CN105682947B - 用于对过境交通工具的轮胎参数进行检测的设备和组件 - Google Patents
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Abstract
一种用于对过境交通工具的轮胎参数进行检测的设备，其包括用于处理无线电信号的电子单元，该无线电信号携带交通工具的至少一个轮胎的诸如压力的至少一个参数的测量结果，其特征在于，该设备还包括用于对无线电信号的处理进行激活的交通工具过境检测器。
Description
本发明涉及用于对被安装在过境交通工具(transiting vehicle)上(尤其是重型交通工具上)的轮胎的参数进行自动检测的设备和组件。
发明背景
在道路运输领域，准确的交通工具维护是将遭遇突然和非预料的故障的可能性最小化的最好的策略，突然和非预料的故障可能导致时间的巨大损失以及经常相当大的成本，其由用于修理已经发生的故障的可能的成本和由于交通工具自身的暂时不活动(特别是如果它们被作业中使用(例如用于货物的运输))两者而引起。同样地，还必须考虑由交通工具可能在行进期间可能经历的故障引起的交通事故的可能的风险。
为了防止所有类型的道路交通工具可能遇到的技术上的不便，以及因而避免与其相关的经济上不便和道路安全问题，对处于使用中的交通工具的机械组件执行严谨的定期维护是绝对必要的，处于使用中的交通工具的机械组件必要地运行在最优效率的条件下，尤其是诸如轮胎的部件，其维护经常被忽略。这样的维护主要提供了两步骤：轮胎的压力的测量以及可选的调整，基于交通工具和在使用中的轮胎上的质量以及胎面的厚度和一般条件的评估来定义轮胎的压力的最优值。
不幸的是，大多数的交通工具没有受到这种类型的定期轮胎检查，通常是由于负责交通工具的人员的疏忽或者更简单地是由于该人员缺乏时间和/或金钱。如果惯常使用交通工具的某个人在驾驶时没有检测到特定的抓地力问题，那么他将看不到任何维护干预的需要。相反，如果使用交通工具的这个人惯常地检测由于轮胎产生的在驾驶中的问题，则相当大的可能将是太晚以至于不能执行正常的维护干预，因为胎面的过度的或在任何情况下的不规律的磨损可能发生，其由不充足的轮胎压力引起，针对这种情况对其进行替换将是必要的。
最近，随着遥测技术的发展，系统已经被开发用于对交通工具参数的自动测量和/或分析以及尤其还对诸如压力的与轮胎有关的参数进行自动测量和/或分析。然而，这些系统没有被交通工具操作者定期使用，因为这些系统需要高功耗，归因于所涉及的电子部件的连续供电，其必须被保证以便能够监控这样的参数。然而，功耗并没有导致由系统执行的大量的测量/分析操作，因为所述系统在通常情况下在激活状态花费大多数的时间，但是直到交通工具受到预设的检查方法时才进入待机状态。
此外，已知的系统通常被隔离以及专有地本地对数据进行处理，剥夺了用户以任何方式收集诸如与所有交通工具(例如轻型和重型道路牵引车、卡车、挂车、半挂车、厢式车)相关的信息的更广泛的集合的可能性，所有这些交通工具属于在货物运输领域很活跃的公司。
发明概述
本发明的目标是提供能够在上文指出的方面中的一个或多个方面改进背景技术的设备和组件。
在该目标内，本发明的目的是提供允许对过境交通工具的关于轮胎的参数进行自动检测同时保持低功耗的设备和组件。
此外，本发明的目的是得到仅在实际上必要时允许对交通工具的轮胎进行维护干预的设备和组件。
本发明的另一目的是提供高可靠性、相对易于提供和有竞争力的成本的设备和组件。
本目标以及在下文中将变得更明显的这些和其它目的将通过用于检测过境交通工具的轮胎参数的设备来达到，其包括用于处理携带交通工具的至少一个轮胎的至少一个参数(例如压力)的测量结果的无线电信号的电子单元，其特征在于，它还包括用于激活用于处理无线电信号的所述电子单元的交通工具过境的检测器。
