源转换器，中央处理器，无线射频接收器(RF-RECEIVER)四个部分，但中央监控器的工作方式及功耗是个关键问题。
目前简单的中央监控器的工作方式及功耗处理主要有以下几种：
(1)全时打开无线射频接收器以便全时接收中央监控器内的无线射频接收器一天24小时都处于工作状态，接收来自传感发射器发送的轮胎压力信息，然后传递给中央处理器。但是这种方式下，虽然能达到全时工作的要求，但由于无线射频接收器一直处于接收状态，功耗就得不到控制。业内无线射频接收器的功耗一般在8mA，加上中央监控器其他部件的功耗，总得一般在13mA左右。如果按一节1350毫安时的电池来计算的话，可以用5天。
(2)车辆行驶接收、停车不接收轮胎压力信息在中央监控器内安置振动开关，当车辆行驶时，振动开关起作用，打开无线射频接收器，车辆静止时，振动开关不起作用，关闭无线射频接收器。按这种处理方式，一天开车4小时的话，可以用23天，但是停车的时候是不工作的，万一车辆停车冷胎时漏气，就不会被察觉。
发明内容
针对现有技术轮胎压力监测系统能耗大的弊端，本发明旨在提供一种既能全时监控轮胎压力、又能实现低功耗的轮胎压力监测系统。
本发明的一种低功耗且全时工作的轮胎压力监测系统，所述轮胎压力监测系统包括一安装在轮胎上的传感发射器和一中央监控器，所述中央监控器包括电源、电源转换器，中央处理器，无线射频接收器，所述电源通过所述电源转换器给所述中央处理器和所述无线射频接收器供电。
位于轮胎上的所述传感发射器将收集到的轮胎有效压力、温度等信息，随同一个唤醒头间隔地发送一组数据P，其中所述数据P包含由38个曼彻斯特编码的“0”组成的唤醒头，所述唤醒头的持续时间长度为时间D；
所述中央监控器每间隔一定时间B开启所述无线射频接收器一段时间C；所述时间D与所述时间B存在交集；
在所述时间C内所述无线射频接收器接收到唤醒头中任意1比特(Bit)所述38个曼彻斯特编码的“0”，则维持所述无线射频接收器的开启状态，即延长所述无线射频接收器的开启时间，当下个数据只要符合曼彻斯特编码，则继续维持所述无线射频接收器的开启状态，即继续延长所述无线射频接收器的开启时间，直到第N个数据不符合曼彻斯特编码，则立刻关闭所述无线射频接收器，进入休眠。
进一步的，所述中央监控器间隔开启所述无线射频接收器的时间B为相同固定值。所述传感发射器间隔发送一组数据P的时间为相同固定值。
进一步的，所述轮胎压力监测系统还包括有显示器，所述中央监控器将接受的数据P信息显示在显示器上。
所述时间D与所述时间B存在交集；所述时间C与所述时间B的时长可以大于时间D的长度，也可小于时间D的长度。
另外，针对现有技术的轮胎压力检测系统能耗大的弊端，本发明还提供了一种降低功耗的轮胎压力系统监测方法。
一种轮胎压力监测系统降低功耗的方法，所述轮胎压力监测系统中安装在轮胎上的传感发射器间隔发送一组数据P，所述数据P包含由38个曼彻斯特编码的“0”组成的唤醒头以及轮胎有效压力、温度的数据；所述唤醒头的持续时间长度为时间D；
所述轮胎压力监测系统还包括中央监控器，所述中央监控器包括电源、电源转换器，中央处理器，无线射频接收器；
所述中央监控器每间隔一定时间B开启所述无线射频接收器一段时间C，所述无线射频接收器将接收到的所述数据P传递给所述中央处理器；
所述时间D与所述时间B存在交集；
在所述时间C内所述无线射频接收器接收到唤醒头中任意1比特所述38个曼彻斯特编码的“0”，则维持所述无线射频接收器的开启状态，继续接收所述传感发射器发送的数据P,直到接收到的第N个数据不符合所述曼彻斯特编码，则立刻关闭所述无线射频接收器，进入休眠。
进一步的，所述中央监控器间隔开启所述无线射频接收器的时间B为相同固定值。所述传感发射器间隔发送一组数据P的时间为相同固定值。
本发明的效果在于：通过调整无线射频接收器开启、休眠的时间比例，即采用间隔开启无线射频接收器，既能保证24小时全时监测轮胎压力，同时使得中央监控器的平均功耗达到1mA。如果按一节1350毫安时的电池来计算的话，可以用56天。
附图说明
图1为本发明中央监控器原理框图。
图2为本发明传感器数据帧。
图3为本发明实施例中央监控器的流程图。
图4为本发明中央监控器开启无线射频接收器时间间隔、及唤醒头时长示意图。
具体实施方式
为了更确切地描述本发明及其所带来的有益效果，下面将结合附图对本发明做进一步描述，但本发明的内容及保护范围并不局限于具体实施方式所表述的内容。
