CN108382136A - 基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统 - Google Patents

基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统，该系统中的TPMS传感装置获取到胎压数据后发送给低功耗控制装置，由低功耗控制装置对胎压数据进行处理得到综合数据，显示该综合数据并发送给4G转WiFi车联网装置，由4G转WiFi车联网装置将该综合信号以4G通信的方式发送，且该4G转WiFi车联网装置还接收4G信号并将4G信号转化为WiFi热点。该系统在TPMS传感装置的基础上，又集成了4G转WiFi车联网装置，丰富了系统的功能，且低功耗控制装置能使系统的能耗降低。另外，通过一个低功耗控制装置集成TPMS和4G转WiFi，在增加了功能的集成性的同时，还能降低硬件开销，节约成本。

Description

基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统
技术领域
本发明涉及车联网技术领域，尤其涉及一种基于轮胎压力监测系统(TirePressure Monitoring System，TPMS)和第四代无线通讯技术(the 4th Generationmobile communication technology，4G)转无线保真(Wireless-Fidelity，WiFi)的车联网系统。
背景技术
随着汽车行业的蓬勃发展，汽车使用数量的增多，交通也越来越拥堵。为了有效减少交通事故，现代的汽车会配置更多安全模块和智能模块，如主动道路安全系统，包括制动防抱死系统(Antilock Brake System，ABS)、牵引力控制系统(Traction Control System，TCS)、车身电子稳定系统(Electronic Stability Program，ESP)和TPMS等，以此增加驾驶者的安全感和减轻驾驶者对周围环境的不可预测性。
目前，中国本土TPMS开发、生产厂商已经有几百家，但市场容量小、普及率低，技术有待进一步提高。由于受到成本的制约，目前将TPMS系统作为标准配置的还集中在中高端车型上，如奔驰、宝马、迈腾和帕萨特等，在国内市场上把TPMS系统作为标配的汽车品牌还比较少。2015年3月3日，全国汽车标准化委员会发布通知，《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》已完成征求意见稿。为提高轮胎质量、保证行驶安全，国家制定了轮胎相关的强制性国家标准，对轮胎的强度、耐久、低气压性能和高速性能等做了相关规定，如果该征求意见稿最终获得通过，轮胎产品将列入正式强制性认证范围，越来越多的国内汽车品牌也需将TPMS系统作为汽车的标配，因而市场巨大。然而，目前市场上的TPMS系统功能较为单一，且能耗较大。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统，可以解决现有技术中TPMS系统的功能单一且能耗较大的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供一种基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统，该系统包括：
依次连接TPMS传感装置、低功耗控制装置和4G转WiFi车联网装置；
所述TPMS传感装置，用于获取胎压数据并将所述胎压数据以射频通信的方式发送给所述低功耗控制装置；
所述低功耗控制装置，用于接收所述胎压数据并进行处理得到综合数据，显示所述综合数据并将所述综合数据发送给所述4G转WiFi车联网装置；
所述4G转WiFi车联网装置，用于接收所述综合数据并以4G通信的方式发送，以实现与基站之间的通信，及接收4G信号并将所述4G信号转化为WiFi热点，以使移动终端通过WiFi组成无线通信网络。
本发明提供一种基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统。该系统在TPMS传感装置的基础上，又集成了4G转WiFi车联网装置，大大丰富了传统TPMS系统的功能；另一方面，低功耗控制装置使得该系统的能耗降低。本系统通过低功耗控制装置实现了集成TPMS传感装置和4G转WiFi车联网装置的车联网系统，在增加了功能的集成性的同时，还能降低硬件开销，节约成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统的结构示意图；
图2为本发明TPMS传感装置10的细化结构示意图；
图3为本发明低功耗控制装置20和4G转WiFi车联网装置30的细化结构示意图。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
由于现有技术中存在TPMS系统的功能单一且能耗较大的技术问题。
为了解决上述技术问题，本发明提出一种基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统。该系统在TPMS传感装置的基础上，又集成了4G转WiFi车联网装置，大大丰富了传统TPMS系统的功能；另一方面，低功耗控制装置使得该系统的能耗降低。本系统通过低功耗控制装置实现了集成TPMS传感装置和4G转WiFi车联网装置的车联网系统，在增加了功能的集成性的同时，还能降低硬件开销，节约成本。
请参阅图1，为本发明所提供的一种基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统的结构示意图。该系统包括：依次连接的TPMS传感装置10、低功耗控制装置20和4G转WiFi车联网装置30。具体的：
