CN111823790A - 一种轮胎系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎系统，该轮胎系统包括：轮胎主体以及安装于轮胎主体表面或植入于轮胎主体里面的电子标签；所述电子标签包括电子标签本体以及与所述电子标签本体集成设置的传感器模块。本发明实施例提供的技术方案，可利用传感器模块获取可表征轮胎状态的多种实时数据，后续通过与数据收集处理模块的数据作出比较，从而判断轮胎的状态是否正常；此外，通过将传感器模块与电子标签本体集成设置，可避免对轮胎的使用和生产工艺的改变，有利于控制生产流程和确保较低的生产成本。

Description

一种轮胎系统

技术领域

本发明实施例涉及智能轮胎监控技术领域，尤其涉及一种轮胎系统。

背景技术

射频识别(Radio Frequency Identification，RFID)技术，又称无线射频识别技术，是一种通信技术，可通过无线电讯号识别特定目标的相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或光学接触。按照工作频率的不同，RFID可分为低频(Low Frequency，LF)RFID、高频(High Frequency，HF)RFID、超高频(Ultra-high frequency，UHF)RFID以及微波RFID等。RFID作为电子标签的一种实现方法，可用作轮胎电子标签。

通常，轮胎电子标签是一种无源器件，其携带的数据只能被标签读写器以主从的方式被读写，而无法自行收集或更新数据，由此导致无法获取轮胎电子标签的实时数据，在车辆运行过程中，无从判断轮胎的状态。

发明内容

本发明实施例提供一种轮胎系统，以利用传感器模块获取可表征轮胎状态的实时数据，从而判断轮胎的状态是否正常；以及避免对轮胎的使用和生产工艺的改变，有利于控制生产流程和确保较低的生产成本。

本发明实施例提出一种轮胎系统，该轮胎系统包括：轮胎主体以及安装于所述轮胎主体表面或植入所述轮胎主体里面的电子标签；

所述电子标签包括电子标签本体以及与所述电子标签本体集成设置的传感器模块。

进一步地，所述电子标签设置于所述轮胎主体的侧面；所述轮胎主体的侧面为轮胎在车辆行驶过程中不接触地面的表面。

进一步地，所述传感器模块嵌入在所述电子标签本体内，或者

所述传感器模块通过接口连接至所述电子标签本体内。

进一步地，所述传感器模块包括温度传感器、位移传感器、霍尔传感器、光传感器和应变传感器中的至少一种。

进一步地，该轮胎系统还包括标签读写器；

所述标签读写器用于发出第一射频信号，以激活所述电子标签本体以及所述传感器模块中的至少一种传感器，并读取被激活的所述电子标签本体的第一数据，和/或，读取被激活的所述传感器的第二数据。

进一步地，所述标签读写器还用于发出第二射频信号，以激活所述电子标签本体以及所述传感器模块中的至少一种传感器，并将第三数据写入被激活的所述电子标签本体，和/或，将第四数据写入被激活的所述传感器。

进一步地，每个所述轮胎主体配置至少一个所述电子标签；所述标签读写器的数量为至少一个。

进一步地，该轮胎系统还包括数据收集处理模块，以及包括数据存储模块和/或数据传送模块；

所述数据收集处理模块用于控制至少一个所述标签读写器向所述电子标签发射射频信号，以激活所述电子标签，并读取所述电子标签的数据，或向所述电子标签写入更新后的数据；

所述数据收集处理模块还用于从专属模块以及车辆总线获取车辆的当前信息，并将所述当前信息与所述标签读写器读取的数据进行比较，以获得所述车辆的信息，并判断所述轮胎的状态；