下面结合图1至4对本发明做进一步的说明：
一种低功耗且全时工作的轮胎压力监测系统，轮胎压力监测系统包括安装在轮胎上的传感发射器以及中央监控器，中央监控器包括电源、电源转换器，中央处理器，无线射频接收器，电源通过电源转换器给中央处理器和无线射频接收器供电。
传感发射器每隔一定时间发送一帧数据，每帧数据包含由38个曼彻斯特编码的“0”组成的唤醒头以及轮胎有效压力、温度的信息，唤醒头的时间长度为31.6ms；
中央监控器每隔30ms开启无线射频接收器2ms，在2ms内无线射频接收器接收到唤醒头中任意1bit 38个曼彻斯特编码的“0”，则维持无线射频接收器的开启状态，继续接收传感发射器发送的数据,下个数据只要符合曼彻斯特编码，则继续维持无线射频接收器的开启状态，无线射频接收器继续接收传感发射器发送的数据,直到接收到的第N个数据不符合曼彻斯特编码，则立刻关闭无线射频接收器，进入休眠。
如果是传感发射器发送的无线数据，则所有数据都符合38个曼彻斯特编码的“0”，如果是随机流，则不会全部符合曼彻斯特编码。因而能保证能全部接收传感发射器的所有有效数据。
结合图4可以看出，传感器唤醒头的时间长度为31.6ms，中央监控器开启无线射频接收器的时间间隔是30ms，无线射频接收器开启时长是2ms，这样就可以确保无论传感发射器什么时候发送数据，中央监控器都能检测到至少1Bit曼彻斯特编码的“0”。确保不丢失传感器数据。
本发明的轮胎压力监测系统及其降低能耗的方法，在保证24小时全时监测轮胎压力的同时，使得中央监控器的平均功耗平均降到1mA，是现有技术13mA的1/13，在能源紧张的现今社会是非常可观的。

Claims (7)

1.一种低功耗且全时工作的轮胎压力监测系统，所述轮胎压力监测系统包括一安装在轮胎上的传感发射器和一中央监控器，所述中央监控器包括电源、电源转换器，中央处理器，无线射频接收器，所述电源通过所述电源转换器给所述中央处理器和所述无线射频接收器供电，其特征在于：所述传感发射器间隔发送一组数据P，所述数据P包含由38个曼彻斯特编码的“0”组成的唤醒头以及轮胎有效压力、温度的数据，所述唤醒头的持续时间长度为时间D；
所述中央监控器每间隔一段时间B开启所述无线射频接收器一段时间C；
所述时间D与所述时间B存在交集；在所述时间C内所述无线射频接收器接收到唤醒头中任意1比特所述38个曼彻斯特编码的“0”，则维持所述无线射频接收器的开启状态，继续接收所述传感发射器发送的数据P，直到接收到的第N个数据不符合所述曼彻斯特编码，则立刻关闭所述无线射频接收器，进入休眠。
2.根据权利要求1所述的一种低功耗且全时工作的轮胎压力监测系统，其特征在于：所述中央监控器间隔开启所述无线射频接收器的时间B为相同固定值。
3.根据权利要求1所述一种轮胎压力监测系统，其特征在于：所述传感发射器间隔发送一组数据P的时间为相同固定值。
4.根据权利要求1至3任一项所述的一种低功耗且全时工作的轮胎压力监测系统，其特征在于：所述轮胎压力监测系统还包括有显示器，所述中央监控器将接受的数据P信息显示在显示器上。
5.一种轮胎压力监测系统降低功耗的方法，其特征在于：所述轮胎压力监测系统中安装在轮胎上的传感发射器间隔发送一组数据P，所述数据P包含由38个曼彻斯特编码的“0”组成的唤醒头以及轮胎有效压力、温度的数据；所述唤醒头的持续时间长度为时间D；
所述轮胎压力监测系统还包括中央监控器，所述中央监控器包括电源、电源转换器，中央处理器，无线射频接收器；
所述中央监控器每间隔一段时间B开启所述无线射频接收器一段时间C，所述无线射频接收器将接收到的所述数据P传递给所述中央处理器；
所述时间D与所述时间B存在交集；
在所述时间C内所述无线射频接收器接收到唤醒头中任意1比特所述38个曼彻斯特编码的“0”，则维持所述无线射频接收器的开启状态，继续接收所述传感发射器发送的数据P，直到接收到的第N个数据不符合所述曼彻斯特编码，则立刻关闭所述无线射频接收器，进入休眠。
6.根据权利要求5所述一种轮胎压力监测系统降低功耗的方法，其特征在于：所述中央监控器间隔开启所述无线射频接收器的时间B为相同固定值。
7.根据权利要求5所述一种轮胎压力监测系统降低功耗的方法，其特征在于：所述传感发射器间隔发送一组数据P的时间为相同固定值。
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