CN104476988A - 便携式胎压传感器无线诊断装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种便携式胎压传感器无线诊断装置，包括单片机，其第一信号输入端与用于接收胎压传感器模块发出的无线射频信号的高频接收模块的输出端相连，其第一信号输出端与用于向胎压传感器模块发射无线低频信号的低频发射模块的输入端相连，胎压传感器模块内设置无线射频收发模块，单片机的第二信号输入端与按键相连，单片机的第二信号输出端与显示器相连，单片机与RS232串口模块双向通讯。本发明只需要通过射频的收发就能实现对胎压传感器模块的诊断和测试，无需将胎压传感器模块从轮胎内取出，便于诊断和测试。本发明将胎压传感器模块的调试、测试、安装与诊断功能综合到一台诊断装置上实现，本装置采用电池供电，具备很好的便携性。

Description

便携式胎压传感器无线诊断装置

技术领域

本发明涉及汽车电子无线诊断技术领域，尤其是一种便携式胎压传感器无线诊断装置。

背景技术

随着乘用轿车走入千家万户，关乎驾乘人员安全的功能越来越吸引车辆使用者的注意，另外，国际油价在近年节节攀升，也引起了人们对乘用车节能降耗的关注。汽车胎压监测系统作为汽车主动安全系统，在安全性和节油性方面有其独到的“解决方案”，众所周知，汽车轮胎压力关乎驾驶安全与乘坐舒适，同时也会影响行驶油耗的高低。美国、欧洲和日本均出台相关法律法规要求新上市的乘用车强制安装胎压监测装置，中国自主的国家标准也正在制定中，以后市场上的乘用车必定标配安装胎压监测产品。

然而，由于胎压传感器安装的特殊性，在测试和调试时，需要先把轮胎从车上取下，再把橡胶胎扒开，从而把胎压传感器从轮胎里面取出，不利于测试和调试，同时也不利于配置和诊断。我国一直没有一款适合于配置、诊断、测试盒调试胎压传感器模块的诊断装置。国外的诊断装置价格昂贵，且国外使用的胎压监测的无线频段和国内不一致，国内使用起来较困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种无需将将胎压传感器从轮胎内取出，在测试与调试时手动触发胎压传感器射频发射，在故障诊断时手动读取胎压传感器错误码的便携式胎压传感器无线诊断装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种便携式胎压传感器无线诊断装置，包括单片机，其第一信号输入端与用于接收胎压传感器模块发出的无线射频信号的高频接收模块的输出端相连，其第一信号输出端与用于向胎压传感器模块发射无线低频信号的低频发射模块的输入端相连，胎压传感器模块内设置无线射频收发模块，单片机的第二信号输入端与按键相连，单片机的第二信号输出端与显示器相连，单片机与RS232串口模块双向通讯。

还包括电源管理模块，其输出端与DC-DC转换电路的输入端相连，电源管理模块通过DC-DC转换电路分别向单片机、低频发射模块、高频接收模块、显示器和RS232串口模块供电。

所述显示器采用液晶显示器，所述低频发射模块的输出端与低频天线相连，所述高频接收模块的输入端与高频天线XS5相连。

所述单片机采用STM8S105C6T6芯片，其30、33、34脚与所述高频接收模块相连，所述低频发射模块包括电容C8、C9，电容C8的一端与STM8S105C6T6芯片的22脚相连，另一端通过电阻R4与三极管V5的基极相连，二极管V1跨接在三极管V5的基极和发射极上；电容C9的一端与STM8S105C6T6芯片的26脚相连，另一端通过电阻R5与三极管V6的基极相连，二极管V2跨接在三极管V6的基极和发射极上；三极管V5的发射极接地，三极管V5的集电极通过电阻R6与三极管V10的基极相连，三极管V10的发射极通过电容C10接地；三极管V6的发射极分两路输出，一路通过电阻R8接地，另一路通过电阻R7与三极管V7的基极相连，三极管V7的发射极接地，三极管V7的集电极与三极管V10的集电极相连，电阻R11接在三极管V7的集电极与三极管V10的集电极之间，电阻R11的另一端通过电容C13与低频线圈L2相连。

所述高频接收模块包括高频天线XS5，高频天线XS5与声表面波滤波器D4的1脚相连，声表面波滤波器D4采用B3743芯片，声表面波滤波器D4的4脚与电感L4的一端相连，电感L4的另一端与由电感L5、电容C24和电容C25组成的匹配电路相连，匹配电路通过电容C27与解码芯片MC33596的3脚相连，解码芯片MC33596的23、22、21脚分别与所述STM8S105C6T6芯片的30、33、34脚相连。

