本實用新型涉及用于車裝的測量、信號、控制，或分配車胎壓力或溫度的裝置，特別是有關于一種靠車胎壓力作用的信號裝置。

背景技術：

根據統(tǒng)計，由爆胎引起的車禍在惡性交通事故中所占的比例非常高，而所有會造成爆胎的因素中，胎壓不當為首要原因。胎壓不足時，當車輛經過溝坎或顛簸路面，車胎內沒有足夠空間吸收震動，不但影響行駛的穩(wěn)定性和乘坐舒適性，還會造成對懸掛系統(tǒng)的沖擊力度加大，由此會帶來危害。當胎壓過高時，會減小車胎與地面的接觸面積，而此時車胎所承受的壓力相對提高，車胎的抓地力會受到影響，同時在高溫時爆胎的隱患也會相應增加。

目前，各種車輛，尤其是轎車，一般安裝有車胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)，TPMS是一種能對汽車車胎氣壓、溫度進行自動檢測，并對車胎異常情況進行報警的預警系統(tǒng)，以了解車輛的車胎氣壓的變化特性，為車輛安全監(jiān)控提供依據，車主據此調整胎壓和控制車速。

TPMS系統(tǒng)可分為間接式和直接式兩種。間接式是通過汽車ABS系統(tǒng)的輪速傳感器來比較車輪之間的轉速差別，以達到監(jiān)視胎壓的目的。直接式利用安裝在每一車胎里的壓力傳感器來直接測量車胎的氣壓，并通過無線調制發(fā)射到安裝在駕駛臺的接收器上。

直接式TPMS所使用的胎壓發(fā)送器一般采用通用的低效單片機方式設計，使用鈕扣電池供電，一方面提供給傳感器進行數據采集，一方面將采集到的數據發(fā)射到駕駛臺。運行狀態(tài)和電源管理上一般比較簡單，但產品整體工作周期不夠長，無法完全滿足用戶的產品使用要求。

基于藍牙信號的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，逐漸成為近年來的技術發(fā)展主流?，F有技術中，CN201210527554.8披露一種基于藍牙信號的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，其包括裝在車胎上的發(fā)送胎壓數據的胎壓監(jiān)測器、接收胎壓數據并給予顯示的接收裝置，所述胎壓監(jiān)測器包括：壓力傳感模塊，用以采集車胎氣壓信號；第一調理模塊，連接壓力傳感模塊，用以將氣壓信號調理放大；藍牙模塊，連接調理電路，用以將放大后的氣壓信號處理成嵌入設備ID碼的藍牙信號；發(fā)射模塊，連接藍牙模塊，用以發(fā)射藍牙信號。

現有技術中，CN201510190376.8披露一種具藍牙訊號轉換的胎壓偵測裝置組，其設于一車輛中，包括至少一胎壓偵測組件，設于車輛的一車胎上，偵測車胎的信息并送出一藍牙訊號；以及一訊號轉換組件，設于車輛上，接收藍牙訊號，并根據不同車款及不同數據編碼格式進行數據編碼格式的轉換，將藍牙訊號轉換成一射頻訊號，并將射頻訊號傳送至一車內中控系統(tǒng)的一無線射頻接收器。

現有技術中，CN201521136311.7披露一種胎壓監(jiān)測設備，包括胎壓傳感器、與所述胎壓傳感器電性連接的藍牙發(fā)送模塊以及與所述藍牙發(fā)送模塊通信的移動終端，所述藍牙發(fā)送模塊包括相互電性連接的藍牙發(fā)送天線以及藍牙芯片發(fā)送控制器，所述藍牙發(fā)送模塊的藍牙芯片發(fā)送控制器與所述胎壓傳感器電性連接并將所述胎壓傳感器傳遞來的數據廣播出去，所述藍牙發(fā)送模塊與所述移動終端為單向通信，即數據僅能從藍牙發(fā)送模塊發(fā)送到所述移動終端上，與所述藍牙發(fā)送模塊電性連接有加速度傳感器。

