CN104842721A - 一种具有轮胎耗损监控功能的轮胎管理系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种具有轮胎耗损监控功能的管理系统，所述轮胎管理系统包括：中央监控系统、车载终端、手持终端、轮胎标记和测量模块，轮胎标记和测量模块安装或嵌入在轮胎中，用于标记轮胎身份并测量轮胎的参数；手持终端用于与所述轮胎标记和测量模块通信，以读取相应轮胎的身份以及所测量参数，并且手持终端具有花纹深度测量模块，用于测量轮胎的花纹深度；每个车载终端安装在一辆运行车辆上；中央监控系统分别与车载终端和手持终端通信，以接收二者获得的数据，并且中央监控系统对每个轮胎的花纹深度随时间的变化进行监控和分析。

Description

一种具有轮胎耗损监控功能的轮胎管理系统

技术领域

本发明涉及车用轮胎相关领域，具体涉及一种具有轮胎耗损监控功能的轮胎管理系统。

背景技术

目前，在对车队进行管理时，往往采用胎压监测系统。当前，胎压监控系统主要出于对安全行驶的考虑，在未发生危险情况时，传统的胎压监测系统并不会产生任何影响司机驾驶的信息提示，而只是在胎压出现异常时，会发出报警信息。

但是，实际上即便在轮胎未发生报警的情况下，轮胎的各方面参数对于降低轮胎耗损、节约企业成本而言，也是非常重要的，如果能够把这些参数综合利用起来，进行提供的分析，采用更好地轮胎使用策略，将能够为企业带来更好的效益。

但是，目前的胎压监测系统还无法实现这样的功能，现有的胎压监测系统都无法实现对轮胎耗损情况的监控，也无法基于轮胎的耗损来对车队进行调度。

发明内容

针对当前轮胎监测系统的不足，本发明提供一种具有轮胎耗损监控功能的轮胎管理系统，该系统通过手持终端定期将各个轮胎的花纹深度信息反馈给中央监控系统、并且实时将轮胎的胎压、温度以及车辆载重信息提供给中央监控系统，利用中央监控系统对这些信息进行汇总从而获得各种轮胎在不同状况下的耗损周期，进而为企业制定轮胎使用策略提供依据。降低企业运行成本，进一步提高轮胎使用效率。

一种具有轮胎耗损监控功能的轮胎管理系统，其特征在于，所述轮胎管理系统包括：中央监控系统、车载终端、手持终端、轮胎标记和测量模块，

每个所述轮胎标记和测量模块安装或嵌入在一个轮胎中，用于标记轮胎身份并测量轮胎的参数；

所述手持终端用于与所述轮胎标记和测量模块通信，以激活所述轮胎标记和测量模块并读取相应轮胎的身份以及所测量参数，并且所述手持终端具有花纹深度测量模块，用于测量轮胎的花纹深度；

每个所述车载终端安装在一辆运行车辆上；

所述中央监控系统分别与所述车载终端和所述手持终端通信，以接收二者获得的数据，并且所述中央监控系统对每个轮胎的花纹深度随时间的变化进行监控和分析。

进一步地，所述中央监控系统包括车辆运行信息获取模块、轮胎运行信息统计模块以及轮胎花纹深度分析模块，

所述车辆运行信息获取模块用于获取车队中每台车辆的运行路线、货物装载量、载货时间信息；

所述轮胎运行信息统计模块将车辆运行信息与轮胎运行信息相关联，从而获取轮胎在预定时间段内的运行信息；

所述轮胎花纹深度分析模块基于每个轮胎的运行信息以及该轮胎的花纹深度变化确定不同轮胎的耗损周期。

进一步地，所述中央监控系统还包括存储模块、调度信息生成模块，所述存储模块中存储有每台车辆上各个部位所安装的轮胎信息，所述轮胎信息包括轮胎标记、轮胎胎压、花纹深度；所述调度信息生成模块基于待安排行程的货物重量、里程数以及车辆上所有轮胎的花纹深度来确定出行车辆。

进一步地，所述中央监控系统还包括压力分析模块，所述压力分析模块基于轮胎的空载压力、满载压力以及压力变化曲线确定在当前装载状况下，每个轮胎所承受的压力。

进一步地，所述中央监控系统包括加权里程计算模块，其基于每个轮胎所承受的压力、在该压力下所行进的里程、所行进里程的路况加权，计算各个轮胎所行进的加权里程。

进一步地，所述轮胎花纹深度分析模块基于所获得的花纹深度信息生成花纹深度信息变化曲线，并基于所述花纹深度信息变化曲线以及该轮胎报废前所行驶的加权里程，计算轮胎的加权寿命。

