CN109591524A - 一种全自动轮胎定位系统的识别方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种全自动轮胎定位识别系统的识别方法，全自动轮胎定位识别系统包括轮胎本体、轮胎内置ID模块和轮胎ID识别模块，所述轮胎本体内设有稳压传感器，所述轮胎ID识别模块通过无线信号与TPMS中的无线终端连接，所述轮胎ID识别模块包括低频模块、高频发送模块、低频模块的供电控制电路以及中央处理单元，所述低频模块包括依次相连的功率放大电路、检波电路和滤波放大电路，并通过特定的使用方法步骤实现轮胎本体自动定位识别功能，提高工作效率，减少人工量。

Description

一种全自动轮胎定位系统的识别方法
技术领域
本发明涉及汽车配件领域，尤其涉及一种全自动轮胎定位系统的识别方法。
背景技术
在TPMS中，车辆的每一个轮胎本体均具有唯一性ID，需要与指定的接收机接收。当轮胎本体进行保养时难免会有轮胎本体易位的现象，特别是在大型车厂、公交公司的场所，出厂前会进行轮胎本体的安装，出厂后会进行批量的轮胎本体管理后保养，此环境下，弥补轮胎本体易位错误或者依次对应轮胎本体所耗费的人力相当可观。
在现代化的汽车制造和使用中，如何实现发射模块的ID学习和定位功能，一直是影响TPMS批量生产和售后维护的关键步骤。
发明内容
本发明的目的是提供一种全自动轮胎定位系统的识别方法，其优点在于，可以实现轮胎本体自动定位识别功能，提高工作效率，减少人工量。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的: 一种全自动轮胎定位系统的识别方法，全自动轮胎定位识别系统包括轮胎本体、轮胎内置ID模块和轮胎ID识别模块，所述轮胎本体内设有稳压传感器，所述轮胎ID识别模块通过无线信号与TPMS中的无线终端连接，所述轮胎ID识别模块包括低频模块、高频发送模块、低频模块的供电控制电路以及中央处理单元，所述低频模块包括依次相连的功率放大电路、检波电路和滤波放大电路；
全自动轮胎定位系统的识别方法，具体包括如下步骤：
（1）、车身总电源开启，稳压传感器和轮胎ID识别模块开始工作，轮胎ID识别模块通过低频模块连续发送一定频率的载波信号到相应的轮胎本体上，单片机检测到轮胎内置ID模块发出来的信号数据，并进行存储，同时通过单片机控制低频模块复位，以使得低频模块继续发送一定频率的载波信号；
（2）、重复步骤（1），若单片机第二次收到相同的信号数据，则存储该信号数据，并将该信号数据记录为此轮胎本体内部的ID号，同时通过单片机关闭低频模块的工作；如果第二次收到不同的信号数据，则丢弃第一次收到的信号数据，并再次重复步骤（1），直到下两次收到的信号数据相同为止，此后则存储新的信号数据，并将该信号数据记录为此轮胎本体内部的ID号，同时通过单片机关闭低频模块的工作。
（3）、通过步骤（1）和步骤（2），单片机已经识别并存储了每个轮胎本体内的ID号，再经过单片机的封装处理，在处理后的数据加上对应的轮胎位以及每个轮胎本体内轮胎ID识别模块的固定编码，构成新的数据编码，该数据编码经过高频模块传送至TPMS的无线接收终端。
（4）、TPMS的无线接收终端再把数据上传给TPMS的显示器模块，显示器模块在接收到该数据编码后和对该数据编码进行解读并和原先显示器模块中对应轮胎位上的ID号比对，如果一样则将新的数据丢弃，如果不一样则将老的ID号替换成新的ID号，这样就实现了实时轮胎ID号的改变从而实现轮胎的识别与定位。