所述数据存储模块用于存储所述数据收集处理模块获得的所述当前信息、所述标签读写器读取的数据、所述车辆的信息以及所述轮胎的状态信息；

所述数据传送模块用于将所述数据收集处理模块获得的所述当前信息、所述标签读写器读取的数据、所述车辆的信息以及所述轮胎的状态信息发送至后台。

进一步地，该轮胎系统还包括异常报警模块；

所述异常报警模块用于在所述车辆的信息超出预设范围时，以及在所述轮胎的状态异常时发出警报。

进一步地，所述电子标签为无源电子标签。

本发明实施例提供的轮胎系统包括轮胎主体以及安装于轮胎主体表面或植入在轮胎主体里面的电子标签；所述电子标签包括电子标签本体以及与所述电子标签本体集成设置的传感器模块，由此可利用传感器模块获取可表征轮胎状态的实时数据，从而判断轮胎的状态是否正常；此外，通过将传感器模块与电子标签本体集成设置，可避免对轮胎的使用和生产工艺的改变，有利于控制生产流程和确保较低的生产成本。

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做一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是本发明实施例提供的一种轮胎系统的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的另一种轮胎系统的结构示意图；

图3是本发明实施例提供的又一种轮胎系统的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的又一种轮胎系统的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

参照图1，该轮胎系统10包括：轮胎主体110以及安装于轮胎主体110表面或植入轮胎主体里面的电子标签120；电子标签120包括电子标签本体210以及与电子标签本体210集成设置的传感器模块220。

其中，电子标签120也可称为轮胎电子标签120，或RFID轮胎电子标签120。随着RFID轮胎电子标签120的标准HG/T4953-2016推出，越来越多带RFID轮胎电子标签120的轮胎在市场中使用。每个轮胎主体110都安装专属的RFID轮胎电子标签120，且每条轮胎的RFID轮胎电子标签120不能更换。RFID轮胎电子标签120通常可储存轮胎的识别号码和参数，例如温度等级、负载指数、速度符号以及本领域技术人员可知的其他参数，本发明实施例对此不作限定。

每个轮胎主体110所安装的RFID轮胎电子标签120的识别号码在轮胎系统10内是唯一的，通过识别号码可以分辨不同的轮胎主体110。识别号码可以是储存在RFID轮胎电子标签120内的一个信息，如HG/T4953-2016中的唯一项目标识符(UII)；亦可以由储存在RFID轮胎电子标签120内的多个信息组成，例如轮胎制造商代号，轮胎型号和轮胎序列号的组合；还可采用本领域技术人员可知的其他方式定义识别号码，以及可采用本领域技术人员可知的其他电子标签专有标准，本发明实施例对此不作限定。

可选的，电子标签120为无源电子标签。无源电子标签是通过外部以射频激活，自身不需要带电源，产品安全性较高。

同时，RFID轮胎电子标签120较耐用，按照HG/T4953-2016，电子标签120的数据保存期不短于30年，只读次数达到10万次以上；如此，RFID轮胎电子标签120能减少用户的维护工作量。

其中，传感器模块220能为轮胎系统10提供可表征轮胎主体110性能的多方面的实时数据，例如轮胎主体110的实际温度、安装位置或本领域技术人员可知的其他数据，本发明实施例对此不作限定。

由此，本发明实施例提供的轮胎系统10，可利用传感器模块220获取可表征轮胎状态的实时数据，从而判断轮胎的状态是否正常；此外，通过将传感器模块220与电子标签本体210集成设置，可使每条轮胎只需植入与现有标准兼容的RFID轮胎电子标签(包括电子标签主体及其专属传感器)便能实现，对轮胎的使用与生产工艺不会构成重大改变，从而可避免对轮胎的使用和生产工艺的改变，有利于控制生产流程和确保较低的生产成本。

可选的，继续参照图1，电子标签120设置于轮胎主体110的侧面；轮胎主体110的侧面为轮胎在车辆行驶过程中不接触地面的表面。

如此设置，可避免车辆行驶过程中，由于轮胎与地面接触产生的磨损对电子标签10的影响，确保电子标签120可在轮胎的完整的使用过程中对轮胎的状态进行监控，有利于对轮胎的长期监控。