現有的藍牙TPMS大都使用433兆、868兆及915兆低頻窄帶通信技術。433兆是數據傳輸領域的老產品，用來做數據傳輸存在巨大隱患。433兆、868兆及915兆系統(tǒng)通信技術落后，采用窄帶調幅技術，使用單頻點工作，不能有效抵抗因遮擋而產生的多徑效應，造成通信不可靠，系統(tǒng)不穩(wěn)定。頻道非常擁擠，環(huán)境干擾特別大，因為對講機，車載通信設備，業(yè)余通信設備等，都集中在這里，因而環(huán)境干擾非常大。另外功耗大，發(fā)射機和天線體積龐大，發(fā)射機和接收機電路中的晶振的震蕩頻率，受溫度影響較大，容易產生溫漂，且隨時間推移會因老化而產生誤差，這些都會引起工作頻點的嚴重飄移問題。使得發(fā)射機和接收機的工作頻點不能落在相同的工作頻帶上，從而造成系統(tǒng)不穩(wěn)定，甚至完全不能通信。

對于藍牙胎況監(jiān)測器，藍牙天線的設置影響效能極大。目前市面上已有的汽車內置胎壓胎況監(jiān)測器，若為使用433兆藍牙，因天線信號的阻抗匹配、輻射效率、輻射增益、輻射電磁場關系，天線的長度必須很長，433兆藍牙的1/4波長天線為173.2毫米，對于一般車胎，要在車胎上設置173.2毫米的天線，極為困難。

如果使用2.4G藍牙的解決方案，就可以使用較短的藍牙天線。市面上的2.4G藍牙胎況監(jiān)測器，因為印刷電路板與車胎灌氣柱之間形成有較大的雜散電容，會造成藍牙信號的嚴重損失。因此在藍牙胎況監(jiān)測器的設計，都為將藍牙天線放在胎內不外露，并且設計在離車胎灌氣柱較遠處。

目前市面上現有產品的設計，為了妥協(xié)2.4G無線射頻信號線路的敏感性，都直接從印刷電路板靠近藍牙芯片的射頻匹配回路的信號饋入處，連接到藍牙天線，作為藍牙信號的收發(fā)處理。因此藍牙天線的設置，只能以PCB天線、陶瓷天線、金屬成型天線、或線型天線，焊接于印刷電路板接近藍牙芯片及無線射頻信號的饋入點，放置在輪胎內部。然而藍牙天線設置在輪胎內的另一個問題是，因為汽車輪胎周圍的膠圈與大地接觸面的中間橡膠層，里面包覆著鋼絲網，藍牙天線輻射發(fā)出的無線信號容易被金屬鋼絲網阻礙、遮蔽，無法完全輻射出來，這又影響藍牙天線的傳輸效率。

技術實現要素：

基于前述現有技術的不足，本實用新型提出一種解決方案，使用車胎灌氣柱作為2.4G藍牙的單極子天線(Monopole Antenna)，一部份在車胎內，另一部份伸出車胎外，配合印刷電路板接地銅箔及車胎鋁圈金屬結構作為反射鏡面，讓藍牙天線的整體信號輻射特性相當于偶極子天線，大大降低雜散電容的干擾，顯著提高藍牙天線的信號發(fā)射與接收效率。

本實用新型首先提出一種藍牙胎況監(jiān)測器100，供設置于一個車胎200的氣體端口210，包含一個印刷電路板裝置110、一個藍牙芯片120、一個電池裝置130、以及一個單極子天線140。電池裝置130用以供應藍牙胎況監(jiān)測器100的操作電力，印刷電路板裝置110具有一個無線射頻信號饋入點111，單極子天線140連接至無線射頻信號饋入點111，藍牙芯片120設置于印刷電路板裝置110上、電性連接至無線射頻信號饋入點111。藍牙胎況監(jiān)測器100更包括一個絕緣殼體160與一個鎖合裝置150，印刷電路板裝置110與電池裝置130設置于絕緣殼體160內，單極子天線140為中空柱狀體，具有第一端141與第二端142，第一端141設置有氣嘴，且凸出于車胎200的氣體端口210的外部，用以連接至外部的加氣裝置。鎖合裝置150、絕緣殼體160、與單極子天線140的第二端142，都設置于車胎200內，且鎖合裝置150將單極子天線140的第二端142鎖合至印刷電路板裝置110的無線射頻信號饋入點111。

基于相同的技術構思，本實用新型更提出一種車胎，具有一個空心胎體220、一個氣體端口210與一個藍牙胎況監(jiān)測器100。該藍牙胎況監(jiān)測器100如前所述，該藍牙胎況監(jiān)測器100的該單極子天線140設置于該氣體端口210，該單極子天線140的該第一端141設置有氣嘴，且凸出于該氣體端口210的外部，用以連接至外部的加氣裝置，該藍牙胎況監(jiān)測器100的該鎖合裝置150、該絕緣殼體160、與該單極子天線140的該第二端142，都設置于該車胎200內。

