CN202205341U - 具有无线通讯质量监控的tpms系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其包括：一发射器、及通过无线通信与发射器连接的处理系统，该发射器包括监测单元、与监测单元电性连接的信号处理单元、及与信号处理单元电性连接的射频发射单元，该处理系统包括天线模块、及与天线模块电性连接的ECU模块，该天线模块包括与射频发射单元通信连接的射频接收解调单元、及与射频接收解调单元电性连接的数字电平转换单元，该ECU模块包括与数字电平转换单元电性连接的控制单元、及与控制单元电性连接的显示单元，该发射器通过电池供电，该处理系统通过一电源模块供电。

Description

具有无线通讯质量监控的TPMS系统

技术领域

本实用新型涉及汽车技术领域，尤其涉及一种具有无线通讯质量监控的TPMS(Tire Pressure Monitoring System)系统。

背景技术

TPMS即汽车轮胎压力监视系统，主要用于对汽车轮胎内部的压力和温度进行实时监测，并在轮胎异常时进行报警提示.TPMS系统分为间接式与直接式两种，直接式TPMS系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监视，当轮胎气压异常时发出报警，直接式TPMS系统在性能上优于间接式TPMS，因而得到广泛应用。

直接式TPMS系统工作时，在发射器测量轮胎内部压力，温度等数据。然后通过将数据通过无线链路(RF-link)发射出去，电子控制单元(ECU)通过无线接收单元接收无线信号后，解调并还原压力，温度等数据并作显示及异常报警等处理。然而，由于无线发射的强度、传输距离、无线干扰、ECU接收电路、天线安装等因素，无线数据传输过程中会出现丢帧现象。

为了解决上述问题，需要在TPMS产品在开发阶段有做无线通讯质量测试，通常的方法为：发射单元每隔1秒发射一次数据，PC端对数据进行检测，假如PC端在1±0.1秒未收到数据说明丢了一帧数据。然而，该测试仅在开发阶段测试TPMS系统的数据通讯质量，但在装车后无法实现TPMS系统无线通讯质量的监控。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其结构简单，不仅在开发阶段能测试TPMS产品在不同条件下的无线通信质量，而且在客户使用TPMS产品过程中实时显示产品无线通信的丢帧百分比，达到产品无线通讯质量监控的目的，并在丢帧百分比较高的情况下提示用户进行保养。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其包括：一发射器、及通过无线通信与发射器连接的处理系统，该发射器包括监测单元、与监测单元电性连接的信号处理单元、及与信号处理单元电性连接的射频发射单元，该处理系统包括天线模块、及与天线模块电性连接的ECU模块，该天线模块包括与射频发射单元通信连接的射频接收解调单元、及与射频接收解调单元电性连接的数字电平转换单元，该ECU模块包括与数字电平转换单元电性连接的控制单元、及与控制单元电性连接的显示单元，该发射器通过电池供电，该处理系统通过一电源模块供电。

所述监测单元包括压力传感器、加速度传感器、温度传感器及电压传感器。

所述信号处理单元包括相互电性连接的微处理器及模拟/数字转换补偿电路。

所述射频发射单元包括与信号处理单元依次电性连接的发射电路、阻抗匹配电路及发射天线。

所述监测单元、信号处理单元及发射电路集成于SP37芯片上。

所述射频接收解调单元包括依次电性连接的接收天线、低噪声放大器及射频解调器，该射频解调器与数字电平转换单元电性连接。

所述ECU模块还包括分别与控制单元电性连接的K线接口、RS232接口、CAN接口、键盘、低频发射器及RTC EEPROM。

所述电源模块包括电源、与电源电性连接的电源管理单元、及与电源管理单元电性连接的电源供给单元，该电源管理单元与控制单元电性连接，该电源供给单元与射频接收解调单元电性连接。

所述射频发射单元的工作频率为300MHz～433MHz，低频发射器的工作频率为30kHz～300kHz。

所述显示单元为LCD。

本实用新型的有益效果：本实用新型提供一种具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其结构简单，不仅在开发阶段能测试TPMS产品在不同条件下的无线通信质量，而且在客户使用TPMS产品过程中实时显示产品无线通信的丢帧百分比，达到产品无线通讯质量监控的目的，并在丢帧百分比较高的情况下提示用户进行保养。

为了能更进一步了解本实用新型的特征以及技术内容，请参阅以下有关本实用新型的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本实用新型加以限制。

附图说明

下面结合附图，通过对本实用新型的具体实施方式详细描述，将使本实用新型的技术方案及其它有益效果显而易见。

附图中，

图1为本实用新型具有无线通讯质量监控的TPMS系统的电路框图；

图2为显示单元的工作状态示意图；

图3为本实用新型的具体实施流程图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型所采取的技术手段及其效果，以下结合本实用新型的优选实施例及其附图进行详细描述。

如图1所示，本实用新型提供一种具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其包括：一发射器10、及通过无线通信与发射器连接的处理系统30，该发射器10包括监测单元11、与监测单元11电性连接的信号处理单元12、及与信号处理单元12电性连接的射频发射单元13，该处理系统30包括天线模块31、及与天线模块31电性连接的ECU模块32，该天线模块31包括与射频发射单元13通信连接的射频接收解调单元33、及与射频接收解调单元33电性连接的数字电平转换单元34，该ECU模块32包括与数字电平转换单元34电性连接的控制单元35、及与控制单元35电性连接的显示单元36，该发射器10通过电池供电，该处理系统30通过一电源模块供电。