本发明进一步设置为：步骤（3）中数据编码经过高频模块传送至TPMS的无线接收终端的发送机制为：每次重新上电后，检测到正确的ID号后，高频模块共连续发送20次相同的数据，每隔500MS发送5次数据，共发送4次，2-3S时间发完。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1、通过射频技术识别相对应的轮胎内置ID模块，从而识别轮胎本体所在车身的位置，经无线传输至通用的无线接收终端，显示器模块接收后经过CPU处理自动更新对应轮胎位置的传感器ID号，以此来实现对轮胎的实时定位功能，轮胎定位产品免去传统方式的手动更改相应轮胎位上的传感器ID号，可以实现快速准确的识别并更新相应胎位上的传感器ID号—唯一的轮胎ID号，与轮胎内置的胎压胎温检测传感器进行关联，并且可以通过手持的轮胎识别终端识别相应内置ID模块所对应的传感器ID号，便于后期轮胎的维护和更换，真正意义上实现了全周期的全自动轮胎定位识别的功能；
2、通过单片机发出电源控制信号去控制低频模块的工作状态（开或关），可以使低频模块的功耗在最低状态，也可增加轮胎内置ID模块的使用寿命；
3、在效益上可以有效的节省人工成本，辅助胎温胎压检测系统的工作提高该系统的稳定性、实时性、易操作性，实现真正意义上全自动轮胎全生命周期的工作情况的检测。
附图说明
图1是本全自动轮胎定位识别系统中轮胎内置ID模块和轮胎ID识别模块与TPMS的连接系统示意图；
图2是轮胎内置ID模块中EM4305芯片与集成电容组成的谐振电路示意图；
图3是轮胎ID识别模块内各个模块的系统示意图；
图4是电源控制电路图；
图5是高频发送模块的电路图；
图6是低频模块的电路图；
图7是轮胎ID识别模块在轮胎本体上的安装示意图。
图中：1、轮胎本体；2、轮胎ID识别模块；3、正方形支架；4、挡泥板。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例：一种全自动轮胎定位识别系统，如图1和7所示，包括轮胎本体，在轮胎本体内设有稳压传感器（图中未表示出），本全自动轮胎本体定位识别系统主要包括通过无线信号互相连接的轮胎内置ID模块和轮胎ID识别模块，轮胎内置ID模块安装在轮胎本体内部并和稳压传感器通过电源和信号线进行电气连接（图中未表示出），轮胎ID识别模块通过装置外壳固定设置在方形支架上，轮胎ID识别模块的一端口与电源模块的端口连接，轮胎ID识别模块通过无线信号与TPMS中的无线终端连接，并且轮胎内置ID模块和轮胎ID识别模块之间的安装间距为25cm，以保证轮胎ID识别模块内的低频模块与轮胎内置ID模块之间的成功互相识别。
如图2所示，轮胎内置ID模块内部主要包括一个EM4305芯片，EM4305芯片是CMOS集成电路，这款芯片包含了工厂编程的32位唯一识别码（UID），并提供了一个330p的谐振电容，通过外部线圈与内部集成电容一起组成的谐振电路，从连续的125kHz磁场中获取能量启动。芯片从内部的EEPROM电可擦可编程只读存储器中读出数据，并通过与线圈并联的负载电阻的开断产生深幅调制，将数据发送出去。
如图3所示，轮胎ID识别模块主要由低频模块、高频发送模块、低频模块的供电控制电路、中央处理单元四部分组成。
中央处理单元通过电源控制电路来控制低频模块处于工作还是非工作状态，解码低频模块接收到的数据，控制低频模块的连续载波功能以及处理解码后的数据并通过信号线将信号经高频模块把包装好的数据传送出去。
如图4所示，WRM_POWER_CORTL为单片机的电源控制信号，5V为轮胎ID识别模块的总电源，5V_1为低频模块的供电网络，R2、R3均为为限流电阻，当WRM_POWER_CORTL为高电平时5V_1和5V网络断开低频模块不工作，当WRM_POWER_CORTL为低时5V_1和5V网络相连接低频模块工作；轮胎ID模块上电初始化后，低频模块会一直发送连续的载波信号，当有ID模块响应发送数据给低频模块后由单片机解码数据，然后立即复位低频模块，当低频模块连续两次收到相同的正确的数据后，单片机存储接收到的数据，然后单片机发送电源控制信号给电源控制电路关闭低频模块的供电，以达到减小功耗的目的，也可增加轮胎内部ID模块的使用寿命（内部ID模块的读写次数有限大约1万次）。
