CN205417045U - 一种基于obd、gps以及tpms的车载设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于OBD、GPS以及TPMS的车载设备，所述车载设备包括：至少一个胎压温度检测单元、与每个胎压温度检测单元无线连接的车载接收控制显示单元、以及OBD数据延长线，车载接收控制显示单元包括：第一MCU、和与第一MCU电连接的GPS模块、第一无线传输模块、CAN总线转换模块、以及显示模块，OBD数据延长线的一端与汽车内部的ECU电连接，OBD数据延长线的另一端与CAN总线转换模块电连接。本实用新型的车载设备同时集成了OBD、TPMS、以及GPS功能，且上述功能采集到的数据共用一个显示模块显示，既节省了车内空间，又便于驾驶员观察有关汽车的各项数据。

Description

一种基于OBD、GPS以及TPMS的车载设备

技术领域

本实用新型涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种基于OBD、GPS以及TPMS的车载设备。

背景技术

随着私家车的拥有量逐年递增，人们也开始越来越重视行车安全问题，驾驶员为了能更有效的获知汽车的安全状态，会为汽车添置各种附加设备，例如：车载诊断系统(On-BoardDiagnostic，简称“OBD”)可以用来监控发动机的运行状况和尾气后处理系统的工作状态；轮胎压力监测系统(TirePressureMonitoringSystem，简称“TPMS”)可以用来监测汽车轮胎的压力和温度等数据；全球定位系统(GlobalPositioningSystem，简称“GPS”)可以用来监控汽车的运行位置和速度。驾驶员通过添加上述设备，可以在驾驶途中有效及时地了解汽车的各种信息，进而有效提高行车的安全性和可靠性。

在实现本实用新型的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：

OBD、TPMS、以及GPS各自具有独立的显示装置，驾驶员在添置上述设备时，需要在驾驶室内安装多个显示装置，既占用了大量的空间，又不便于驾驶员观察各项数据。

发明内容

本实用新型实施例针对现有技术中OBD、TPMS、以及GPS各自具有独立的显示装置，不便于驾驶员观察数据的问题，提出了一种基于OBD、GPS以及TPMS的车载设备。

本实用新型就上述问题而提出的技术方案如下：

本实用新型实施例提供了一种基于OBD、GPS以及TPMS的车载设备，所述车载设备包括：至少一个胎压温度检测单元、与每个所述胎压温度检测单元无线连接的车载接收控制显示单元、以及车载诊断系统OBD数据延长线，所述车载接收控制显示单元包括：第一微控制单元MCU、和与所述第一MCU电连接的全球定位系统GPS模块、第一无线传输模块、控制器局域网络CAN总线转换模块、以及显示模块，所述OBD数据延长线的一端与汽车内部的电子控制单元ECU电连接，所述OBD数据延长线的另一端与所述CAN总线转换模块电连接。

本实用新型所述的车载设备中，所述胎压温度检测单元包括：第二MCU、轮胎压力传感器、轮胎温度传感器、电源、电源管理模块、加速度控制模块、以及第二无线传输模块，所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、以及所述加速度控制模块均与所述第二MCU电连接，所述第二MCU与所述第二无线传输模块电连接，所述电源与所述电源管理模块电连接，所述电源管理模块分别与所述第二MCU、所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、所述加速度控制模块、以及所述第二无线传输模块电连接，当所述第二MCU接收到所述加速度传感器发送的待机信号，并在经过第一时间后，向所述电源管理模块发送控制信号，以控制所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、以及所述第二无线传输模块进入待机状态。

本实用新型所述的车载设备中，所述电源管理模块包括：滤波稳压电路和多个低压差线性稳压器LDO，所述第二MCU通过所述滤波稳压电路与所述电源电连接，所述加速度控制模块、所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、以及所述第二无线传输模块分别通过一个所述LDO与所述电源电连接，所述第二MCU分别与连接所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、以及所述第二无线传输模块的所述LDO的使能端电连接。