该目标以及这些目的还通过用于对过境的交通工具的轮胎参数进行检测的组件来达到，其特征在于它包括被布置在沿着可行驶路径的不同位置中的主单元和至少一个从单元，主单元包括所述检测设备，至少一个从单元包括用于接收所述无线电信号的相应的单元，所述主单元和所述至少一个从单元被借助于本地通信网络而相互连接。
附图简述
根据通过在附图中的非限制性示例示出的设备的优选的非独有的实施例和根据本发明的组件的描述，本发明的另外的特征和优点将变得更明显，在附图中
图1是根据本发明的与用于检测与过境的交通工具的轮胎相关的参数的组件的架构相关的框图；
图2是本发明的可能的应用的示意性的顶视图；
图3是根据本发明的检测设备的电子部件的优选的实施例的框图；
图4是根据本发明的从单元的电子部件的优选的实施例的框图。
优选实施例的描述
参考附图，用于对过境的交通工具的轮胎参数进行检测的组件(通常由参考数字1指示)包括主单元12和经由本地通信网络16与主单元12进行通信的可选的一个或多个相应的从单元11，该本地通信网络16优选的是运行在ISAM(工业的、科学的以及医疗的)频带中或者针对SRD(短距离设备)系统的频率(诸如在868MHz)的无线类型的网络。
主单元12和从单元11被布置在可行驶路径22的横向相对侧上以及组件1的单元的总数目可以从1到16变化。
单元11和12可以各自借助至少一个太阳能电池板17、47或者借助至少一个电池来供电。
主单元12包括在例如诸如转台的封闭的外壳内的用于对过境的交通工具的轮胎参数进行检测的设备，其包括用于对携带过境的交通工具21的至少一个轮胎23、24的至少一个参数的测量结果的无线电信号进行处理的电子单元31。在本发明的优选的实施例中，被检测的参数是过境的交通工具的轮胎23、24中的每个轮胎的压力。
以已知的方式对在每个轮胎23、24中具有各自的压力检测器的交通工具21的这种测量可以成为可能，各自的压力检测器与关于测量的压力数据的无线电发射机(特别是任何类型的TPMS(轮胎压力监控系统))相关联或连接到其。未在附图中示出的TPMS发射机可以例如与压力检测器在固定到轮胎的内表面的单个片(patch)中或在可以被固定到轮胎充气阀的刚性连接器上集成在一起(如在欧洲专利申请EP-A-1787831中描述的，其通过引用被包括在本文中)。
TPMS发射机具有识别码并且以交通工具操作者(例如运输公司)的远程处理单元15已知的方式与特定的交通工具21的特定的轮胎23、24唯一地关联。
每个从单元11包括用于接收携带至少一个轮胎的至少一个参数的测量结果的所述无线电信号的各自的单元41。
主单元12的特殊性在于它包括用于交通工具的通过的检测器，该检测器能够生成内部激活信号，该内部激活信号用于激活包括轮胎的压力的测量结果的无线电信号的处理，尤其是访问用于处理所述无线电信号的电子单元31，将该电子单元连同连接到该电子单元的外围设备或模块从睡眠/待机或低功耗状态转变到激活状态。
携带轮胎的压力和/或其他参数的测量结果的这些无线电信号本身是已知的类型(例如是脉冲调制信号)。优选以已知的方式借助对应于测量值的字的PPM(脉冲位置调制)调制(例如对应于测量的值的编码的比特序列)来获得与测量结果相关的信息的传输，所述调制跟随有在给定载波RF频率(优选地在ISAM频率，例如434Mhz)的调制(如例如在欧洲专利申请EP-A-1787831中描述的，其通过引用被包括在本文中)。
交通工具过境检测器(vehicle transit detector)有利地是磁力计35，其本身能够检测大型正在接近的金属体以及因此所有种类的道路交通工具的存在，在阳性结果的情况下产生内于主单元12的激活信号。
由于磁力计35的使用，在交通工具21的车上安装具有对在主单元12处的无线电信号的处理进行激活的唯一目的的设备的需要被完全避免。
