CN208593257U - 一种胎压监测装置和系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种胎压监测装置，包括：中央处理模块、射频发射模块、发电模块、胎压传感器、电能存储模块、电能切换模块和充电电池；其中，所述中央处理模块分别连接所述射频发射模块、所述发电模块、所述胎压传感器和所述充电电池；所述电能存储模块分别连接所述发电模块、所述电能切换模块和所述充电电池；所述胎压传感器设于车辆轮胎上，所述电能切换模块用于连接车辆的系统电源和太阳能电池板。本实用新型还公开一种胎压监测系统。采用本实用新型实施例，能够加强电池的续航能力，同时提高胎压测量精度。

Description

一种胎压监测装置和系统

技术领域

本实用新型涉及汽车轮胎胎压监测，尤其涉及一种胎压监测装置和系统。

背景技术

汽车在高速行驶时，车胎压力值是否正常关系到行车安全，胎压过高过低都会影响到车辆的安全，所以现在很多中高配的车型上都有了胎压检测模块，目的就是保证车辆在高速行驶中避免发生车辆爆胎等影响安全的问题。

目前市面上针对汽车轮胎压力监测主要有两种方法,一是通过安装在各个轮胎上的角速度传感器得到轮胎转速,通过转速信息判断轮胎压力；再者就是使用气体压力传感器测得压力值,然后通过无线模块发送到车内显示屏,由于无线模块耗电比较严重,所以目前使用的无线模块多是低功耗的蓝牙传输。

以上的两种胎压监测方法都存在一定的局限性,一种间接测试胎压的方法,通过轮胎角速度的变化进行判断的方法,但是精度不够；第二种直接采用气体压力传感器的方法虽然精度很高,由于采用无线传输,耗电能量比较大,目前基本都是采用纽扣电池为胎压检测装置供电,续航能力差，且使用寿命有限，拆卸也麻烦。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种胎压监测装置和系统，能够加强电池的续航能力，同时提高胎压测量精度。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供了一种胎压监测装置，包括：中央处理模块、射频发射模块、发电模块、胎压传感器、电能存储模块、电能切换模块和充电电池；其中，

所述中央处理模块分别连接所述射频发射模块、所述发电模块、所述胎压传感器和所述充电电池；

所述电能存储模块分别连接所述发电模块、所述电能切换模块和所述充电电池；

所述胎压传感器设于车辆轮胎上，所述电能切换模块用于连接车辆的系统电源和太阳能电池板。

与现有技术相比，本实用新型公开的胎压监测装置通过胎压传感器检测车辆轮胎的压力信息，并将压力信息发送给中央处理模块，通过射频发射模块将压力信息发送出去，同时发电模块和电能切换模块将电量存储在电能存储模块，以使电能存储模块将电量传递给充电电池，由充电电池供电。解决了现有技术通过轮胎角速度的变化进行判断的方法,但是精度不够，同时采用纽扣电池为胎压检测装置供电,使用寿命有限的问题，能够加强电池的续航能力，同时提高胎压测量精度。

作为上述方案的改进，所述电能切换模块为继电器切换电源电路。

作为上述方案的改进，所述发电模块包括压电薄膜元件，所述压电薄膜元件设于车辆轮胎的外表面，所述压电薄膜元件随着轮胎的变形而变形，产生正压电效应。

作为上述方案的改进，所述胎压监测装置还包括温度传感器，所述温度传感器与所述中央处理模块连接。

作为上述方案的改进，所述胎压监测装置还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述中央处理模块连接。

为实现上述目的，本实用新型实施例还提供了一种胎压监测系统，包括：主控模块、太阳能电池板、系统电源和至少一个上述任一实施例所述的胎压监测装置；其中，

所述主控模块分别连接所述太阳能电池板、所述系统电源和所述胎压监测装置中的电能切换模块；

所述太阳能电池板和所述系统电源均连接所述胎压监测装置中的电能切换模块。

与现有技术相比，本实用新型公开的胎压监测系统通过胎压监测装置检测车辆轮胎的压力信息，同时所述太阳能电池板和所述系统电源通过所述电能切换模块为所述胎压监测装置轮流供电。解决了现有技术通过轮胎角速度的变化进行判断的方法,但是精度不够，同时采用纽扣电池为胎压检测装置供电,使用寿命有限的问题，能够加强电池的续航能力，同时提高胎压测量精度。

作为上述方案的改进，所述胎压监测系统还包括显示屏，所述显示屏与所述主控模块连接，所述显示屏包括控制面板。

作为上述方案的改进，所述胎压监测系统还包括警报装置，所述警报装置与所述主控模块连接。

作为上述方案的改进，所述警报装置包括警报灯和/或扬声器。

作为上述方案的改进，所述胎压监测系统还包括通信模块和上位机，所述通信模块包括无线收发器和CAN收发器；其中，

所述CAN收发器连接所述上位机和所述胎压监测装置中的蓝牙模块。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的一种胎压监测装置10的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的一种胎压监测系统20的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一

参见图1，图1是本实用新型实施例提供的一种胎压监测装置10的结构示意图；包括：中央处理模块11、射频发射模块12、发电模块13、胎压传感器14、电能存储模块15、电能切换模块16和充电电池17；其中，