如图5所示，高频发送模块采用标准的433.92MHZ频段来发送数据，当中央处理单元接收到由低频模块发送来的两次相同的数据时就会把数据进行一定规则的处理，然后将数据经高频模块（433.92MHZ）发送给温压检测系统的无线接收终端，连续发送10次(每隔500ms秒发送5次)后单片机会处于休眠状态，当重新上电后又会重复以上步骤顺序执行功能；下图为高频发送模块的原理图，其中C1、C2 为模块的旁路电容，R1、R2为限流电阻，L1、C3为LC震荡电路提供一定宽度的频率带，X1为433.92MHZ的声表滤波器，Q2为普通的晶体管，Q1为放大作用的晶体管，L2为反馈电感，C4为耦合电容，H1为发射天线。
如图6所示，在图2中①为载波产生及功率放大电路，由单片机的T /C2 工作于CTC模式，产生标准125kHz载波信号，经过限流电阻R1后送入推挽式连接的三三极管功率放大电路，放大后的载波信号通过天线发射出去。天线L1与电容C1构成串联谐振电路，谐振频岸为125kHz,请振电路的作用是使天线上获得最大的电流，从而产生最大的磁通量，获得更大的读卡路离。
②为检波电路，检波电路月来去除125kHz载波信号，还原出有目数据信号。R2,D1,R3,C2构成基本包络检波电路，C3 为耦合电容，R4,C4 为低通滤波电路，D2,D3 为保护二极管，输出接到滤波放大电路。
③为滤波放大电路，滤波放大电路采用集成运放LM358对检波后的信号进行滤波整形放大，放大后的信号送入单片机的定时/计数器T1的输入捕捉引脚ICPI,由单片机对接收到的信号进行解码，从而得到ID 卡的卡号。
低频模块的工作过程详细描述如下：
该模块在上电后会连续发送125KHZ的载波信号，直到收到两次相同的ID号后（第一次收到后由单片机复位该低频模块，连续两次收到相同的ID号后），经中央处理单元关闭给整个模块的供电；还有一个需要解释一下，由于我们的低频模块和轮胎内部的ID模块的发射和接收功率是经过距离调试的，低频模块和轮胎内部的ID模块只有在相距25CM以内的情况才能相互识别成功（该距离是已经考虑过轮胎内部结构的情况下给出的距离）。
本全自动轮胎定位识别的方法步骤如下：
（1）、材料准备与安装：一辆6轮的公交车，6个轮胎的命名分别为01左前轮、02右前轮、03左后左轮、04左后右轮、05右后左轮以及06右后右轮，在每一个轮胎里面都装上事先准备好和TPMS中的温压传感器集成在一起的轮胎内置ID模块，如图7所示，在每一个轮胎对应的前挡泥板上安装边长为142mm*142mm的正方形支架，之后通过螺栓将轮胎ID识别模块固定安装在支架上，使得轮胎ID识别模块正对于轮胎的正轴面，并使得轮胎ID识别模块与轮胎胎面之间的距离最大为35mm；然后将车身电源直接与轮胎ID识别模块的接口相连接即可，提供20-24V的直流电；TPMS的接收终端安装在车身的底部，用线缆与驾驶员位置处的显示器相连接，并对该显示器供电即可。
（2）、车身总电源开启，稳压传感器和轮胎ID识别模块开始工作，轮胎ID识别模块通过低频模块连续发送一定频率的载波信号到相应的轮胎本体上，单片机检测到轮胎内置ID模块发出来的信号数据，并进行存储，同时通过单片机控制低频模块复位，以使得低频模块继续发送一定频率的载波信号；
（3）、重复步骤（2），若单片机第二次收到相同的信号数据，则存储该信号数据，并将该信号数据记录为此轮胎本体内部的ID号，同时通过单片机关闭低频模块的工作；如果第二次收到不同的信号数据，则丢弃第一次收到的信号数据，并再次重复步骤（1），直到下两次收到的信号数据相同为止，此后则存储新的信号数据，并将该信号数据记录为此轮胎本体内部的ID号，同时通过单片机关闭低频模块的工作。
