CN113173039A - 双向轮胎压力监测系统及其方法 - Google Patents

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CN113173039A CN202110423644.1A CN202110423644A CN113173039A CN 113173039 A CN113173039 A CN 113173039A CN 202110423644 A CN202110423644 A CN 202110423644A CN 113173039 A CN113173039 A CN 113173039A
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温立
胡君连
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Abstract

本申请涉及一种双向轮胎压力监测系统及其方法。双向轮胎压力监测系统包括第一射频探测模块、第一信号处理模块以及第一数字唤醒处理模块。第一射频探测模块用于探测开关键控设备发送的多频段开关键控信号。第一信号处理模块与第一射频探测模块连接，用于对开关键控信号进行放大量化处理，形成第一符号序列。第一数字唤醒处理模块与第一信号处理模块连接，用于将第一符号序列与第一目标符号序列进行匹配。当第一符号序列与第一目标符号序列匹配时，唤醒第一目标符号序列对应的轮胎传感器。双向轮胎压力监测系统，采用开关键控技术唤醒，可以支持多频段唤醒，避免了传统轮胎压力监测系统使用的低频技术。

Description

双向轮胎压力监测系统及其方法
技术领域
本申请涉及胎压监测技术领域，特别是涉及一种双向轮胎压力监测系统及其方法。
背景技术
轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System，TPMS))的唤醒以及通信方式一直是汽车轮胎技术更新的方向。胎压(TPMS)技术革新对于行车安全具有重要的意义。胎压(TPMS)唤醒对于主机厂以及轮胎厂来说是非常关注的点，所以胎压唤醒方式更新是优化整个胎压产品的一种趋势，也是难点。
传统的轮胎压力监测系统，依靠低频(LF)技术完成唤醒以及诊断功能，进而受限于设备以及相关通信协议，从而导致传统的轮胎压力监测系统不能实时唤醒来获取相应的传感器信息。
发明内容
基于此，有必要提供一种双向轮胎压力监测系统及其方法。
本申请提供一种双向轮胎压力监测系统。所述双向轮胎压力监测系统包括第一射频探测模块、第一信号处理模块以及第一数字唤醒处理模块。所述第一射频探测模块用于探测开关键控设备发送的多频段开关键控信号。所述第一信号处理模块与所述第一射频探测模块连接，用于对所述开关键控信号进行放大量化处理，形成第一符号序列。所述第一数字唤醒处理模块与所述第一信号处理模块连接，用于将所述第一符号序列与第一目标符号序列进行匹配。当所述第一符号序列与所述第一目标符号序列匹配时，唤醒所述第一目标符号序列对应的轮胎传感器。
在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统还包括第一蓝牙模块。所述第一蓝牙模块与所述轮胎传感器连接。所述轮胎传感器的身份信息通过所述第一蓝牙模块传输。
在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统还包括第二蓝牙模块。所述第二蓝牙模块与所述第一蓝牙模块通信连接，用于接收所述身份信息。
在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统还包括数据处理模块。所述数据处理模块与所述第二蓝牙模块连接，用于对所述身份信息进行数据处理，并传输至显示装置显示。
在一个实施例中，所述第二蓝牙模块与所述第一蓝牙模块的工作频率为125kHz至2.4GHz。
在一个实施例中，所述第二蓝牙模块与所述第一蓝牙模块的工作频率为2.4GHz。
在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统还包括射频发送模块。所述射频发送模块与所述第一数字唤醒处理模块连接，用于发送唤醒信号，唤醒所述第一目标符号序列对应的所述轮胎传感器。
在一个实施例中，本申请提供一种双向轮胎压力监测系统。所述双向轮胎压力监测系统包括第二射频探测模块、第二信号处理模块以及第二数字唤醒处理模块。所述第二射频探测模块用于探测多个开关键控设备发送的多个高占空比广播数据包。所述第二信号处理模块与所述射频探测模块连接，用于对所述多个高占空比广播数据包进行放大量化处理，形成多个第二符号序列。所述第二数字唤醒处理模块与所述第二信号处理模块连接，用于从所述多个第二符号序列中寻找第二目标符号序列。所述第二数字唤醒处理模块根据所述第二目标符号序列提取数据，唤醒所述第二目标符号序列对应的轮胎传感器。