进一步地，所述车载终端包括：车载通讯模块、报警模块、显示模块和存储模块，所述车载通讯模块用于与所述中央监控系统通讯以及/或者与所述手持操作器通讯；

所述报警模块用于对所接收到的轮胎的胎压和温度进行监控，并基于报警门限生成报警信号；

所述显示模块用于显示各个轮胎的胎压和温度信息。

进一步地，所述手持终端还包括：低频唤醒模块、射频接收模块、微处理器、交互模块、通信模块。

进一步地，所述手持终端所述手持终端能够唤醒所述轮胎标记和测量模块，所述轮胎标记和测量模块中存储有轮胎标记信息，并且能够测量轮胎的胎压和温度参数并以射频信号向外发射，所述射频接收模块用以接收所述轮胎标记和测量模块发出的信号；所述手持终端通过其通信模块与所述中央监控系统通信。

本发明的中央监控系统用作数据管理平台，所有的车辆运行数据以及轮胎管理数据都发送到该平台，例如轮胎拆装、换位、车辆运行路况、里程、轮胎花纹深度等，中央监控系统通过对这些数据进行分析汇总，可以发现任何一款车辆适合何种轮胎，进而降低轮胎使用成本。

管理人员可以在中央监控系统通过对车辆信息的展示，了解车辆的运行状况从而进一步进行科学的调度。

此外，通过中央监控系统与手持终端以及轮胎标记和测量模块的配合可以减少轮胎管理过程中的误操作。具体而言，轮胎的更换是由中央监控系统通过用户交互模块由相应的管理人员生成的工作单的形式下发至手持终端，再由具体人员操作后进行确认。当操作人员确认后，操作信息以及轮胎标记即汇总到中央监控系统，避免了现在由用户下工单进行轮胎更换，操作人员进行更换后还需去车辆上手工更改轮胎信息的操作步骤。

花纹深度的测量也是手持终端在测量花纹的同时，直接激活标记和测量模块，进而获取轮胎的ID并将该ID与花纹深度和胎压信息相关联，可以最大程度地降低误操作的可能。

附图说明

图1是本发明一个实施例的示意性结构框图。

图2是本发明另一个实施例的示意性结构框图。

具体实施方式

下面结合具体实施例以及说明书附图对本发明的实现方式进行详细说明。

实施例1

图1-2示出了本发明一个实施例的结构示意图。如图所示，在本实施例中，轮胎管理系统包括中央监控系统100、车载终端110、轮胎标记和测量模块120以及手持终端140(在图2中画出)。

如图1所示，中央监控系统100包括系统通讯模块101、用户交互模块102、数据存储模块103、调度信息生成模块104、轮胎运行信息统计模块105、轮胎花纹深度分析模块106。

系统通讯模块101采用3G、4G或其他网络收发装置实现。中央监控系统与车载终端之间以及与手持终端之间通过3G、4G或其他网络进行通讯。

用户交互模块102用于终端用户登录中央监控系统进行操作，涉及到的操作包括新轮胎的初始化录入，针对运营车辆的轮胎操作记录(装、卸、检查)。用户交互模块102还用于管理人员实时监控受系统管理的所有车队上安装的轮胎以及车辆上的备用轮胎以及所有放置于仓库中的待用轮胎的状态。管理人员还可以利用用户交互模块输入调度信息。

用户交互模块102可以包括：键盘、鼠标等输入器件以及显示器、打印机等输出模块。在本实施例中，用户交互模块102还用作车辆运行信息获取模块，用户可以输入每台车辆的每一次运行记录，包括每一段行程的载货量、里程数、路况等级等。

数据存储模块103用于存储来自车载终端、手持终端、用户输入等各个方面的数据，用于后续统计分析。

调度信息生成模块104用于根据运输任务的具体情况来选定运货车辆。运输任务是通过用户交互模块102输入的或通过其他途径获取的。调度信息生成模块104基于运输任务的里程数、运货量、路况情况，以及每台车辆的载重量、动力情况、所有轮胎的花纹深度，来确定运输车辆，并将相应的指示下发至相应车载终端或发出指令给相应负责人。

轮胎运行信息统计模块105基于下发给每台车辆的调度信息以及车载终端反馈回的实际运行信息，统计该车辆上各个轮胎所运行的实际里程、相应里程所对应的路况、载重量。

轮胎花纹深度分析模块106将每个轮胎的花纹深度信息与该轮胎的运行里程、路况、载重量信息相关联的，进而分析花纹深度随轮胎运行信息的关系曲线，并基于该关系曲线确定轮胎的耐耗损能力。