所述中央处理模11块分别连接所述射频发射模块12、所述发电模块13、所述胎压传感器14和所述充电电池17；

所述电能存储模块15分别连接所述发电模块13、所述电能切换模块16和所述充电电池17；

所述胎压传感器14设于车辆轮胎上，所述电能切换模块16用于连接车辆的系统电源和太阳能电池板。

具体的，所述胎压传感器14用于采集车车辆轮胎的压力信息，所述中央处理模块11控制所述胎压传感器14的开启和关闭，能够避免所述胎压传感器14在车辆停止运行时还开启导致电量的浪费。在采集到所述压力信息后，通过所述中央处理模11控制所述射频发射模块12将所述压力信息发送出去，所述射频发射模块12使用433MHz射频频段进行数据交互共享，可以有效避免信号干扰。

优选的，所述电能切换模块16为继电器切换电源电路。所述电能切换模块16通过所述系统电源和所述太阳能电池板获得电能，所述继电器切换电源电路能够控制由所述系统电源进行供电还是由所述太阳能电池板进行供电，能够保证所述电能存储模块15的电量充足，进而保证所述充电电池17的电量充足。

优选的，所述发电模块13包括压电薄膜元件，所述压电薄膜元件设于车辆轮胎的外表面，所述压电薄膜元件随着轮胎的变形而变形，产生正压电效应，回收电能。另外，所述压电薄膜元件的上部电极与下部电极之间连接电压检测单元，能够检测薄膜变形产生的电压，进而收集电能。

所述中央处理模11控制所述发电模块13的开启和关闭，比如在车辆运动过程中所述中央处理模11控制所述发电模块13开始工作，在车辆停止时控制所述发电模块13停止工作。所述发电模块13产生的电能汇入所述电能存储模块15存储，再由所述电能存储模块15给所述充电电池17充电。所述压电薄膜元件还能够采集车辆轮胎的压力，因为车辆在高速运转或者急转弯时，容易发生偏移，此时作用在四个车轮上的压力就是不同的，测量此压力有助于辅助车辆安全行驶。

优选的，所述胎压监测装置还包括温度传感器18，所述温度传感器18与所述中央处理模块11连接。优选的，所述中央处理模块11为MCU。所述温度传感器18采集轮胎内部温度，在高温环境下，气体会膨胀从而增加爆胎的风险，增加所述温度传感器18可以及时提醒驾驶者及时消除隐患，另外，当整车的牵引力控制器获取到车胎温度异常之后，牵引力控制器就会适当调整作用力减少摩擦。所述中央处理模11控制所述温度传感器18的开启和关闭，能够避免所述温度传感器18在车辆停止运行时还开启导致电量的浪费。

优选的，所述胎压监测装置还包括蓝牙模块19，所述蓝牙模块19与所述中央处理模块11连接。所述蓝牙模块19用于接收是否充电的充电信息，当接收到充电信息时，所述中央处理模块11控制所述充电电池17为所述胎压监测装置10进行充电。

进一步的，所述胎压监测装置10的线圈部分要设计在车轮的外围，这样可以减少空间，节省成本，具体做法就是在车门芯使用空芯的铁磁材料，然后在其四周绕制线圈，最后在外面制作保护层。这种做法可以大大节省所述胎压监测装置10的大小，节省成本。另外，所述胎压检测传感器14采用的是芯片传感器，可以缩小空间。

与现有技术相比，本实用新型公开的胎压监测装置10通过胎压传感器14检测车辆轮胎的压力信息，并将压力信息发送给中央处理模块11，通过射频发射模块12将压力信息发送出去，同时发电模块13和电能切换模块16将电量存储在电能存储模块15，以使电能存储模块15将电量传递给充电电池17，由充电电池17供电。解决了现有技术通过轮胎角速度的变化进行判断的方法,但是精度不够，同时采用纽扣电池为胎压检测装置供电,使用寿命有限的问题，能够加强电池的续航能力，同时提高胎压测量精度。

实施例二

参见图2，图2是本实用新型实施例提供的一种胎压监测系统的结构示意图；包括：主控模块21、太阳能电池板22、系统电源23和至少一个上述实施例一所述的胎压监测装置10；其中，

所述主控模块21分别连接所述太阳能电池板22、所述系统电源23和所述胎压监测装置10；

所述太阳能电池板22和所述系统电源23均连接所述胎压监测装置10中的电能切换模块。

具体的，所述主控模块21与左前、左后、右前、右后四个车轮的胎压监测装置10通过433MHz的射频信号进行无线通信，为了提高通信的可靠性，增加射频信号强度，硬件连接上主要是通过线圈耦合进行的。该线圈主要有两个目的：一是辐射433M的射频信号，对其有一定的增益，提高辐射功率；二是工作在低频段为无线充电提供耦合路径。安装时，车胎车门芯和所述主控模块21的耦合线圈要平行放置，这样使耦合能量最大，且射频通信最可靠。