本实用新型所述的车载设备中，所述胎压温度检测单元还包括：电源电压检测器，所述电源电压检测器分别与所述电源和所述第二MCU电连接。

本实用新型所述的车载设备中，所述第二无线传输模块包括：发射天线，所述发射天线为车轮的气门嘴。

本实用新型所述的车载设备中，所述车载接收控制显示单元还包括：全球移动通信GSM模块，所述GSM模块与所述第一MCU电连接。

本实用新型所述的车载设备中，所述车载接收控制显示单元还包括：储存模块，所述储存模块与所述第一MCU电连接。

本实用新型所述的车载设备中，所述车载接收控制显示单元还包括：语音模块，所述语音模块与所述第一MCU电连接。

本实用新型所述的车载设备中，所述车载接收控制显示单元还包括：按键模块，所述按键模块与所述第一MCU电连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

通过车载接收控制显示单元与胎压温度检测单元无线连接，通过车载接收控制显示单元中集成GPS模块，通过在车载接收控制显示单中设置CAN总线转换模块并将CAN总线转换模块通过OBD数据延长线与汽车内部的ECU电连接，使得该车载设备同时集成了OBD、TPMS、以及GPS功能，且上述功能采集到的数据共用一个显示模块显示，既节省了车内空间，又便于驾驶员观察有关汽车的各项数据，及时了解车况，此外，该车载设备结构简单、成本低廉，便于大规模应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的一种基于OBD、GPS以及TPMS的车载设备的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种胎压温度检测单元的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的一种电源管理模块的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的一种车载接收控制显示单元的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

本实用新型实施例提供了一种基于OBD、GPS以及TPMS的车载设备，参见图1，该车载设备包括：至少一个胎压温度检测单元1、与每个胎压温度检测单元1无线连接的车载接收控制显示单元2、以及OBD数据延长线3，车载接收控制显示单元2包括：第一MCU21、和与第一MCU21电连接的GPS模块22、第一无线传输模块23、控制器局域网络(ControllerAreaNetwork，简称“CAN”)总线转换模块24、以及显示模块25，OBD数据延长线3的一端与汽车内部的电子控制单元(ElectronicControlUnit，简称“ECU”)电连接，OBD数据延长线3的另一端与CAN总线转换模块24电连接。

在本实施例中，胎压温度检测单元1的数量可以根据实际的车型来确定，即根据车辆实际配备的轮胎数量而定(例如：1个、4个、6个等)，本实用新型中并不对胎压温度检测单元1的数量做出限制。

在本实施例中，OBD数据延长线3的一端与汽车内部的ECU电连接(可以与ECU的OBD接口电连接)，OBD数据延长线3的另一端与CAN总线转换模块24电连接，这样，ECU可以将汽车的运行参数(例如：汽车时速、发动机转速、发动机温度等等)通过OBD数据延长线3发送至车载接收控制显示单元2，并通过CAN总线转换模块24的解析，使得第一MCU21能够识别上述汽车运行参数，并将上述汽车运行参数通过显示模块25显示出来，即该车载设备集成了OBD功能。在实际应用中，CAN总线转换模块24可以采用V231/MCP2551芯片。

在本实施例中，车载接收控制显示单元2通过GPS模块22来获取汽车的位置和速度等信息，同时，还可以通过第一无线传输模块23接收来自胎压温度检测单元1检测到的汽车轮胎的压力、温度等信息，这样该车载设备又集成了GPS和TPMS功能，实现了将OBD、GPS以及TPMS同时集成在一个车载设备的目的。此外，该车载设备在集成了OBD、GPS、以及TPMS功能后，将通过上述功能采集到的数据通过一个显示模块25显示出来，这样可以便于驾驶员观察数据，而不用查看不同的显示设备。在实际应用中，显示模块25可以为液晶显示器(LiquidCrystalDisplay，简称“LCD)。车载接收控制显示单元2中的第一MCU21可以采用S3C2440芯片制备。

在本实施例中，车载接收控制显示单元2采用OBD数据延长线3与汽车内部的ECU电连接，可以通过汽车内部的ECU为车载接收控制显示单元2提供电源(例如：12V/24V)，这样车载接收控制显示单元2无需内置电源，进而简化车载接收控制显示单元2的结构，也节省了制造成本。

在本实施例中，胎压温度检测单元1与车载接收控制显示单元2之间采用星型拓扑结构通过无线传输方式(包括：wifi、蓝牙、以及zigbee等)进行连接，即每个胎压温度检测单元1均与车载接收控制显示单元2进行无线连接。