同时，本实施例中的电子标签120可沿用现有技术中电子标签的固有安装方式，无需额外采用新的安装方式将电子标签120安装至轮胎主体110中，从而无需开发新的电子标签120的安装工艺。

可选的，继续参照图1，传感器模块220嵌入电子标签本体210内，或者传感器模块220通过接口连接至电子标签本体210内。

其中，RFID轮胎电子标签能在同一RFID芯片中或透过其专用接口集成传感器模块220。

如此，可实现传感器模块220与电子标签本体210的集成设置，从而可在轮胎制造过程中植入电子标签120，而不会引起轮胎的制作过程的改变。

可选的，参照图2，传感器模块220包括温度传感器221、位移传感器222、霍尔传感器223、光传感器224和应变传感器225中的至少一种。

示例性的，温度传感器221可感知轮胎主体110的实际温度，位移传感器222能检测轮胎安装是否安全，霍尔传感器223可感知轮胎的转速，光传感器224可提供轮胎相关的光强度，应变传感器225可感知轮胎的应变量。

在其他实施方式中，传感器模块220还可包括本领域技术人员可知的其他传感器，可根据轮胎系统10的实际需求设置，本发明实施例对此不作限定。

可选的，参照图3，该轮胎系统10还包括标签读写器130；标签读写器130用于发出第一射频信号，以激活电子标签本体210以及/或传感器模块220中的传感器，并读取被激活的电子标签本体210的第一数据，和/或，读取被激活的传感器的第二数据；标签读写器130还用于发出第二射频信号，以激活电子标签本体210以及传感器模块220中的至少一种传感器，并将第三数据写入被激活的电子标签本体210，和/或，将第四数据写入被激活的传感器。

其中，电子标签本体210以及传感器模块220都是无源的，可通过标签读写器130发出射频信号激活，并读取电子标签本体210以及传感器模块220中的数据。当电子标签120内的数据有更新需求时，标签读写器130发出射频信号激活并将数据写进电子标签本体210以及传感器模块220。

可理解的是，标签读写器130在读取或写入数据时，向电子标签本体210以及传感器模块220发出的射频信号可分别为第一射频信号和第二射频信号，读取的数据可分别为第一数据和第二数据，写入的数据可分别为第三数据和第四数据，这里的第一、第二、第三和第四仅用于对不同读写主体和读写过程的区分，其射频信号种类和具体数据类型可根据轮胎系统10的实际需求设置，本发明实施例对此不作限定。

需要说明的是，激活并读取电子标签本体210或传感器模块220是独立的操作，无时序先后顺序的限制；同时，读取与写入是独立的操作，二者之间也无先后时序限定，均可根据轮胎系统10的实际需求设置，本发明实施例对此不作限定。

可选的，参照图2和图3，每个轮胎主体110配置至少一个电子标签120；标签读写器130的数量为至少一个。

示例性的，每个轮胎主体110可配置的电子标签120的数量可为两个，此时，每个轮胎主体110的两个侧面可分别设置一个电子标签120。或者，每个轮胎主体110可配置的电子标签120的数量可为一个，此时，该电子标签120可设置在轮胎主体110的任一侧面。

示例性的，小汽车中的轮胎较小且数量较少，可安装数量较少的电子标签120，设置数量较少的标签读写器130；大卡车中的轮胎较大且数量较多，可安装较多的电子标签120，设置数量较多的标签读写器130。可根据轮胎系统10的需求以及车型，设置一个或多个电子标签120，以及设置一个或多个标签读写器130，本发明实施例对此不作限定。

可选的，参照图4，该轮胎系统10还包括数据收集处理模块140，以及包括数据存储模块150和/或数据传送模块160；数据收集处理模块140用于控制至少一个标签读写器130向电子标签120发射射频信号，以激活电子标签120，并读取电子标签的数据120，或向电子标签120写入更新后的数据；数据收集处理模块140还用于从专属模块180以及车辆总线获取车辆的当前信息，并将当前信息与标签读写器130读取的数据进行比较，以获得车辆的信息，并判断轮胎的状态；数据存储模块150用于存储数据收集处理模块140获得的当前信息、标签读写器130读取的数据、车辆的信息以及轮胎的状态信息；数据传送模块160用于将数据收集处理模块140获得的当前信息、标签读写器130读取的数据、车辆的信息以及轮胎的状态信息发送至后台。该轮胎系统10还包括异常报警模块170；异常报警模块170用于在车辆的信息超出预设范围时，以及在轮胎的状态异常时发出警报。