具体的，为了实现太阳能电池板22与系统电源23对所述胎压监测装置10进行充电的并存模式，在所述胎压监测装置10设计了一个电能切换模块，作用就是在太阳能电池板22和系统电源23之间进行切换，所述系统电源23主要是采用线性稳压电源，产生所需的3.3V、5V或1.2V的电压。本实用新型实施例实现了太阳能(太阳能电池板22)、车辆运行时的动能(发电模块)以及系统电源23充电功能为一体的切换功能，充分保证了胎压监测装置10的耗能需求。另外，将所述太阳能电池板22放置在车顶，这样可以收集更多的太能，比放置在轮胎上效率更高。

优选的，所述胎压监测系统20还包括通信模块26和上位机，所述通信模块26包括无线收发器和CAN收发器；其中，所述CAN收发器连接所述上位机27和所述胎压监测装置10中的蓝牙模块。具体的，所述无线收发器用于接收所述胎压监测装置10中射频发射模块发送的压力信号，同时将所述压力信号传送到所述主控模块21进行处理，所述主控模块21为基于SMT32的MCU模块。所述无线收发器模块使用的频段为433MHz。

所述CAN收发器主要作用就是可以将测试得到的胎压、侧向压力以及温度值传输到车载网络中，实现数据共享。另外，可以通过CAN接口把胎压数据发送给需要胎压数据进行车辆控制的其他电控单元，同时所述CAN收发器还接收所述胎压监测装置10中蓝牙模块发送的充电请求信息，并返回一个充电信息给所述胎压监测装置10。

优选的，所述胎压监测系统20还包括显示屏24，所述显示屏24与所述主控模块21连接，所述显示屏24包括控制面板。所述显示屏24用于显示所述胎压监测装置10发送过来的压力信息，还有所述胎压监测装置10的电量情况。所述控制面板用于用户手动发送充电信息的指令给所述胎压监测装置10或者输入其它控制指令。

优选的，所述胎压监测系统20还包括警报装置25，所述警报装置25与所述主控模块21连接。所述警报装置25包括警报灯和/或扬声器。当获取到的压力信息中胎压过高或者过低时，所述主控模块21驱动所述扬声器发出警报提醒驾驶者注意安全，或者所述主控模块21驱动所述警报灯闪烁。

与现有技术相比，本实用新型公开的胎压监测系统通过胎压监测装置10检测车辆轮胎的压力信息，同时所述太阳能电池板22和所述系统电源23通过所述电能切换模块为所述胎压监测装置10轮流供电。解决了现有技术通过轮胎角速度的变化进行判断的方法,但是精度不够，同时采用纽扣电池为胎压检测装置供电,使用寿命有限的问题。可以同时测量车辆运动过程中车身施加在各个轮胎上的压力，然后进行数据共享，可以有效的预防车辆的飘逸侧滑等安全隐患；各种换能器的有效切换和储存，实现多种能量的收集延长胎压检测模块的使用寿命。

以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种胎压监测装置，其特征在于，包括：中央处理模块、射频发射模块、发电模块、胎压传感器、电能存储模块、电能切换模块和充电电池；其中，

所述中央处理模块分别连接所述射频发射模块、所述发电模块、所述胎压传感器和所述充电电池；

所述电能存储模块分别连接所述发电模块、所述电能切换模块和所述充电电池；

所述胎压传感器设于车辆轮胎上，所述电能切换模块用于连接车辆的系统电源和太阳能电池板。

2.如权利要求1所述的胎压监测装置，其特征在于，所述电能切换模块为继电器切换电源电路。

3.如权利要求1所述的胎压监测装置，其特征在于，所述发电模块包括压电薄膜元件，所述压电薄膜元件设于车辆轮胎的外表面，所述压电薄膜元件随着轮胎的变形而变形，产生正压电效应。

4.如权利要求1所述的胎压监测装置，其特征在于，所述胎压监测装置还包括温度传感器，所述温度传感器与所述中央处理模块连接。

5.如权利要求1所述的胎压监测装置，其特征在于，所述胎压监测装置还包括蓝牙模块，所述蓝牙模块与所述中央处理模块连接。

6.一种胎压监测系统，其特征在于，包括：主控模块、太阳能电池板、系统电源和至少一个上述权利要求1～5中任一项所述的胎压监测装置；其中，

所述主控模块分别连接所述太阳能电池板、所述系统电源和所述胎压监测装置中的电能切换模块；

所述太阳能电池板和所述系统电源均连接所述胎压监测装置中的电能切换模块。

7.如权利要求6所述的胎压监测系统，其特征在于，所述胎压监测系统还包括显示屏，所述显示屏与所述主控模块连接，所述显示屏包括控制面板。

8.如权利要求6所述的胎压监测系统，其特征在于，所述胎压监测系统还包括警报装置，所述警报装置与所述主控模块连接。

9.如权利要求8所述的胎压监测系统，其特征在于，所述警报装置包括警报灯和/或扬声器。

10.如权利要求6所述的胎压监测系统，其特征在于，所述胎压监测系统还包括通信模块和上位机，所述通信模块包括无线收发器和CAN收发器；其中，

所述CAN收发器连接所述上位机和所述胎压监测装置中的蓝牙模块。