由上述技术方案可知，本发明通过按键或外部接入串口命令控制单片机，由单片机的PWM发生器控制低频发射模块发射不同的曼彻斯特调制指令，传输到胎压传感器模块上；胎压传感器模块根据所收到的低频命令，响应不同的操作或指令，并以射频信息帧的形式返回信息到诊断装置上；诊断装置上的高频接收模块在接收到信号后，经过曼彻斯特解码，数据解析和分析，将所需要的结果显示在液晶显示模块上或通过串口发送到外部设备上。可见，本发明只需要通过射频的收发就能实现对胎压传感器模块的诊断和测试，无需将胎压传感器模块从轮胎内取出，便于诊断和测试。本发明将胎压传感器模块的调试、测试、安装与诊断功能综合到一台诊断装置上实现，本装置采用电池供电，具备很好的便携性。此外，本装置可以外接串口设备收发标准串口命令进行控制操作，极大的扩展了调试和诊断的功能。

附图说明

图1为本发明的电路框图。

图2、3、4分别为图1中的单片机、低频发射模块、高频接收模块的电路原理图。

具体实施方式

便携式胎压传感器无线诊断装置，包括单片机1，其第一信号输入端与用于接收胎压传感器模块发出的无线射频信号的高频接收模块3的输出端相连，其第一信号输出端与用于向胎压传感器模块发射无线低频信号的低频发射模块2的输入端相连，胎压传感器模块内设置无线射频收发模块，单片机1的第二信号输入端与按键相连，单片机1的第二信号输出端与显示器相连，单片机1与RS232串口模块双向通讯，还包括电源管理模块，其输出端与DC-DC转换电路的输入端相连，电源管理模块通过DC-DC转换电路分别向单片机1、低频发射模块2、高频接收模块3、显示器和RS232串口模块供电，所述显示器采用液晶显示器，所述低频发射模块2的输出端与低频天线相连，所述高频接收模块3的输入端与高频天线XS5相连，如图1所示。按键是用户输入接口，用户可以通过按键设置不同的命令，比如“配置”、“询问”等；显示器用于显示射频接收到的信息，比如，如果低频发射模块2送出“询问”命令，高频接收模块3接收到轮胎压力、温度等信息，需要通过显示器显示出来。

如图2、3所示，所述单片机1采用STM8S105C6T6芯片，其30、33、34脚与所述高频接收模块3相连，所述低频发射模块2包括电容C8、C9，电容C8的一端与STM8S105C6T6芯片的22脚相连，另一端通过电阻R4与三极管V5的基极相连，二极管V1跨接在三极管V5的基极和发射极上；电容C9的一端与STM8S105C6T6芯片的26脚相连，另一端通过电阻R5与三极管V6的基极相连，二极管V2跨接在三极管V6的基极和发射极上；三极管V5的发射极接地，三极管V5的集电极通过电阻R6与三极管V10的基极相连，三极管V10的发射极通过电容C10接地；三极管V6的发射极分两路输出，一路通过电阻R8接地，另一路通过电阻R7与三极管V7的基极相连，三极管V7的发射极接地，三极管V7的集电极与三极管V10的集电极相连，电阻R11接在三极管V7的集电极与三极管V10的集电极之间，电阻R11的另一端通过电容C13与低频线圈L2相连。单片机1采用STM8S105C6T6芯片，是基于哈佛结构的STM8内核单片机，最高24MHz内部时钟且拥有三级流水线；具备64pin LQFP封装，并带有支持CAN 2.0B的高速CAN控制器。STM8S105C6T6芯片的9脚与按键相连，STM8S208R6芯片的46、47脚与RS232串口模块相连，STM8S105C6T6芯片的39、38引脚与显示器相连，STM8S105C6T6芯片的8、32、7脚相连后通过电阻R3与DC-DC转换电路的输出端相连，DC-DC转换电路向STM8S105C6T6芯片输出+5V直流电。

如图2、3所示，由4个三级管——V5、V6、V7、V10构成的半桥电路，半桥电路可以通过三极管有效驱动，无需辅助电源。半桥电路组成125KHz的低频发射模块2，125KHz的载波对称脉冲“LF-H/LF-L”经过三极管V5/V10给电容C13和低频线圈L2组成的LC谐振回路充电，通过三极管V6/V7给LC谐振回路放电，在低频线圈L2中产生125KHz正弦电流，低频线圈L2周围产生125KHz低频电磁场；在电源管理模块正常工作情况下，可以通过按键或外部接入串口命令控制单片机1，单片机1根据接收的不同命令，编码成曼彻斯特码，同时由单片机1内部的PWM发生器产生125KHz的载波，把由命令编码成曼彻斯特码调制在125KHz的载波上，这样就在低频发射模块2的低频线圈L2中产生125KHz正弦电流，低频线圈L2周围产生125KHz低频电磁场，从而传输到胎压传感器模块上；胎压传感器模块中的无线射频收发模块解调出控制命令，响应不同的操作或指令，并以射频信息帧的形式返回信息到诊断装置上；诊断装置上的高频接收模块3在接收到信号后，经过曼彻斯特解码过程，数据解析和分析过程，将所需要的结果显示在液晶显示器上或通过串口发送到外部设备上。