本實用新型提出的藍牙胎況監(jiān)測器100與車胎，其中的藍牙天線的信號發(fā)射與接收效率較高，整體裝置與車胎灌氣柱合為一體，結構緊實、體積小，安裝方便，有效提高TPMS的操作效能。

【附圖說明】

圖1為本實用新型所提出的車胎的示意圖。

圖2為本實用新型所提出的藍牙胎況監(jiān)測器示意圖。

圖3為本實用新型所提出的單極子天線示意圖。

圖4為本實用新型所提出的藍牙胎況監(jiān)測器與鎖合裝置示意圖。

附圖中的符號說明如下：

藍牙胎況監(jiān)測器 100

印刷電路板裝置 110

無線射頻信號饋入點 111

藍牙芯片 120

電池裝置 130

單極子天線 140

單極子天線第一端 141

單極子天線第二端 142

鎖附體 143

鎖合裝置 150

絕緣殼體 160

穿孔 161

胎壓感知器 170

運動感知器 180

胎溫感知器 185

車胎 200

氣體端口 210

空心胎體 220

【具體實施方式】

本實用新型主要披露一種基于藍牙技術的動力車輛的胎況偵測設備，其中所使用的動力車輛與車胎技術基本原理已為相關技術領域的技術人員所熟知，故以下文中的說明，不作完整描述。同時，以下文中所對照的圖式，主要表達與本實用新型特征有關的結構示意，并未亦不需要依據實際尺寸完整繪制，在先說明。

本實用新型首先提出第一較佳實施例，為一種藍牙胎況監(jiān)測器100，供使用于一種交通工具的車胎200(如圖2所示)中。具體的說，交通工具可以是自行車、摩托車、汽車、大卡車、電動車、甚至是飛機等任何一種，只要有輪胎就行。

請見圖2，藍牙胎況監(jiān)測器100，設置于一個車胎200的氣體端口210，車胎200如圖1所示。藍牙胎況監(jiān)測器100包含一個印刷電路板裝置110、一個藍牙芯片120、一個電池裝置130、一個單極子天線140、以及一個絕緣殼體160。圖2所示的藍牙胎況監(jiān)測器100是把絕緣殼體160剖開的視圖。

本實用新型的藍牙芯片120是使用藍牙4.0以上的通信協(xié)議。藍牙4.0最重要的特性是省電，有極低的運行和待機功耗，使用一粒紐扣電池即能連續(xù)工作數年之久。此外，3毫秒低延遲、100米以上超長通信距離、AES-128加密等諸多特色，可以廣泛地用于計步器、心律監(jiān)視器、智能儀表、傳感器物聯(lián)網等眾多領域。

請續(xù)見圖2，電池裝置130用以供應整個藍牙胎況監(jiān)測器100的操作電力，為縮小體積，以鈕扣電池為佳。印刷電路板裝置110具有一個無線射頻信號饋入點111，單極子天線140連接至無線射頻信號饋入點111，藍牙芯片120設置于印刷電路板裝置110上、電性連接至無線射頻信號饋入點111，更具體的，藍牙芯片120與無線射頻信號饋入點111的距離要愈短愈好，以降低藍牙信號的漏失與雜訊的干擾。

單極子天線140被設計成車胎灌氣柱，使之成為中空柱狀體，單極子天線140具有第一端141與第二端142，如圖3所示。第一端141設置有氣嘴，且凸出于車胎200的氣體端口210的外部，用以連接至外部的加氣裝置。

印刷電路板裝置110與電池裝置130設置于絕緣殼體160內，絕緣殼體160與單極子天線140的第二端142，都設置于車胎200內。亦即，單極子天線140設置在車胎200的氣體端口210處，單極子天線140的第一端141在車胎200外，單極子天線140的第二端142與其他所有的零件都在車胎200內。

請見圖3，為藍牙胎況監(jiān)測器100的背后視圖。藍牙胎況監(jiān)測器100更包括一個鎖合裝置150，例如螺栓。鎖合裝置150將單極子天線140的第二端142鎖合至印刷電路板裝置110的無線射頻信號饋入點111，此時，無線射頻信號饋入點111可以更設置一個配合的螺孔。藉此，使單極子天線140與無線射頻信號饋入點111的裝配連結更為方便，并且，通過鎖合裝置150的施壓，單極子天線140與無線射頻信號饋入點111的結合也更為穩(wěn)固。