车载终端110包含车载通讯模块111、显示模块112、存储模块113、报警模块114。

类似于中央监控系统的通讯模块，车载终端中的通讯模块111也是采用3G或4G网络进行数据通讯的。当然，本发明不排除采用其他的远程通讯方式。

显示模块112用于将轮胎的胎压、温度等参数以及报警信息实时显示给车辆的驾驶人员。并且显示模块112还可以显示中央监控系统发送过来的操作指令。

存储模块113用于存储车载终端的配置信息，并且缓存要转发给中央监控系统的轮胎参数数据。

报警模块114用于根据车载终端中存储的或者从中央监控系统接收的报警门限对车辆中轮胎的参数进行监控，并且，一旦某一个轮胎的参数超过了报警门限，就生成报警信号。

轮胎标记和测量模块120包括轮胎参数测量装置121和轮胎ID模块122，其安装在轮胎上或嵌入在轮胎中。这需要对轮胎的改造，具体对轮胎的改造包括将专用于轮胎运行数据收集的有源RFID模块通过常温硫化的方式固定安装在车辆的轮胎上。

轮胎参数测量装置121包括胎压传感器和温度传感器中的至少一个，优选为二者都有。胎压传感器和温度传感器的数目可以是一个或多个，并且两种传感器可以使用现有技术中的任何一种能够测量轮胎压力和/或温度的传感器。轮胎ID模块122中可以存储有轮胎编号、品牌、型号以及规格等参数。轮胎ID模块122中的标记信息可以通过手持终端激活并读取，也可以直接发送给车载终端。

在本实施例中，轮胎参数测量装置包括一个温度传感器以及一个胎压传感器；轮胎ID模块采用有源RFID模块。该芯片平时处于休眠状态下，可被手持终端和车载终端唤醒。在车辆行驶时，定时进行测量与发射，由测量装置测量轮胎工作参数，有源RFID模块读取工作参数以及自身唯一的ID，并将两者发送出来。其发射模式采用单向广播式的发射，车载终端接收到以后转发给中央监控系统。

如图2所示，手持终端140包括：低频唤醒模块142、射频接收模块143、微处理器144、交互模块145、花纹测量模块146、通信模块147、压力和温度测量模块148。

低频唤醒模块142与轮胎ID芯片的频率是匹配的，可以采用市售的唤醒模块142，或者用单片机实现。射频接收模块143的频段也与轮胎ID芯片中的发射模块匹配，用于从轮胎ID芯片接收其所测得的胎压、温度等参数以及轮胎标识。微处理器144分别其他模块进行控制。交互模块145可以包括键盘和显示屏，键盘用于录入操作员的动作或反馈信息，比如，当某轮胎出现异常时，操作员可以将异常状况录入并发送给中央监控系统。或者，交互模块145可以为触摸屏显示设备，可以既用于显示，又用于信息的录入。

花纹测量模块146可以采用花纹深度测量尺或者采用激光测深仪，花纹测量模块146可以直接读取测深结果，或者可以人工读取结果然后录入到手持轮胎检测终端中。花纹测量模块146安装在手持终端的前端，甚至可以部分露出手持终端外壳的外部，以便于对轮胎花纹深度进行测量。

花纹测量模块146测量的结果和射频接收模块143所接收到的数据经微处理器144汇总后通过通信模块147统一发送给中央监控系统。

中央监控系统可以通过其自身的通信模块与手持终端140的通信模块147进行通信。中央监控系统可以向各个手持终端140下发指令，相应手持终端接收到指令之后，将操作命令显示在交互模块145上。

本实施例的监控系统的工作过程如下：

中央监控系统可以设定对轮胎花纹深度的测量周期并且存储有每个轮胎当前所处位置的信息。当某些轮胎达到或即将达到测量周期时，中央监控系统向手持终端140下发测量指令，则操作人员根据指令找到相应轮胎，然后将花纹测量模块146(或手持终端的前端)按照操作要求放置在花纹测量位置上，并触发花纹深度测量开关。微处理器144收到花纹深度测量指令，控制花纹测量模块146进行花纹测量，并从花纹测量模块读取测量到的花纹深度，同时发出信号至低频唤醒模块2，低频唤醒模块2接收到信号后向轮胎发出低频唤醒信号。轮胎中的轮胎ID芯片接收到低频唤醒信号后开始工作，测量轮胎压力及温度，并将所测量到的信息以及自身的ID数据一同通过射频信号进行数据发送。