如图4所示，所述高频接收模块3包括高频天线XS5，高频天线XS5与声表面波滤波器D4的1脚相连，声表面波滤波器D4采用B3743芯片，声表面波滤波器D4的4脚与电感L4的一端相连，电感L4的另一端与由电感L5、电容C24和电容C25组成的匹配电路相连，电感和电容的大小根据不同的需要进行匹配，匹配电路通过电容C27与解码芯片MC33596的3脚相连，解码芯片MC33596的23、22、21脚分别与所述STM8S105C6T6芯片的30、33、34脚相连。高频信号从高频天线XS5进入，经声表面波滤波器D4滤波后，再经过由电感L5、电容C24和电容C25组成的匹配电路，进入解码芯片MC33596，经芯片内部降频解码，解出的数据由解码芯片MC33596的P21、P22、P23脚组成的SPI接口输出到单片机1解析判断。解码芯片MC33596是低功率射频接收器，发射频率兼容304 MHz、315 MHz、426 MHz、434 MHz、868 MHz和915 MHz，接收灵敏度高达-108 dBm，解码芯片MC33596适合用于远程无匙进入（RKE）、轮胎气压监控系统（TPMS）和车身的被动进入接收器。

综上所述，在电源管理模块正常工作情况下，可以通过按键或外部接入串口命令控制单片机1，由单片机1的PWM发生器控制低频发射模块2发射不同的曼彻斯特调制指令，传输到胎压传感器模块上；胎压传感器模块根据所收到的低频命令，响应不同的操作或指令，并以射频信息帧的形式返回信息到诊断装置上；诊断装置上的高频接收模块3在接收到信号后，经过曼彻斯特解码过程，数据解析和分析过程，将所需要的结果显示在液晶显示器上或通过串口发送到外部设备上。

Claims (5)

1.便携式胎压传感器无线诊断装置，其特征在于：包括单片机（1），其第一信号输入端与用于接收胎压传感器模块发出的无线射频信号的高频接收模块（3）的输出端相连，其第一信号输出端与用于向胎压传感器模块发射无线低频信号的低频发射模块（2）的输入端相连，胎压传感器模块内设置无线射频收发模块，单片机（1）的第二信号输入端与按键相连，单片机（1）的第二信号输出端与液晶显示器相连，单片机（1）与RS232串口模块双向通讯。

2.根据权利要求1所述的便携式胎压传感器无线诊断装置，其特征在于：还包括电源管理模块，其输出端与DC-DC转换电路的输入端相连，电源管理模块通过DC-DC转换电路分别向单片机（1）、低频发射模块（2）、高频接收模块（3）、液晶显示器和RS232串口模块供电。

3.根据权利要求1所述的便携式胎压传感器无线诊断装置，其特征在于：所述显示器采用液晶显示器，所述低频发射模块（2）的输出端与低频天线相连，所述高频接收模块（3）的输入端与高频天线XS5相连。

4.根据权利要求1所述的便携式胎压传感器无线诊断装置，其特征在于：所述单片机（1）采用STM8S105C6T6芯片，其30、33、34脚与所述高频接收模块（3）相连，所述低频发射模块（2）包括电容C8、C9，电容C8的一端与STM8S105C6T6芯片的22脚相连，另一端通过电阻R4与三极管V5的基极相连，二极管V1跨接在三极管V5的基极和发射极上；电容C9的一端与STM8S105C6T6芯片的26脚相连，另一端通过电阻R5与三极管V6的基极相连，二极管V2跨接在三极管V6的基极和发射极上；三极管V5的发射极接地，三极管V5的集电极通过电阻R6与三极管V10的基极相连，三极管V10的发射极通过电容C10接地；三极管V6的发射极分两路输出，一路通过电阻R8接地，另一路通过电阻R7与三极管V7的基极相连，三极管V7的发射极接地，三极管V7的集电极与三极管V10的集电极相连，电阻R11接在三极管V7的集电极与三极管V10的集电极之间，电阻R11的另一端通过电容C13与低频线圈L2相连。

5.根据权利要求4所述的便携式胎压传感器无线诊断装置，其特征在于：所述高频接收模块（3）包括高频天线XS5，高频天线XS5与声表面波滤波器D4的1脚相连，声表面波滤波器D4采用B3743芯片，声表面波滤波器D4的4脚与电感L4的一端相连，电感L4的另一端与由电感L5、电容C24和电容C25组成的匹配电路相连，匹配电路通过电容C27与解码芯片MC33596的3脚相连，解码芯片MC33596的23、22、21脚分别与所述STM8S105C6T6芯片的30、33、34脚相连。