在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统还包括第三蓝牙模块。所述第三蓝牙模块用于发送所述轮胎传感器的身份信息。所述身份信息包括所述轮胎传感器的ID、版本信息、轮胎内压力以及轮胎内温度。
在一个实施例中，本申请提供一种双向轮胎压力监测系统的唤醒方法，采用上述实施例中任一项所述的双向轮胎压力监测系统对所述轮胎传感器进行唤醒。
上述双向轮胎压力监测系统及其方法，所述开关键控设备可以包括手机等手持设备，并可以发出多频段的开关键控信号。所述第一射频探测模块探测所述开关键控信号，并传输至所述第一信号处理模块。所述第一信号处理模块对所述开关键控信号进行放大以及量化处理，形成所述第一符号序列。所述第一符号序列为前端的数字输出。所述第一数字唤醒处理模块对所述第一符号序列进行分析。当接收到的所述第一符号序列与预设的所述第一目标符号序列匹配时，将触发一个唤醒事件，进而唤醒所述双向轮胎压力监测系统中的所述轮胎传感器进行检测。所述第一符号序列与所述第一目标符号序列匹配，可以理解为所述第一符号序列和预先设定的所述轮胎传感器的ID相关联或者序列相同，只要可以标记被唤醒的所述轮胎传感器的身份信息即可。
本申请提供的所述双向轮胎压力监测系统，采用开关键控(On-Off Keying，OOK)技术唤醒，可以支持多频段唤醒，避免了传统轮胎压力监测系统使用的低频(125K LF)技术。进而，所述双向轮胎压力监测系统不会局限于使用设备以及使用场景，具有更广的应用范围。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或传统技术中的技术方案，下面将对实施例或传统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申请的一些实施例，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为本申请提供的一个实施例中双向轮胎压力监测系统的原理结构示意图。
图2为本申请提供的一个实施例中双向轮胎压力监测系统的原理结构示意图。
图3为本申请提供的一个实施例中手机信号OOK编码的示意图。
图4为本申请提供的一个实施例中2.4G设备OOK编码的示意图。
图5为本申请提供的一个实施例中双向轮胎压力监测系统的原理结构示意图。
图6为本申请提供的一个实施例中双向轮胎压力监测系统的电路结构示意图。
图7为本申请提供的一个实施例中双向轮胎压力监测系统的原理结构示意图。
图8为本申请提供的一个实施例中双向轮胎压力监测系统的原理结构示意图。
附图标记说明：
双向轮胎压力监测系统100、第一射频探测模块110、第一信号处理模块120、第一数字唤醒处理模块130、第一蓝牙模块140、第二蓝牙模块150、数据处理模块160、射频发送模块190、第二射频探测模块210、第二信号处理模块220、第二数字唤醒处理模块230、第三蓝牙模块240。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将参照相关附图对本申请进行更全面的描述。附图中给出了本申请的实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使本申请的公开内容更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述各种元件，但这些元件不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个元件与另一个元件区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一电阻称为第二电阻，且类似地，可将第二电阻称为第一电阻。第一电阻和第二电阻两者都是电阻，但其不是同一电阻。
可以理解，以下实施例中的“连接”，如果被连接的电路、模块、单元等相互之间具有电信号或数据的传递，则应理解为“电连接”、“通信连接”等。
在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也可以包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应当理解的是，术语“包括/包含”或“具有”等指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的存在，但是不排除存在或添加一个或更多个其他特征、整体、步骤、操作、组件、部分或它们的组合的可能性。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