手持终端140通过射频接收模块143接收射频信号，并将收到的数据交给微处理器144处理。微处理器144将数据通过交互模块145进行数据显示，在操作人员确认数据无误的情况下，返回确认信息。微处理器144收到确认信号，通过通信模块147将上述ID，胎压，温度，花纹测量数据一同发给中央监控系统100，从而完成一轮测量。

测量的周期可以根据需要预设，例如，测量周期为1个月、15天、一周等。

这样，中央监控系统就获得了每个轮胎随着时间变化的耗损曲线，并且，中央监控系统可以获得该轮胎的行驶里程数。基于每个轮胎在预定时间内的行驶里程数以及花纹深度变化，可以计算出该轮胎每毫米磨损所对应的里程数，进而计算出该轮胎的所能够行驶的总里程数，结合该轮胎的价格，可以计算出该轮胎的单位里程成本。

这样，通过本发明的系统，企业或车队就可以了解到不同车辆，采用什么样的轮胎具有更高性价比，进而采用更好的轮胎使用策略。

在一种更优选的实现方式中，在车辆每一次运行时，车载终端或者工作人员会将车辆的运行数据，例如，装载量、里程、路况以及轮胎更换情况录入到监控系统中。然后，中央监控系统则基于这些信息，计算出每个轮胎的运行情况，即，每个轮胎在什么样的路况、装载量下行驶了多少里程，然后，基于上述信息计算每个轮胎的加权里程。

其中，n为所行驶的行程的段数。其中，装载量为每段行程车辆的总装载量，位置因数是指：相同载重量的情况下，不同轮胎安装位置的轮胎所负担的重量是不同的，根据所负担重量的不同，为不同安装位置设置不同的位置因素，比如，安装在车头位置的轮胎所负担的负荷和磨损要强于其他位置，因此该位置的位置因数要大于其他位置。路况因数指的是路面的平坦程度对磨损的影响，对于路况差异不大的情况，可以省略该因数。

对于位置因数和路况因数，可以通过采用大量相同型号轮胎的数据进行学习而获得。比如，计算时，对于同一类型车辆上的所有同型号的轮胎，可以假设其能够行使大致形同的加权里程。然后，采用不同的位置因数和路况因数利用最小二乘法进行不断地模拟计算，可以拟合出该型号车辆的位置因数和路况因数(这里假设车队所行驶的路段是有限的，可以计算出其路况因数)。对于部分情况，可以省略路况因数，比如，对于车辆所行驶路段的路况基本相同的情况，或者路况过于复杂多变的情况(可以折中认为各车辆所行使路况均为平均路况)。

在另一种优选实现方式中，这里所提到的胎压因数指的是：每种轮胎都有其自身的标准胎压，但是各轮胎并不一定总是工作在标准胎压下，随着轮胎的胎压与标准胎压的偏差增大，同样里程下的耗损也会相应增加，因此，胎压因数与(实际胎压-标准胎压)/标准胎压成正比关系。具体的胎压因数需要根据不同轮胎进行测定。

在本实施例中，增加胎压因数可以体现出胎压的影响，进而更准确地估计出每种轮胎的实际加权里程。

通常情况下，根据数据统计结果，某一种轮胎在其相对变化不大的使用情况下(类似的使用位置，使用路面及车辆)可以得出该型号轮胎的基本损耗曲线。据此可以推断出具体每一条轮胎在车辆运行过程中所剩余的花纹深度。根据具体轮胎所属车辆的运行统计(此处主要为该车辆的日均行驶里程)，可推断出该轮胎所剩余的使用时限。

但是轮胎的损耗受多种使用环境影响。如胎压偏离标准值时，无论过高还是过低的压力都会导致轮胎的损耗增加。

因此，本发明的轮胎管理系统实时的监控轮胎的胎压，当轮胎处于非标准压力下运行时，系统在计算损耗时则增加一个加权值。

这里所提到的胎压因数是对上面所提到的胎压偏离的考量指标，具体指的是：同样里程下轮胎胎压与轮胎耗损之间的关系，胎压因数与(实际胎压-标准胎压)/标准胎压成正比关系。具体的胎压因数需要根据不同轮胎进行测定。