TPMS传感装置10，用于获取胎压数据并将胎压数据以射频通信的方式发送给低功耗控制装置20；
低功耗控制装置20，用于接收胎压数据并进行处理得到综合数据，显示综合数据并将综合数据发送给4G转WiFi车联网装置30；
4G转WiFi车联网装置30，用于接收综合数据并以4G通信的方式发送，以实现与基站之间的通信，及接收4G信号并将4G信号转化为WiFi热点，以使移动终端通过WiFi组成无线通信网络。
进一步的，为便于理解上述TPMS传感装置10的结构，请参阅图2，为本发明TPMS传感装置10的细化结构示意图。该TPMS传感装置10包括：依次连接的胎压传感器101、获取控制单元102和射频发射装置103。具体的：
获取控制单元102，用于获取由胎压传感器101感应到的胎压数据，并控制射频发射装置103将胎压数据以射频通信的方式发送给低功耗控制装置20。
进一步的，TPMS传感装置10还包括与获取控制单元102连接的低频接收装置104，且获取控制单元102通过低频接收装置104与胎压下线设备进行通信。
进一步的，该系统包括电源系统，且电源系统中的第一电源装置401，用于为TPMS传感装置10提供工作电压。
需要说明的是，TPMS传感装置10一般设置在汽车轮胎内，其发送胎压数据的方式为射频通信的方式，其频率为434MHz(频率单位，兆赫兹)左右。胎压传感器101感应到的胎压数据包括温度数据、加速度数据和气压数据。获取控制单元102可以为FXTH87系列中的一种，如FXTH8705116T1芯片，用于检测信号和控制信号发射。其中，获取控制单元102分别采集温度数据电压、加速度数据电压、气压数据电压及第一电源装置401的供电电压，驱动输出434MHz的射频信号，控制射频发射装置103发送该射频信号。一般的，第一电源装置401的供电电压为3V(电压单位，伏特)。
需要说明的是，汽车搭配了TPMS传感装置10时，或者汽车更换了TPMS传感装置10中的胎压传感器101后，需要对胎压进行匹配学习，使车辆恢复到正常状态，即学习模式。胎压下线设备通过低频接收装置104与获取控制单元102进行通信，进而调整胎压传感器101，使胎压传感器101与所在车辆匹配，使车辆状态显示为正常。
进一步的，为便于理解低功耗控制装置20和4G转WiFi车联网装置30的结构，请参阅图3，为本发明低功耗控制装置20和4G转WiFi车联网装置30的细化结构示意图。低功耗控制装置20包括依次连接的射频接收装置201、低功耗中央控制单元202和车机装置203，具体的：
低功耗中央控制单元202，用于控制射频接收装置201获取胎压数据，对胎压数据进行处理得到综合数据，并将综合数据发送给车机装置203和4G转WiFi车联网装置30，以便车机装置203显示综合数据。
进一步的，4G转WiFi车联网装置30包括相互连接的4G模块301和WiFi模块302，且4G模块301与低功耗控制装置20连接。具体的：
4G模块301，用于接收低功耗控制装置20发送的综合数据并以4G通信的形式发送，以实现与基站之间的通信，及接收4G信号并传输给WiFi模块302；
WiFi模块302，用于接收4G模块301传输的4G信号，并将4G信号转化为WiFi热点，以使移动终端通过WiFi组成无线通信网络。
进一步的，4G转WiFi车联网装置30还包括信号放大器303，信号放大器303与WiFi模块302连接，以便放大无线信号。
进一步的，4G转WiFi车联网装置30还包括WiFi开关304，WiFi开关304与WiFi模块302连接，以便通过WiFi开关304控制WiFi模块302的启动与停止。
进一步的，该系统还包括电源系统，电源系统中的第二电源装置402，用于为除TPMS传感装置10之外的系统提供工作电压。
进一步的，该系统还包括控制器局域网络(Controller Area Network，CAN)通讯总线(图中未标出)，以便实现与整车进行信号交流和接收命令的功能。
需要说明的是，低功耗控制装置20中的射频接收装置201与TPMS传感装置10中的射频发射装置103为一对配套的接收发射装置，且工作频率为434MHz。低功耗中央控制单元202中包含有闪存存储器，便于存储数据。汽车电器存在一项特有的性能——暗电流。汽车在非行驶状态下时，电瓶处于供电状态，这要求汽车在极度节能的条件下，依旧能维持正常工作，因此，对汽车节能这方面有很高的要求。通常，暗电流要求小于0.8mA(电流单位，毫安)。本发明中，一方面，硬件采用低功耗中央控制单元202，另一方面，对不工作的电路采用低功耗工作模式，例如：当WiFi开关304处于闭合状态时，WiFi模块302采用低功耗工作模式。除此之外，还通过软件的方式实现低功耗中央控制单元202的睡眠或者唤醒。通过上述三种方法，可以有效的控制汽车暗电流的大小，满足设计需求。
需要说明的是，4G转WiFi车联网装置30中的4G模块301包括有全球用户识别卡(Universal Subscriber Identity Module，USIM)和至少一根4G天线，WiFi模块302包括有至少一根WiFi天线。胎压数据经过低功耗中央控制单元202的处理后，转化为综合数据。综合数据一方面经过系统中的CAN通讯总线上传至行车电脑中，以便于驾驶员及时掌握轮胎信息，另一方面，综合数据经过4G模块301中的4G天线，以4G通信的方式发送，实现与基站之间的通信。车内通过WiFi模块302将4G信号转化为WiFi热点，使移动终端通过WiFi组成无线通信网络。在驾驶员远离车内WiFi热点的范围内时，即驾驶员离车辆较远，驾驶员的移动终端(如手机)中相应的应用软件可以通过接收基站的信号，从而得知汽车的轮胎状况，便于随时随地掌握汽车状态，避免在驾驶员用车时才发现轮胎漏气的现象。