其中，标签读写器130可被数据收集处理模块140控制，以发射射频信号，用以激活电子标签120，并读取电子标签本体或传感器模块中的数据。

数据收集处理模块140的功能可包括：

1)数据收集处理模块140能控制全部或个别标签读写器130激活并读写轮胎内的电子标签120(包括RFID轮胎电子标签主体的存储器和/或传感器模块中的传感器)的参数或数据。

2)数据收集处理模块140能通过车辆总线获得车辆实时数据，例如轮速，旋转方向、加速、制动等。

3)数据收集处理模块140能集成专属模块，获得其他数据，例如从GPS模块获得当时的时间，位置等信息。

4)数据收集处理模块140能通过车辆的实时数据及专属模块所获得的数据，计算所需参数，例如，胎压、载重、旋转方向、加速和制动等。

5)数据收集处理模块140能比较RFID轮胎电子标签的数据、从车辆的实时数据及专属模块所获得的数据所计算的参数，判断车辆的状态是否安全，并在必要时控制异常报警模块170发出警告。

6)数据收集处理模块140能在内部或通过后台运算，从积累所得的计算参数和实时所收集数据，进一步推算轮胎的其他状况，如磨损程度，并据此预先发出提示，防止事故发生，提高车辆的安全性。

所有数据和计算所得的参数可以存储在轮胎系统内，和/或，通过数据传送模块160转送至外部，作其他用途，例如轮胎追溯、使用、日后分析、改进以及后台运算等用途。

示例性的，数据传送模块160可通过蓝牙、WIFI、4G、5G或其他本领域技术人员可知的数据传输方式，将上述数据和参数传输至外部。

示例性的，预设范围可为轮胎的安全使用等级范围，超出该范围时，轮胎可能受损，或者车辆可能发生危险。

示例性的，图4中带箭头的虚线、直线以及点划线均可表示信号双向交互方式。继续参照图4，该轮胎系统10还可包括电子控制单元(Electronic ControlUnit，ECU)190，具体可为汽车专用微机控制器，可为本领域技术人员可知的任一种ECU，可采用本领域技术人员可知的任一种方式安装，本发明实施例对此均不作限定。

下面，示例性的说明该轮胎系统的工作程序，可包括：

1)事件触发，例如每次开车，数据收集处理模块通过标签读写器，激活并读取电子标签的存储器的参数。

示例性的，参数可包括：轮胎识别号码，用于判断轮胎是否被更换；生产日期，用于判断轮胎是否过期；速度符号，用于判断车速是否高于轮胎上限；负载指数，从而推算适当胎压；温度等级，用于判断轮胎温度是否过高。

2)短定期(例如每10秒)事件：数据收集处理模块通过汽车总线获得ECU数据或通过专属模块数据获取实时数据。示例性的，可包括：从专属模块如GPS或车机获得当时时间，比较轮胎的生产日期，从而判断轮胎是否过期；从ECU获得车速，比较轮胎的速度符号，从而判断车速是否高于轮胎上限；从ECU获得数据，计算间接式胎压，比较由负载指数推算的适当胎压，从而判断胎压是否正常。

3)中定期(例如每分钟)事件：数据收集处理模块通过标签读写器，读取传感器模块中的传感器的数据。示例性的，可包括：从RFID轮胎电子标内置的温度传感器，读取轮胎温度，比较轮胎的温度等级，判断轮胎温度是否过高。