该监测单元11监测包括压力及加速度等在内的轮胎安全性能相关参数，该监测单元11包括压力传感器111、加速度传感器112、温度传感器113及电压传感器114；该信号处理单元12进行信号的处理、调整及补偿等，其优选包括相互电性连接的微处理器121及模拟/数字转换补偿电路122；该射频发射单元13将传输过来的信号及具有丢帧判断信息的通信协议向外发射，其优选包括与信号处理单元12依次电性连接的发射电路131、阻抗匹配电路132及发射天线133。该监测单元11、信号处理单元12及发射电路131集成于Infineon公司的SP37芯片上，该SP37芯片上还集成有低频接口电路，监测单元采集轮胎的P(气压)、T(温度)、A(速度)、V(电压)信息通过信号处理单元处理，然后按一定的策略发射出去。

该射频接收解调单元33接收解调信号然后发送给具有控制单元及各类输入输出接口及存储接口在内的ECU模块，该射频接收解调单元33优选包括依次电性连接的接收天线331、低噪声放大器(Low Noise Amplifier)332及射频解调器333，射频解调器333与数字电平转换单元34电性连接。该ECU模块32还包括分别与控制单元35电性连接的K线接口371、RS232接口372、CAN(Controller Area Network)接口373、键盘374、低频发射器375及RTCEEPROM(Real-Time Clock Electrically Erasable Programmable Read-OnlyMemory)376。该电源模块包括电源411、与电源411电性连接的电源管理单元412、及与电源管理单元412电性连接的电源供给单元413，该电源411优选为12V直流电源，该电源管理单元412与控制单元35电性连接，该电源供给单元413与射频接收解调单元33电性连接；该显示单元36可为LCD(LiquidCrystal Display)。本实用新型中的射频发射单元的工作频率优选为300MHz～433MHz，低频发射器的工作频率优选为125kHz。

为了便于说明，在本实施例中以现有的通信协议作为对比，表一为现有的发射器与处理系统的通讯协议，其包括头域、同步域、ID域、数据域、CRC校验域。头域、同步域用于无线数据接收的同步，ID域用于轮胎的识别，数据域包括轮胎与发射器状态、P、T、A、V等信息，CRC校验域用于无线数据传输的校验。

表一

头域

同步域

ID域

数据域

CRC校验域

本实用新型中使用的发射器与处理系统的通讯协议如表二所示，与现有的通讯协议相比多出“帧NO.域”。帧NO.域用于显示该发射器当前帧的序列号，连续帧使用连续的序列号，比如帧NO.域为8位，该发射器发射的第一帧序列号为0，第N帧发射的序列号为N％256。

表二

头域

同步域

帧NO.域

ID域

数据域

CRC校验域

如图3所示，处理系统通过射频接收解调单元解调接收发射器发送的数据，在CRC正确、ID域相同的连续两帧之间判断帧NO.域就能计算出两帧数据之间是否有丢帧，丢了多少帧，同时能根据数据域信息分析出P、T、A、V等信息。如处理系统接收的两帧序列号为0x56、0x57，那么说明之间没有丢帧(实际情况中不考虑连续丢帧大于256)，两帧序列号为0x56、0x59，说明之间有丢二帧数据。

处理系统通过控制单元对数据的分析与处理能统计出一定帧数内的丢帧百分比，然后通过显示单元显示出来(如图2所示)，在图2中，a为轮胎标示指示，b为轮胎数字指示，c为气压显示，d为温度显示，e为通讯质量显示，丢帧数据还可通过接口单元或其它发射单元发送与其它单元，这样就实现TPMS系统无线通讯质量监控。

综上所述，本实用新型提供一种具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其结构简单，不仅在开发阶段能测试TPMS产品在不同条件下的无线通信质量，而且在客户使用TPMS产品过程中实时显示产品无线通信的丢帧百分比，达到产品无线通讯质量监控的目的，并在丢帧百分比较高的情况下提示用户进行保养(如天线调整、更换)。

以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本实用新型的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本实用新型权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，包括：一发射器、及通过无线通信与发射器连接的处理系统，该发射器包括监测单元、与监测单元电性连接的信号处理单元、及与信号处理单元电性连接的射频发射单元，该处理系统包括天线模块、及与天线模块电性连接的ECU模块，该天线模块包括与射频发射单元通信连接的射频接收解调单元、及与射频接收解调单元电性连接的数字电平转换单元，该ECU模块包括与数字电平转换单元电性连接的控制单元、及与控制单元电性连接的显示单元，该发射器通过电池供电，该处理系统通过一电源模块供电。

2.如权利要求1所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述监测单元包括压力传感器、加速度传感器、温度传感器及电压传感器。

3.如权利要求2所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述信号处理单元包括相互电性连接的微处理器及模拟/数字转换补偿电路。

4.如权利要求3所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述射频发射单元包括与信号处理单元依次电性连接的发射电路、阻抗匹配电路及发射天线。

5.如权利要求4所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述监测单元、信号处理单元及发射电路集成于SP37芯片上。

6.如权利要求1所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述射频接收解调单元包括依次电性连接的接收天线、低噪声放大器及射频解调器，该射频解调器与数字电平转换单元电性连接。

7.如权利要求6所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述ECU模块还包括分别与控制单元电性连接的K线接口、RS232接口、CAN接口、键盘、低频发射器及RTC EEPROM。

8.如权利要求7所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述电源模块包括电源、与电源电性连接的电源管理单元、及与电源管理单元电性连接的电源供给单元，该电源管理单元与控制单元电性连接，该电源供给单元与射频接收解调单元电性连接。

9.如权利要求7所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述射频发射单元的工作频率为300MHz～433MHz，低频发射器的工作频率为125kHz。

10.如权利要求1所述的具有无线通讯质量监控的TPMS系统，其特征在于，所述显示单元为LCD。

Images