请参见图1，本申请提供一种双向轮胎压力监测系统100。所述双向轮胎压力监测系统100包括第一射频探测模块110、第一信号处理模块120以及第一数字唤醒处理模块130。所述第一射频探测模块110用于探测开关键控设备发送的多频段开关键控信号。所述第一信号处理模块120与所述第一射频探测模块110连接，用于对所述开关键控信号进行放大量化处理，形成第一符号序列。所述第一数字唤醒处理模块130与所述第一信号处理模块120连接，用于将所述第一符号序列与第一目标符号序列进行匹配。当所述第一符号序列与所述第一目标符号序列匹配时，唤醒所述第一目标符号序列对应的轮胎传感器。
本实施例中，所述开关键控设备可以包括手机等手持设备，并可以发出多频段的开关键控信号。所述第一射频探测模块110探测所述开关键控信号，并传输至所述第一信号处理模块120。所述第一信号处理模块120对所述开关键控信号进行放大以及量化处理，形成所述第一符号序列。所述第一符号序列为前端的数字输出。所述第一数字唤醒处理模块130对所述第一符号序列进行分析。当接收到的所述第一符号序列与预设的所述第一目标符号序列匹配时，将触发一个唤醒事件，进而唤醒所述双向轮胎压力监测系统100中的所述轮胎传感器进行检测。所述第一符号序列与所述第一目标符号序列匹配，可以理解为所述第一符号序列和预先设定的所述轮胎传感器的ID相关联或者序列相同，只要可以标记被唤醒的所述轮胎传感器的身份信息即可。
本申请提供的所述双向轮胎压力监测系统100，采用开关键控(On-Off Keying，OOK)技术唤醒，可以支持多频段唤醒，避免了传统轮胎压力监测系统使用的低频(125K LF)技术。进而，所述双向轮胎压力监测系统100不会局限于使用设备以及使用场景，具有更广的应用范围。
请参见图2，在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统100还包括第一蓝牙模块140。所述第一蓝牙模块140与所述轮胎传感器连接。所述轮胎传感器的身份信息通过所述第一蓝牙模块140传输。
本实施例中，所述轮胎传感器设置于汽车轮胎内部，用于检测轮胎的压力、温度等相关数据，以此表征轮胎的实时状态。所述轮胎传感器与汽车的相应轮胎相关联，相关联是指可以包括在其内部或与其耦合。当所述第一符号序列与所述第一目标符号序列匹配时，唤醒所述第一目标符号序列对应的所述轮胎传感器。所述轮胎传感器开始检测汽车轮胎的压力和温度等信息，并通过所述第一蓝牙模块140向外发送。所述第一蓝牙模块140执行蓝牙(BLE)通信协议，可以将所述轮胎传感器的身份信息通过蓝牙(BLE)发送出来。
本申请所述双向轮胎压力监测系统100引入了蓝牙(BLE)通信，可以通过任意设备唤醒胎压(TPMS)系统，且降低了TPMS系统的整体使用功耗。因此，本申请所述双向轮胎压力监测系统100，不仅持蓝牙(BLE)通信协议，而且兼容了射频发送方式。本申请所述双向轮胎压力监测系统100将开关键控(OOK)以及蓝牙(BLE)协议引入，可以在实际应用中便于相关人员使用任意设备唤醒胎压(TPMS)系统。
请参见图3与图4，在一个实施例中，开关键频(OOK)编码方式可以按照图3和图4所示方式进行编码。在周期时间内检测到门限范围的能量就被标识为1，在周期时间内没有检测到门限范围的能量就被标识为0。将多个0/1组成一个编码序列，即所述第一符号序列。在某段时间内能量检测的编码(即所述第一符号序列)和预先设置的编码(所述第一目标符号序列)匹配上时，可以唤醒对应的所述轮胎传感器，进而唤醒整个TPMS系统，TPMS系统开始工作恢复设备的正常收发功能。本申请提供的所述双向轮胎压力监测系统100，可以被各种频段的无线信号唤醒，且可以被发送周期性规律信号或者编码信号的设备唤醒。
请参见图5，在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统100还包括第二蓝牙模块150。所述第二蓝牙模块150与所述第一蓝牙模块140通信连接，用于接收所述身份信息。
本实施例中，所述第二蓝牙模块150与所述第一蓝牙模块140通过蓝牙(BLE)通信协议进行通信连接。所述身份信息包括所述轮胎传感器的ID、版本信息、轮胎内压力以及轮胎内温度等。
在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统100还包括数据处理模块160。所述数据处理模块160与所述第二蓝牙模块150连接，用于对所述身份信息进行数据处理，并传输至显示装置显示。