具体地，参见图2，胎压温度检测单元1包括：第二MCU11、轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、电源14、电源管理模块15、加速度控制模块16、以及第二无线传输模块17，轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、以及加速度控制模块16均与第二MCU11电连接，第二MCU11与第二无线传输模块17电连接，电源14与电源管理模块15电连接，电源管理模块15分别与第二MCU11、轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、加速度控制模块16、以及第二无线传输模块17电连接，当第二MCU11接收到加速度传感器16发送的待机信号，并在经过第一时间后，向电源管理模块15发送控制信号，以控制轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、以及第二无线传输模块17进入待机状态。

在本实施例中，加速度传感器16用于获取车轮的三轴加速度信号，当加速度传感器16检测到车轮的三轴加速度信号为零时，可以判断出汽车进入静止状态(即停止运行)，此时，第二MCU11接收到加速度传感器16发送的待机信号，第二MCU11会在经过第一时间(例如：10s)后向电源管理模块15发送第一控制信号，以控制电源管理模块15切断轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、以及第二无线传输模块17的电源供应，以使它们进入待机状态，进而节省电能、降低功耗。在实际应用中，第二MCU11可以采用STM32E103RBT6芯片制备。

进一步地，参见图3，电源管理模块15包括：滤波稳压电路151和多个低压差线性稳压器(LowDropoutRegulator，简称“LDO”)152，第二MCU11通过滤波稳压电路151与电源14电连接，加速度控制模块16、轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、以及第二无线传输模块17分别通过一个LDO152与电源14电连接，第二MCU11分别与连接轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、以及第二无线传输模块17的LDO152的使能端(附图3中，采用EN表示LDO的使能端)电连接。

在本实施例中，当第二MCU11接收到加速度控制模块16发送的待机信号并经过第一时间后，第二MCU11会向电源管理模块15发送控制信号，即控制连接轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、以及第二无线传输模块17的LDO152的使能端，以切断轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、以及第二无线传输模块17的供电，使得轮胎压力传感器12、轮胎温度传感器13、以及第二无线传输模块17进入待机状态，进而节省电能、降低功耗。在实际应用中，LDO152可以采用MP1584/RT9193芯片制备。

进一步地，参见图2，胎压温度检测单元1还包括：电源电压检测器18，电源电压检测器18分别与电源14和第二MCU11电连接。

在本实施例中，在胎压温度检测单元1中增设电源电压检测器18，可以用于监控电源14的电量情况，便于驾驶员在电源14的电量过低时，能及时更换电源14，进而保障胎压温度检测单元1工作的稳定性。此外，由于胎压温度检测单元1一般会设计得体积小巧，以便于安装，这样电源14需要选择一些体积小巧且储电量高的电池(例如：锂电池)，通过电源管理模块15可以有效降低非必要的功耗，进而增加了电源14的使用寿命，减少了驾驶员更好电源14的频率。

进一步地，第二无线传输模块17包括发射天线，该发射天线可以为轮胎气门嘴，还可以将气门嘴与轮毂耦合，可以增加第二无线传输模块17的无线发射距离。

具体的，参见图4，车载接收控制显示单元2还包括：全球移动通信(GlobalSystemforMobileCommunication，简称“GSM”)模块26，GSM模块26与第一MCU21电连接。

在本实施例中，通过在车载接收控制显示单元2添加GSM模块26，可以使得上述车载设备采集到的汽车运行参数、车胎的状态信息(例如：车胎压力、温度)、以及汽车导航信息(例如：位置信息)发送至远程数据库中进行云计算和存储，通过物联网技术，驾驶员可以通过手机等移动设备随时可以查看汽车的相关数据，便于驾驶员随时了解汽车的相应情况。

进一步地，参见图4，车载接收控制显示单元2还包括：储存模块27，储存模块27与第一MCU21电连接。

在本实施例中，储存模块可以为安全数字存储卡(SecureDigitalMemoryCard，简称“SD”)，SD卡可以用来存储汽车运行核心数据，也可以用来存储静态地图文件包，这样第一MCU21可以通过文件系统方式调用SD卡中的离线地图包文件，并通过GPS模块22获得汽车的经纬度信息，然后将汽车的经纬度信息在地图中显示出来，便于行车导航使用。