更普遍地，将金属检测器或者地磁场变化检测器作为交通工具过境检测器来使用是可能的，金属检测器或者地磁场变化检测器两者本身都是已知的。
主单元12包括几个电子部件(例如在图3中示出的那些组件)，其通常处于睡眠/待机或低功耗状态并且可以借助依靠磁力计35或更普遍地依靠交通工具过境检测器(其相反保持始终有效)产生的内部激活信号来激活。
主单元的电子部件包括用于对携带轮胎23、24的压力或者其他参数的测量结果的无线电信号进行处理的电子单元31。借助至少一个微处理器，能够在控制单元30中得到所述电子单元，该至少一个微处理器被恰当地编程以便对从在主单元12处接收到的无线电信号中提取的信息进行处理，以便准备将被通过本地通信网络16或者远程地发送的消息或者信号以及以便对连接到控制单元30的模块进行管理。
这些模块可以是无线电信号接收器32、数据网络天线33、用于连接到移动电话网络的通信模块34、磁力计35以及可选的蓝牙模块36。
可以属于标量或者矢量类型的磁力计35允许控制单元30被激活以激活连接到其以及以上列出的模块或使其保持在激活状态。
无线电信号接收器32优选是TPMS(轮胎压力监控系统)接收器(其特别被分配以接收脉冲无线电信号(例如利用如上所述的PPM调制的脉冲))，并且允许处理单元31在输入端中接收在每个轮胎上设置有相应的TPMS发射机的过境交通工具的轮胎的压力的测量结果。无线电信号接收器32本身属于已知的类型，例如它可以是在国际专利申请PCT WO2012/150565 A2中描述的无线电信号接收器，该国际专利申请通过引用被包括在本文中。
如果在主单元12和从单元11之间的本地通信网络16属于无线类型，那么数据网络天线33被提供。这样的天线33可以例如是被调谐到在ISM频带中或针对SRD系统的频率(例如868MHz)并且连接到控制单元30的通信端口33a的天线，借助控制单元30的通信端口33a控制单元30发送和接收将与从单元11交换的信号(例如，从单元11的外部激活信号或携带具有从该从单元11提取的轮胎23、24的附加的压力参数或其它参数的数据的消息的信号，如在下文描述的)。
可选的蓝牙模块36可以被用于允许在主单元12的控制单元30和适于对主单元12和/或本地通信网络16进行配置并对其正确操作进行检查的外部计算机之间的通信。
用于连接到移动电话网络13的通信模块34本身属于已知的类型以及可以是GSM/GPRS或UMTS收发器，其能够访问移动网络13以及可选地借助适配的网关和因特网14与远程处理单元15进行通信，以便将经由PPM无线电信号和/或经由通信端口33a接收的测量结果或者告警信号发送到所述远程处理单元15。
如所提及的，控制单元30被编程以准备将被通过本地通信网络16发送的消息或信号并将它们发送到相应的通信端口33a。在这些消息或信号中尤其存在外部激活信号，当磁力计35检测到交通工具21的过境并因此利用内部激活信号对主单元12的电子部件进行激活时，控制单元30生成外部激活信号。
外部激活信号被生成并且经由本地通信网络16借助天线33被从主单元12发送到从单元11。
从单元11中的每个从单元被配置为保持相应的电子部件处于睡眠/待机状态或者低功耗状态并且在接收到所述外部激活信号时激活它们，使得从单元11在各自的通信端口上对本地通信网络16处于侦听配置。从单元11的这些电子部件包括用于接收携带过境交通工具21的至少一个轮胎23、24的至少一个参数的测量结果的无线电信号的单元41。借助至少一个微处理器，能够在控制单元40中得到该接收单元41，该至少一个微处理器被恰当地编程以处理从在从单元11处接收的无线电信号提取的信息以准备借助本地通信网络16将被发送到主单元12的消息并且以管理连接到控制单元40的模块，连接到控制单元40的模块包括无线电信号接收器42和数据网络天线43(例如被调谐在ISM频带中或者针对SRD系统的频率(例如868MHz)上的天线)。