本实施例中，所述数据处理模块160用于对所述身份信息进行数据处理，解调成可以识别的二进制代码，并传输至显示装置进行显示，可以显示出当前的时刻的汽车轮胎的压力、温度等相关数据。
在一个实施例中，所述第二蓝牙模块150与所述第一蓝牙模块140的工作频率为300kHz至2.4GHz。
传统的TPMS的低频信号的频率一般可以为30kHz～300kHz。
本实施例中，所述第二蓝牙模块150与所述第一蓝牙模块140通过蓝牙(BLE)通信协议进行通信连接，其工作频段和传统的TPMS的低频频段不同，可以避免使用的低频技术，进而不会局限于使用设备以及使用场景。
在一个实施例中，所述第二蓝牙模块150与所述第一蓝牙模块140的工作频率为2.4GHz。
本实施例中，所述第一射频探测模块110与所述第一信号处理模块120的灵敏度可以进行不断的调整，即使在有噪声的环境下也能提供稳健的运行，提高了所述双向轮胎压力监测系统100的稳定性。所述第二蓝牙模块150与所述第一蓝牙模块140的工作频率为2.4GHz，可以优化运行在2.4GHz频段唤醒胎压检测(TPMS)系统，在2.4GHz频率范围内存在应用的多种可能。同时，所述第一射频探测模块110与所述第一信号处理模块120适当修改，可以适配到其他频率工作。
请参见图6，在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统100还包括射频发送模块190。所述射频发送模块190与所述第一数字唤醒处理模块130连接，用于发送唤醒信号，唤醒所述第一目标符号序列对应的所述轮胎传感器。
本实施例中，所述射频发送模块190为Balun(PA)模块，可以唤醒汽车范围内的任何一个轮胎传感器。通过所述射频发送模块190，可以省掉传统胎压传感器里的加速度模块，进而不需要通过加速度模块判断是否启动以及传统TPMS系统的低频激活器的个数。
本申请提供的所述双向轮胎压力监测系统100能够减少传统TPMS系统中的低频激活器的数量。进而，在使用过程中，本申请提供的所述双向轮胎压力监测系统100能降低双向TPMS系统成本。并且，所述双向轮胎压力监测系统100能够实现兼容传统胎压(TPMS)射频发送方式。因此，本申请提供的所述双向轮胎压力监测系统100可以支持多频段唤醒、支持蓝牙(BLE)通信协议以及兼容传统胎压(TPMS)射频发送方式。
请参见图7，在一个实施例中，本申请提供一种双向轮胎压力监测系统100。所述双向轮胎压力监测系统100包括第二射频探测模块210、第二信号处理模块220以及第二数字唤醒处理模块230。所述第二射频探测模块210用于探测多个开关键控设备发送的多个高占空比广播数据包。所述第二信号处理模块220与所述射频探测模块210连接，用于对所述多个高占空比广播数据包进行放大量化处理，形成多个第二符号序列。所述第二数字唤醒处理模块230与所述第二信号处理模块220连接，用于从所述多个第二符号序列中寻找第二目标符号序列。所述第二数字唤醒处理模块230根据所述第二目标符号序列提取数据，唤醒所述第二目标符号序列对应的轮胎传感器。
本实施例中，所述第二射频探测模块210可以用于探测多个开关键控设备发送的多个高占空比广播数据包，可以对应多个开关键控设备，进而实现多设备唤醒。通过所述第二射频探测模块210获得的多个高占空比广播数据包中，筛选出特定的信标。特定的信标也就是表征某一个所述轮胎传感器对应的所述第二目标符号序列，代表了某一个特定的轮胎传感器。在获得所述第二目标符号序列之后，从所述第二目标符号序列中提取相关数据，并等待下一个事件。
其中，所述第二目标符号序列中提取的相关数据，包括了需要唤醒的所述轮胎传感器的身份信息，例如ID等。此时，根据所述第二目标符号序列对应的数据，可以唤醒所述第二目标符号序列对应的所述轮胎传感器，进而唤醒整个TPMS系统，TPMS系统开始工作恢复设备的正常收发功能。
因此，本申请提供的所述双向轮胎压力监测系统100，可以实现多设备唤醒以及单一设备唤醒，也就是全局唤醒和目标唤醒。全局唤醒只需要扫描到特定的信号序列即可，目标唤醒需要扫描到数据包含特定BD地址。
在一个实施例中，所述双向轮胎压力监测系统100还包括第三蓝牙模块240。所述第三蓝牙模块240用于发送所述轮胎传感器的身份信息。所述身份信息包括所述轮胎传感器的ID、版本信息、轮胎内压力以及轮胎内温度。
本实施例中，所述第三蓝牙模块240执行蓝牙(BLE)通信协议，可以将所述轮胎传感器的身份信息通过蓝牙(BLE)发送出来。本申请所述双向轮胎压力监测系统100引入了蓝牙(BLE)通信，可以通过任意设备唤醒胎压(TPMS)系统，且降低了TPMS系统的整体使用功耗。本申请所述双向轮胎压力监测系统100将开关键控(OOK)以及蓝牙(BLE)协议引入，可以在实际应用中便于相关人员使用任意设备唤醒胎压(TPMS)系统。