在本实施例中，增加胎压因数可以体现出胎压的影响，进而更准确地估计出每种轮胎的实际加权里程。

另外，本申请的发明人发现，轮胎的损耗还受到与之相邻安装的轮胎的影响，当与之相邻安装的轮胎不符合标准型号时，轮胎的损耗同时也会大幅增加。因此，在另一种优选实现方式中，本发明的轮胎管理系统在涉及轮胎的操作以及执行轮胎检查操作时，均会统计记录相邻的轮胎信息，对于不符合标准的操作同样进行记录，并在计算损耗时增加相应的加权值。

优选地，在这种情况下，

虽然上面结合本发明的优选实施例对本发明的原理进行了详细的描述，本领域技术人员应该理解，上述实施例仅仅是对本发明的示意性实现方式的解释，并非对本发明包含范围的限定。实施例中的细节并不构成对本发明范围的限制，在不背离本发明的精神和范围的情况下，任何基于本发明技术方案的等效变换、简单替换等显而易见的改变，均落在本发明保护范围之内。

Claims (9)

1.一种具有轮胎耗损监控功能的轮胎管理系统，其特征在于，所述轮胎管理系统包括：中央监控系统、车载终端、手持终端、轮胎标记和测量模块，

每个所述轮胎标记和测量模块安装或嵌入在一个轮胎中，用于标记轮胎身份并测量轮胎的参数；

所述手持终端用于与所述轮胎标记和测量模块通信，以激活所述轮胎标记和测量模块并读取相应轮胎的身份以及所测量参数，并且所述手持终端具有花纹深度测量模块，用于测量轮胎的花纹深度；

每个所述车载终端安装在一辆运行车辆上；

所述中央监控系统分别与所述车载终端和所述手持终端通信，以接收二者获得的数据，并且所述中央监控系统对每个轮胎的花纹深度随时间的变化进行监控和分析。

2.根据权利要求1所述的轮胎管理系统，其特征在于，

所述中央监控系统包括车辆运行信息获取模块、轮胎运行信息统计模块以及轮胎花纹深度分析模块，

所述车辆运行信息获取模块用于获取车队中每台车辆的运行路线、货物装载量、载货时间信息；

所述轮胎运行信息统计模块将车辆运行信息与轮胎运行信息相关联，从而获取轮胎在预定时间段内的运行信息；

所述轮胎花纹深度分析模块基于每个轮胎的运行信息以及该轮胎的花纹深度变化确定不同轮胎的耗损周期。

3.根据权利要求1或2所述的轮胎管理系统，其特征在于，所述中央监控系统还包括存储模块、调度信息生成模块，所述存储模块中存储有每台车辆上各个部位所安装的轮胎信息，所述轮胎信息包括轮胎标记、轮胎胎压、花纹深度；所述调度信息生成模块基于待安排行程的货物重量、里程数以及车辆上所有轮胎的花纹深度来确定出行车辆。

4.根据权利要求3所述的轮胎管理系统，其特征在于，所述中央监控系统还包括压力分析模块，所述压力分析模块基于轮胎的空载压力、满载压力以及压力变化曲线确定在当前装载状况下，每个轮胎所承受的压力。

5.根据权利要求4所述的轮胎管理系统，其特征在于，所述中央监控系统包括加权里程计算模块，其基于每个轮胎所承受的压力、在该压力下所行进的里程、所行进里程的路况加权，计算各个轮胎所行进的加权里程。

6.根据权利要求5所述的轮胎管理系统，其特征在于，所述轮胎花纹深度分析模块基于所获得的花纹深度信息生成花纹深度信息变化曲线，并基于所述花纹深度信息变化曲线以及该轮胎报废前所行驶的加权里程，计算轮胎的加权寿命。

7.根据权利要求1所述的轮胎管理系统，其特征在于，所述车载终端包括：车载通讯模块、报警模块、显示模块和存储模块，所述车载通讯模块用于与所述中央监控系统通讯以及/或者与所述手持操作器通讯；

所述报警模块用于对所接收到的轮胎的胎压和温度进行监控，并基于报警门限生成报警信号；

所述显示模块用于显示各个轮胎的胎压和温度信息。

8.根据权利要求1所述的轮胎管理系统，其特征在于，所述手持终端还包括：低频唤醒模块、射频接收模块、微处理器、交互模块、通信模块。

9.根据权利要求8所述的轮胎管理系统，其特征在于，所述手持终端所述手持终端能够唤醒所述轮胎标记和测量模块，所述轮胎标记和测量模块中存储有轮胎标记信息，并且能够测量轮胎的胎压和温度参数并以射频信号向外发射，所述射频接收模块用以接收所述轮胎标记和测量模块发出的信号；所述手持终端通过其通信模块与所述中央监控系统通信。