（4）、通过步骤（2）和步骤（3），单片机已经识别并存储了每个轮胎本体内的ID号，再经过单片机的封装处理，在处理后的数据加上对应的轮胎位以及每个轮胎本体内轮胎ID识别模块的固定编码，构成新的数据编码，该数据编码经过高频模块传送至TPMS的无线接收终端。
（5）、TPMS的无线接收终端再把数据上传给TPMS的显示器模块，显示器模块在接收到该数据编码后和对该数据编码进行解读并和原先显示器模块中对应轮胎位上的ID号比对，如果一样则将新的数据丢弃，如果不一样则将老的ID号替换成新的ID号，这样就实现了实时轮胎ID号的改变从而实现轮胎的识别与定位。
以上的过程在无人工干预的情况下实现了轮胎ID号的自动匹配，也就是完成了全自动轮胎定位识别的整个过程。在每一个轮胎位上的ID号匹配正确后，TPMS的无线接收终端就可以正常接收传感器发送过来的监测数据，然后传送给显示器模块处理后在屏幕上显示出来想要的数据，并执行胎温胎压异常情况下的报警功能。
至此就可以实现全自动轮胎定位识别系统对轮胎的自动定位功能，以辅助胎温胎压监测系统的更加智能化。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (2)

1.一种全自动轮胎定位系统的识别方法，全自动轮胎定位识别系统包括轮胎本体、轮胎内置ID模块和轮胎ID识别模块，所述轮胎本体内设有稳压传感器，所述轮胎ID识别模块通过无线信号与TPMS中的无线终端连接，所述轮胎ID识别模块包括低频模块、高频发送模块、低频模块的供电控制电路以及中央处理单元，所述低频模块包括依次相连的功率放大电路、检波电路和滤波放大电路；其特征在于：全自动轮胎定位系统的识别方法，具体包括如下步骤：
（1）、车身总电源开启，稳压传感器和轮胎ID识别模块开始工作，轮胎ID识别模块通过低频模块连续发送一定频率的载波信号到相应的轮胎本体上，单片机检测到轮胎内置ID模块发出来的信号数据，并进行存储，同时通过单片机控制低频模块复位，以使得低频模块继续发送一定频率的载波信号；
（2）、重复步骤（1），若单片机第二次收到相同的信号数据，则存储该信号数据，并将该信号数据记录为此轮胎本体内部的ID号，同时通过单片机关闭低频模块的工作；如果第二次收到不同的信号数据，则丢弃第一次收到的信号数据，并再次重复步骤（1），直到下两次收到的信号数据相同为止，此后则存储新的信号数据，并将该信号数据记录为此轮胎本体内部的ID号，同时通过单片机关闭低频模块的工作；
（3）、通过步骤（1）和步骤（2），单片机已经识别并存储了每个轮胎本体内的ID号，再经过单片机的封装处理，在处理后的数据加上对应的轮胎位以及每个轮胎本体内轮胎ID识别模块的固定编码，构成新的数据编码，该数据编码经过高频模块传送至TPMS的无线接收终端；
（4）、TPMS的无线接收终端再把数据上传给TPMS的显示器模块，显示器模块在接收到该数据编码后和对该数据编码进行解读并和原先显示器模块中对应轮胎位上的ID号比对，如果一样则将新的数据丢弃，如果不一样则将老的ID号替换成新的ID号，这样就实现了实时轮胎ID号的改变从而实现轮胎的识别与定位。
2.根据权利要求1所述的一种全自动轮胎定位系统的识别方法，其特征在于：步骤（3）中数据编码经过高频模块传送至TPMS的无线接收终端的发送机制为：每次重新上电后，检测到正确的ID号后，高频模块共连续发送20次相同的数据，每隔500MS发送5次数据，共发送4次，2-3S时间发完。
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