接收器42与在主单元12中使用的接收器32相同；特别地，接收器42是适于接收脉冲无线电信号(例如，利用如上文所述的PPM调制)的TPMS接收器，该脉冲无线电信号由位于交通工具的轮胎上的TPMS发射机发送，并且接收器42允许控制单元40在输入端中接收在每个轮胎中设置有TPMS发射机的过境交通工具的轮胎23、24的压力的测量结果。
由交通工具的所有轮胎的TPMS发射机发送的无线电信号可以仅被主单元12接收以及处理。然而，为了增大所接收的测量结果的分辨率，还优选利用所述从单元11中的一个或多个从单元，每个从单元能够借助通信网络16接收、处理所接收的测量结果并且将所接收的测量结果发送到主单元12
示出的实施例的操作如下。
主单元12和可选的从单元11的控制单元30和40通常处于睡眠状态或者低功耗状态或者待机状态，并且将除了相反保持激活的磁力计35和天线43以外的连接到控制单元30和40的所有的模块或外围设备保持处于关断状态。当交通工具21(优选地以不超过10或15km/h的速度)接近沿着其单元11和12被布置的可行驶的路径22时，主单元12的磁力计35检测到其存在并且生成内部激活信号，磁力计35将该内部激活信号发送到控制单元30，将控制单元30从睡眠/待机或低功耗状态转变到激活状态。
主单元12的控制单元30依次激活TPMS接收器32、通信端口33a以及天线33并且经由本地通信网络16将外部激活信号发送到与所述网络相连的所有的从单元11，以便激活处于睡眠/待机或者低功耗状态的它们的电子部件。
所述外部激活信号可以包括用于从单元11的数据收集消息，响应于数据收集消息，从单元11将在TPMS接收器42的激活之后检测到的测量结果发送到主单元12。
伴随由主单元12经由本地通信网络16发送的单独的信号，所述消息可以在任何情况下被随后发送。
TPMS接收器32和42对由位于交通工具21的轮胎23、24中的TPMS发射机发送的无线电信号进行解调并且将该解调的数据发送到各自的控制单元30、40。这些解调的数据以比特序列的形式对应于所接收的压力的测量结果和对应于发送无线电信号的TPMS发射机的标识符，该TPMS发射机与交通工具21的各自的轮胎唯一地关联。
从单元11的存在和所述单元以及主单元12在可行驶的路径22的相对侧上的位置将允许增加在TPMS接收器接收的测量结果的分辨率和精度。
当对于第一时间间隔(例如对于30秒)测量结果已经被检测到时，从单元11经由通信网络16将包含检测到的测量结果的消息连同产生它们的各自的TPMS发射机的标识符发送到主单元12。在该发送之后，或在第一时间间隔之后，从单元11的所有的电子部件(除了天线43以外)返回到睡眠或低功耗或待机状态。
可选地，如果磁力计35在第一时间间隔的结束时检测到附加的过境交通工具的存在，则主单元12经由本地通信网络16将附加的外部激活信号发送到从单元11，以便在与第一时间间隔相等的另一时间段保持它们激活的。
在从单元11处获得的测量结果被从在主单元12的处理单元31处的各自的消息中提取出来并且与从所述主单元12经由其自己的TPMS接收器32接收的测量结果一起被处理。处理单元31产生一种获得的测量结果的数据库，获得的测量结果由原始的TPMS发射机划分(可选地消除多余的测量结果)。
定期地，当第二预设的时间间隔结束时，主单元12的控制单元30可以有利地经由通信模块34将包含所有这些测量结果的一个或多个消息发送到远程处理单元15。消息可以被利用HTTP协议或者以一个或多个SMS或者电子邮件消息的形式发送。
远程处理单元15对所接收到的测量结果执行恰当的分析，使得交通工具操作者可以监控他的几个交通工具的轮胎状态并且决定对交通工具21的任何维护干预或者电话通知驾驶员或者其物主。