在一个实施例中，所述第一射频探测模块110、所述第一信号处理模块120、所述第一数字唤醒处理模块130以及所述第一蓝牙模块140集成于一个芯片内。所述第一射频探测模块110、所述第一信号处理模块120、所述第一数字唤醒处理模块130包括多个模拟电路。模拟电路包括MOS管、电阻以及电容等电子元件搭建形成。
在一个实施例中，所述第二射频探测模块210、所述第二信号处理模块220、所述第二数字唤醒处理模块230以及所述第三蓝牙模块240集成于一个芯片内。所述第二射频探测模块210、所述第二信号处理模块220、所述第二数字唤醒处理模块230包括多个模拟电路。模拟电路包括MOS管、电阻以及电容等电子元件搭建形成。
在一个实施例中，所述第一射频探测模块110与所述第二射频探测模块210可以为有源射频探测器。
在一个实施例中，所述第一信号处理模块120与所述第二信号处理模块220可以为ARM处理器或者微控制单元。
在一个实施例中，所述第一数字唤醒处理模块130与所述第二数字唤醒处理模块230可以为数字唤醒处理器。
在一个实施例中，本申请提供一种双向轮胎压力监测系统的唤醒方法，采用上述实施例中任一项所述的双向轮胎压力监测系统100对所述轮胎传感器进行唤醒。
在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”、“理想实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特征包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性描述不一定指的是相同的实施例或示例。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种双向轮胎压力监测系统，其特征在于，包括：
第一射频探测模块(110)，用于探测开关键控设备发送的多频段开关键控信号；
第一信号处理模块(120)，与所述第一射频探测模块(110)连接，用于对所述开关键控信号进行放大量化处理，形成第一符号序列；
第一数字唤醒处理模块(130)，与所述第一信号处理模块(120)连接，用于将所述第一符号序列与第一目标符号序列进行匹配；
当所述第一符号序列与所述第一目标符号序列匹配时，唤醒所述第一目标符号序列对应的轮胎传感器。
2.根据权利要求1所述的双向轮胎压力监测系统，其特征在于，所述双向轮胎压力监测系统还包括：
第一蓝牙模块(140)，与所述轮胎传感器连接，所述轮胎传感器的身份信息通过所述第一蓝牙模块(140)传输。
3.根据权利要求2所述的双向轮胎压力监测系统，其特征在于，所述双向轮胎压力监测系统还包括：
第二蓝牙模块(150)，与所述第一蓝牙模块(140)通信连接，用于接收所述身份信息。
4.根据权利要求3所述的双向轮胎压力监测系统，其特征在于，所述双向轮胎压力监测系统还包括：
数据处理模块(160)，与所述第二蓝牙模块(150)连接，用于对所述身份信息进行数据处理，并传输至显示装置显示。
5.根据权利要求3所述的双向轮胎压力监测系统，其特征在于，所述第二蓝牙模块(150)与所述第一蓝牙模块(140)的工作频率为125kHz至2.4GHz。
6.根据权利要求5所述的双向轮胎压力监测系统，其特征在于，所述第二蓝牙模块(150)与所述第一蓝牙模块(140)的工作频率为2.4GHz。
7.根据权利要求1所述的双向轮胎压力监测系统，其特征在于，所述双向轮胎压力监测系统还包括：
射频发送模块(190)，与所述第一数字唤醒处理模块(130)连接，用于发送唤醒信号，唤醒所述第一目标符号序列对应的所述轮胎传感器。
8.一种双向轮胎压力监测系统，其特征在于，包括：
第二射频探测模块(210)，用于探测多个开关键控设备发送的多个高占空比广播数据包；
第二信号处理模块(220)，与所述射频探测模块(210)连接，用于对所述多个高占空比广播数据包进行放大量化处理，形成多个第二符号序列；
第二数字唤醒处理模块(230)，与所述第二信号处理模块(220)连接，用于从所述多个第二符号序列中寻找第二目标符号序列；
所述第二数字唤醒处理模块(230)根据所述第二目标符号序列提取数据，唤醒所述第二目标符号序列对应的轮胎传感器。
9.根据权利要求8所述的双向轮胎压力监测系统，其特征在于，所述双向轮胎压力监测系统还包括：
第三蓝牙模块(240)，用于发送所述轮胎传感器的身份信息，所述身份信息包括所述轮胎传感器的ID、版本信息、轮胎内压力以及轮胎内温度。
10.一种双向轮胎压力监测系统的唤醒方法，其特征在于，采用权利要求1至9中任一项所述的双向轮胎压力监测系统对所述轮胎传感器进行唤醒。
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