4)长期(例如每天)事件：数据收集处理模块内部或通过后台运算，从积累所得的计算获得的参数和实时所收集数据，进一步推算轮胎的其他状况。示例性的，可包括：从积累所得的计算参数，如胎压、路面状况、载重等和积累所得的实时所收集数据，如轮胎的温度等，推算轮胎的磨损程度。

5)当数据超出正常范围，发出警告或轮胎状况变坏时，发出提示。

本发明实施例提供的轮胎系统是一种基于RFID轮胎电子标签并集成其专属传感器的无源智能轮胎系统。通过设置车辆内的数据收集处理模块控制标签读写器发射射频信号，激活并读取RFID轮胎电子标签的固有参数及专属传感器获取的实时数据，实时记录并比较车辆实时数据和/或专属模块所提供/计算的参数，从而判断轮胎的状态是否正常，并在必要时发出警告，提高车辆整体的安全性。同时，该轮胎系统还能从积累所得的计算参数和实时所收集数据如车辆的载重，进一步推算轮胎的其他状况，如磨损程度，预先发出提示，防止事故发生。此外，所有数据和计算所得的参数可以存储在车辆的系统内并/或转送数据至外部，作其他用途，例如轮胎的追踪、使用、分析、改进、后台运算等。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种轮胎系统，其特征在于，包括：轮胎主体以及安装于所述轮胎主体表面或植入于所述轮胎主体里面的电子标签；

所述电子标签包括电子标签本体以及与所述电子标签本体集成设置的传感器模块。

2.根据权利要求1所述的轮胎系统，其特征在于，所述电子标签设置于所述轮胎主体的侧面；所述轮胎主体的侧面为轮胎在车辆行驶过程中不接触地面的表面。

3.根据权利要求1所述的轮胎系统，其特征在于，所述传感器模块嵌入在所述电子标签本体内，或者

所述传感器模块通过接口连接至所述电子标签本体内。

4.根据权利要求1所述的轮胎系统，其特征在于，所述传感器模块包括温度传感器、位移传感器、霍尔传感器、光传感器和应变传感器中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的轮胎系统，其特征在于，还包括标签读写器；

所述标签读写器用于发出第一射频信号，以激活所述电子标签本体以及所述传感器模块中的至少一种传感器，并读取被激活的所述电子标签本体的第一数据，和/或，读取被激活的所述传感器的第二数据。

6.根据权利要求5所述的轮胎系统，其特征在于，所述标签读写器还用于发出第二射频信号，以激活所述电子标签本体以及所述传感器模块中的至少一种传感器，并将第三数据写入被激活的所述电子标签本体，和/或，将第四数据写入被激活的所述传感器。

7.根据权利要求6所述的轮胎系统，其特征在于，每个所述轮胎主体配置至少一个所述电子标签；所述标签读写器的数量为至少一个。

8.根据权利要求7所述的轮胎系统，其特征在于，还包括数据收集处理模块，以及包括数据存储模块和/或数据传送模块；

所述数据收集处理模块用于控制至少一个所述标签读写器向所述电子标签发射射频信号，以激活所述电子标签，并读取所述电子标签的数据，或向所述电子标签写入更新后的数据；

所述数据收集处理模块还用于从专属模块以及车辆总线获取车辆的当前信息，并将所述当前信息与所述标签读写器读取的数据进行比较，以获得所述车辆的信息，并判断所述轮胎的状态；

所述数据存储模块用于存储所述数据收集处理模块获得的所述当前信息、所述标签读写器读取的数据、所述车辆的信息以及所述轮胎的状态信息；

所述数据传送模块用于将所述数据收集处理模块获得的所述当前信息、所述标签读写器读取的数据、所述车辆的信息以及所述轮胎的状态信息发送至后台。

9.根据权利要求8所述的轮胎系统，其特征在于，还包括异常报警模块；

所述异常报警模块用于在所述车辆的信息超出预设范围时，以及在所述轮胎的状态异常时发出警报。

10.根据权利要求1所述的轮胎系统，其特征在于，所述电子标签为无源电子标签。

Images