优选地，主单元12的处理单元31被配置为实时将针对每个轮胎从主机12接收到的和由可选的从单元11发送的测量结果与存储在控制单元30处的至少一个阈值或者阈值区间进行比较。如果针对特定的TPMS发射机标识符，对应的被检测到的压力测量结果不在这些阈值之内，则主单元12的控制单元30立即(不等待第二时间间隔到期)借助通信模块34将包含对应的轮胎的TPMS发射机的标识符的报警消息发送到远程处理单元15。
以这种方式，交通工具操作者可以安排或者命令对拥有具有超出阈值的压力值的轮胎的交通工具进行维护干预或者对交通工具的驾驶员进行警告。
实际上，已经发现，根据本发明的设备和组件充分地实现了预期的目标，因为它们允许借助无线电信号(保持功耗极其低，其在具有非可再充电电池的电源的情况下是特别有用的)测量与过境交通工具的轮胎相关的参数(特别是压力)。
尽管根据本发明的设备已经被特别构思以检测过境的重型交通工具的轮胎的压力，但是它可以被在任何情况下更普遍地使用以检测与包括两轮交通工具的任何类型的交通工具的轮胎相关的任何参数。
因此被构思的设备容许很多修改和变化，所有这些很多修改和变化在发明构思的范围之内；所有细节还可以被用其它技术上等价的元素来替换。
实际上，所使用的材料以及尺寸可以是根据要求和根据技术发展最新水平的任何材料以及尺寸。
Claims (24)
1.一种用于对过境交通工具的轮胎参数进行检测的组件，其特征在于，所述组件包括被布置在沿着可行驶路径的不同位置中的主单元以及至少一个从单元，所述主单元包括一个用于对过境交通工具的轮胎参数进行检测的设备，所述至少一个从单元包括用于接收无线电信号的相应的单元，所述主单元和所述至少一个从单元借助本地通信网络被相互连接，
其中所述主单元被配置为生成外部激活信号并且在所述本地通信网络中发送所述外部激活信号，以及其中所述至少一个从单元被配置为保持所述至少一个从单元的相应的电子部件处于睡眠或者低功耗状态，并且在接收到所述外部激活信号时激活所述相应的电子部件，
其中所述设备包括用于处理无线电信号的电子处理单元，所述无线电信号携带交通工具的至少一个轮胎的至少一个参数的测量结果，所述设备还包括交通工具过境检测器，所述交通工具过境检测器用于激活所述电子处理单元，
其中所述交通工具过境检测器是磁力计，
其中所述主单元还包括处于睡眠/待机状态的多个电子部件，这些电子部件能够被总是保持激活状态的所述磁力计所生成的内部信号激活。
2.根据权利要求1所述的组件，其中所述至少一个参数是压力。
3.根据权利要求1所述的组件，其中所述电子处理单元包括所述无线电信号的接收器或者被连接到所述无线电信号的接收器，所述无线电信号是利用对应于测量值的PPM调制编码的脉冲无线电信号。
4.根据权利要求2所述的组件，其中所述电子处理单元包括所述无线电信号的接收器或者被连接到所述无线电信号的接收器，所述无线电信号是利用对应于测量值的PPM调制编码的脉冲无线电信号。
5.根据权利要求1至4中的一项所述的组件，其中所述电子处理单元包括用于连接到至少一个从单元的至少一个通信端口，所述至少一个通信端口适于从所述至少一个从单元接收过境交通工具的轮胎参数的附加的测量结果。
6.根据权利要求5所述的组件，其中所述电子处理单元包括通信模块或者被连接到通信模块，所述通信模块适于将关于借助所述无线电信号和/或经由所述至少一个通信端口接收的测量结果的信息发送到远程处理单元。
7.根据权利要求6所述的组件，其中所述通信模块是在移动电话网络上的通信模块。
8.根据权利要求7所述的组件，其中所述本地通信网络是以在ISM或SRD系统频带中的频率运行的无线网络。
9.根据权利要求1至4中的一项所述的组件，其中所述主单元和所述至少一个从单元被布置在所述可行驶路径的相互相对侧上。