另外，汽车在严酷的电磁环境下工作，对抗扰性要求很高。比如，在静电释放(Electro-Static discharge，ESD)方面，间隙放点达到±15kV(电压单位，千伏)，接触放电达到±8kV；在瞬态传导抗扰度方面，最严酷的为60V/150ms(表示每150毫秒60伏特)的瞬态电压，辐射抗扰度达到106dbuA，传导发射达到36dbuV，辐射发射达到53dbuV/m，过电压能达到24V/min。本发明在设计电路上，采用可干扰隔离、过压保护、辐射屏蔽等技术，具有强抗瞬变、抗射频、抗电磁干扰的能力。
在本发明实施例中，该系统在TPMS传感装置10的基础上，又集成了4G转WiFi车联网装置30，大大丰富了传统TPMS系统的功能；另一方面，低功耗控制装置20使得该系统的能耗降低。本系统通过低功耗控制装置20实现了集成TPMS传感装置10和4G转WiFi车联网装置30的车联网系统，在增加了功能的集成性的同时，还能降低硬件开销，节约成本。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，且对所述装置的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个装置可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行，或一个装置具体拆分成多个装置。另外，装置之间的连接关系可以为耦合或通过接口连接，或者采用其他的连接方式。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定都是本发明所必须的。
以上为对本发明所提供的一种基于TPMS和4G转WiFi的车联网系统的描述，对于本领域的技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种基于轮胎压力监测系统TPMS和第四代无线通讯技术4G转无线保真WiFi的车联网系统，其特征在于，所述系统包括：
依次连接TPMS传感装置、低功耗控制装置和4G转WiFi车联网装置；
所述TPMS传感装置，用于获取胎压数据并将所述胎压数据以射频通信的方式发送给所述低功耗控制装置；
所述低功耗控制装置，用于接收所述胎压数据并进行处理得到综合数据，显示所述综合数据并将所述综合数据发送给所述4G转WiFi车联网装置；
所述4G转WiFi车联网装置，用于接收所述综合数据并以4G通信的方式发送，以实现与基站之间的通信，及接收4G信号并将所述4G信号转化为WiFi热点，以使移动终端通过WiFi组成无线通信网络。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述TPMS传感装置包括依次连接的胎压传感器、获取控制单元和射频发射装置；
所述获取控制单元，用于获取由所述胎压传感器感应到的所述胎压数据，并控制所述射频发射装置将所述胎压数据以射频通信的方式发送给所述低功耗控制装置。
3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述TPMS传感装置还包括与所述获取控制单元连接的低频接收装置；
所述获取控制单元通过所述低频接收装置与胎压下线设备进行通信。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述低功耗控制装置包括依次连接的射频接收装置、低功耗中央控制单元和车机装置；
所述低功耗中央控制单元用于控制所述射频接收装置获取所述胎压数据，对所述胎压数据进行处理得到综合数据，并将所述综合数据发送给所述车机装置和所述4G转WiFi车联网装置，以便所述车机装置显示所述综合数据。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述4G转WiFi车联网装置包括相互连接的4G模块和WiFi模块，且所述4G模块与所述低功耗控制装置连接；
所述4G模块，用于接收所述低功耗控制装置发送的所述综合数据并以4G通信的形式发送，以实现与基站之间的通信，及接收所述4G信号并传输给所述WiFi模块；
所述WiFi模块，用于接收所述4G模块传输的所述4G信号，并将所述4G信号转化为WiFi热点，以使移动终端通过WiFi组成无线通信网络。
6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述4G转WiFi车联网装置还包括信号放大器，所述信号放大器与所述WiFi模块连接，以便放大无线信号。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述4G转WiFi车联网装置还包括WiFi开关，所述WiFi开关与所述WiFi模块连接，以便通过所述WiFi开关控制所述WiFi模块的启动与停止。
8.根据权利要求1至7任意一项所述的系统，其特征在于，所述胎压数据包括温度数据、加速度数据及气压数据。
9.根据权利要求1至7任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制器局域网络CAN通讯总线，以便实现与整车进行信号交流和接收命令的功能。
10.根据权利要求1至7任意一项所述的系统，其特征在于，所述系统还包括电源系统；
所述电源系统包括第一电源装置与第二电源装置，所述第一电源装置为所述TPMS传感装置提供工作电压，所述第二电源装置为除所述TPMS传感装置之外的所述系统提供工作电压。
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RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180810

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