进一步地，参见图4，车载接收控制显示单元2还包括：语音模块28，语音模块28与第一MCU21电连接。

在本实施例中，语音模块28既可以用于播报车载设备采集到的各种车况信息，也可以用于在车辆出现危险状况时(例如：车胎的温度过高)向驾驶员发出高频预警。在实际应用中，语音模块可以采用VS1003芯片制备。

进一步地，参见图4，车载接收控制显示单元2还包括：按键模块29，按键模块29与第一MCU21电连接。

在本实施例中，驾驶员可以通过按键模块29来停止语音报警模块28的循环语音报警、切换显示模块25的显示内容、以及调整和校正车载接收控制显示单元2的显示数据。

本实用新型实施例通过车载接收控制显示单元与胎压温度检测单元无线连接，通过车载接收控制显示单元中集成GPS模块，通过在车载接收控制显示单中设置CAN总线转换模块并将CAN总线转换模块通过OBD数据延长线与汽车内部的ECU电连接，使得该车载设备同时集成了OBD、TPMS、以及GPS功能，且上述功能采集到的数据共用一个显示模块显示，既节省了车内空间，又便于驾驶员观察有关汽车的各项数据，及时了解车况，此外，该车载设备结构简单、成本低廉，便于大规模应用。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本实用新型所附权利要求的保护范围。

Claims (9)

1.一种基于OBD、GPS以及TPMS的车载设备，其特征在于，所述车载设备包括：至少一个胎压温度检测单元、与每个所述胎压温度检测单元无线连接的车载接收控制显示单元、以及OBD数据延长线，所述车载接收控制显示单元包括：第一MCU、和与所述第一MCU电连接的GPS模块、第一无线传输模块、CAN总线转换模块、以及显示模块，所述OBD数据延长线的一端与汽车内部的ECU电连接，所述OBD数据延长线的另一端与所述CAN总线转换模块电连接。

2.根据权利要求1所述的车载设备，其特征在于，所述胎压温度检测单元包括：第二MCU、轮胎压力传感器、轮胎温度传感器、电源、电源管理模块、加速度控制模块、以及第二无线传输模块，所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、以及所述加速度控制模块均与所述第二MCU电连接，所述第二MCU与所述第二无线传输模块电连接，所述电源与所述电源管理模块电连接，所述电源管理模块分别与所述第二MCU、所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、所述加速度控制模块、以及所述第二无线传输模块电连接，当所述第二MCU接收到所述加速度传感器发送的待机信号，并在经过第一时间后，向所述电源管理模块发送控制信号，以控制所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、以及所述第二无线传输模块进入待机状态。

3.根据权利要求2所述的车载设备，其特征在于，所述电源管理模块包括：滤波稳压电路和多个LDO，所述第二MCU通过所述滤波稳压电路与所述电源电连接，所述加速度控制模块、所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、以及所述第二无线传输模块分别通过一个所述LDO与所述电源电连接，所述第二MCU分别与连接所述轮胎压力传感器、所述轮胎温度传感器、以及所述第二无线传输模块的所述LDO的使能端电连接。

4.根据权利要求2所述的车载设备，其特征在于，所述胎压温度检测单元还包括：电源电压检测器，所述电源电压检测器分别与所述电源和所述第二MCU电连接。

5.根据权利要求2所述的车载设备，其特征在于，所述第二无线传输模块包括：发射天线，所述发射天线为车轮的气门嘴。

6.根据权利要求1-5任一项所述的车载设备，其特征在于，所述车载接收控制显示单元还包括：GSM模块，所述GSM模块与所述第一MCU电连接。

7.根据权利要求1-5任一项所述的车载设备，其特征在于，所述车载接收控制显示单元还包括：储存模块，所述储存模块与所述第一MCU电连接。

8.根据权利要求1-5任一项所述的车载设备，其特征在于，所述车载接收控制显示单元还包括：语音模块，所述语音模块与所述第一MCU电连接。

9.根据权利要求1-5任一项所述的车载设备，其特征在于，所述车载接收控制显示单元还包括：按键模块，所述按键模块与所述第一MCU电连接。