10.根据权利要求5所述的组件，其中所述主单元和所述至少一个从单元被布置在所述可行驶路径的相互相对侧上。
11.根据权利要求6至8中的一项所述的组件，其中所述主单元和所述至少一个从单元被布置在所述可行驶路径的相互相对侧上。
12.根据权利要求9所述的组件，其中所述主单元和所述至少一个从单元被配置为使得所述相应的电子部件返回到所述睡眠或所述低功耗状态。
13.根据权利要求10所述的组件，其中所述主单元和所述至少一个从单元被配置为使得所述相应的电子部件返回到所述睡眠或所述低功耗状态。
14.根据权利要求11所述的组件，其中所述主单元和所述至少一个从单元被配置为使得所述相应的电子部件返回到所述睡眠或所述低功耗状态。
15.根据权利要求12至14中的一项所述的组件，其中所述主单元被配置为借助所述交通工具过境检测器验证在第一预设的时间间隔结束时是否存在其他的过境交通工具，以及如果存在的话，则生成附加的外部激活信号。
16.根据权利要求1至4、6至8、10、12至14中的一项所述的组件，其中所述至少一个从单元包括发送单元，所述发送单元连接到所述本地通信网络并且适于经由所述本地通信网络将测量结果发送到所述主单元，该测量结果由从所述至少一个从单元的相应的接收单元接收的所述无线电信号携带。
17.根据权利要求5所述的组件，其中所述至少一个从单元包括发送单元，所述发送单元连接到所述本地通信网络并且适于经由所述本地通信网络将测量结果发送到所述主单元，该测量结果由从所述至少一个从单元的相应的接收单元接收的所述无线电信号携带。
18.根据权利要求9所述的组件，其中所述至少一个从单元包括发送单元，所述发送单元连接到所述本地通信网络并且适于经由所述本地通信网络将测量结果发送到所述主单元，该测量结果由从所述至少一个从单元的相应的接收单元接收的所述无线电信号携带。
19.根据权利要求11所述的组件，其中所述至少一个从单元包括发送单元，所述发送单元连接到所述本地通信网络并且适于经由所述本地通信网络将测量结果发送到所述主单元，该测量结果由从所述至少一个从单元的相应的接收单元接收的所述无线电信号携带。
20.根据权利要求15所述的组件，其中所述至少一个从单元包括发送单元，所述发送单元连接到所述本地通信网络并且适于经由所述本地通信网络将测量结果发送到所述主单元，该测量结果由从所述至少一个从单元的相应的接收单元接收的所述无线电信号携带。
21.根据权利要求16所述的组件，其中所述外部激活信号包括数据收集消息，所述至少一个从单元被配置为在接收到所述数据收集消息之后将由从所述至少一个从单元的相应的接收单元接收的所述无线电信号携带的所述测量结果发送到所述主单元。
22.根据权利要求17至20中的一项所述的组件，其中所述外部激活信号包括数据收集消息，所述至少一个从单元被配置为在接收到所述数据收集消息之后将由从所述至少一个从单元的相应的接收单元接收的所述无线电信号携带的所述测量结果发送到所述主单元。
23.根据权利要求6至8中的一项所述的组件，其中所述主单元的所述电子处理单元被配置为在第二预设的时间间隔内经由所述通信模块将由所述主单元接收的所述无线电信号的测量结果和经由所述本地通信网络由所述主单元接收的所述至少一个从单元的测量结果发送到远程处理单元。
24.根据权利要求23所述的组件，其中所述主单元的所述电子处理单元被配置为附加地执行由所述主单元接收的所述无线电信号的测量结果和/或由所述主单元经由所述本地通信网络接收的所述至少一个从单元的测量结果与至少一个阈值的比较，并且只要所述比较产生负的结果，就经由所述通信模块将由所述主单元接收的所述无线电信号的测量结果和/或由所述主单元经由所述本地通信网络接收的所述至少一个从单元的测量结果发送到所述远程处理单元。
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