本實用新型的一個主要特點是使用單極子天線作為藍牙天線。單極子天線是在偶極子天線的基礎上發(fā)展而來的，偶極子天線有對稱的兩個天線臂，每個天線臂長為四分之一波長，方向圖類似面包圈。后來，研發(fā)人員在其中單個天線臂下面的中心饋電處加一塊金屬板，移去另一個天線臂，利用鏡像原理，可形成基本上等同于偶極子天線的效果，因此便得到了單極子天線。單極子天線的電性能，基本與偶極子天線相似，但信號輻射強度較弱，基本上只有偶極子天線的一半，但天線總長度也僅有偶極子天線的一半，對于體積要求較為嚴苛的應用場合，單極子天線能較偶極子天線更能有效發(fā)揮。

現有技術中，藍牙天線由于長度較長，通常設置于車胎內。但天線的設計應以容易向外傳輸與接收信號為優(yōu)先；設置于車胎內的藍牙天線，在信號傳輸方面有極大缺憾。

本實用新型的藍牙天線是以單極子天線為基礎設計，利用車胎灌氣柱的金屬導體的垂直部位作成四分之一波長天線，接入印刷電路板裝置的無線射頻信號饋入點111，配合印刷電路板的必要的接地銅箔及車胎鋁圈的金屬結構作為反射鏡面，讓車胎整體形成偶極子天線的作用，有效縮小了藍牙天線的體積與長度；同時，以車胎灌氣柱為藍牙天線伸出輪胎外，利用印刷電路板裝置的走線、銅箔線路的布置，能將藍牙信號有效的輻射出去。

以2.4G赫茲的頻率計算，四分之一波長為30.738毫米，因此，本實用新型中，單極子天線140的長度介于20毫米至50毫米，藉此，當頻率在2.4G赫茲的附近飄移時，單極子天線140仍然能夠發(fā)揮有效作用，而此一長度也恰好適合于車胎灌氣柱的整體設計。其中，單極子天線140的長度更優(yōu)選為25毫米至40毫米。

請續(xù)見圖3，絕緣殼體160更具有一個穿孔161，鎖合裝置150可以經由穿孔161將單極子天線140的第二端142鎖合至印刷電路板裝置110的無線射頻信號饋入點111。

請續(xù)見圖3，較佳的，單極子天線140的第二端142更包含一個鎖附體143，例如中空半球體、中空圓板等，便于鎖合裝置150更容易將其與無線射頻信號饋入點111結合；于此同時，無線射頻信號饋入點111設置于鎖附體143的中心附近。

藍牙在本實用新型中主要是為傳輸信號，因此本實用新型的藍牙胎況監(jiān)測器100的印刷電路板裝置110更設置有一個胎壓感知器170、一個運動感知器180、一個胎溫感知器185等其中任一個或全部，如圖2所示，以便傳遞車胎的胎壓、運動信息、溫度等，到駕駛座的藍牙中控臺，以便于用戶進行遠距監(jiān)控。

具體的，運動感知器180可以是角度感知器、轉速計、加速度感知器等。在車輛的正常行駛狀態(tài)下，車胎運動信息的變化是穩(wěn)定的；但當車胎的平衡失調、或胎壓泄漏時，車胎會產生不正常抖動，此時運動信息便會發(fā)生急遽變化。藉由運動感知器180對運動信息的獲取，藍牙中控臺便能夠監(jiān)控車胎的運轉狀況。

胎溫感知器185用于偵測車胎的溫度信息。根據氣體的克拉伯龍方程式：PV＝nRT，對于相同的容積氣體，溫度上升，氣體壓力會增大。車胎內是一個密閉空間，當車胎溫度升高，胎壓也會上升。藉由溫度信息的獲取，藍牙中控臺100便能夠監(jiān)控車胎的溫度變化，提前預知胎壓可能發(fā)生的變化，并提前做出應對。

請見圖1，本實用新型進一步提出第二較佳實施例，為一種車胎200。車胎200具有一個空心胎體220、一個氣體端口210與第一較佳實施例所述的藍牙胎況監(jiān)測器100，藍牙胎況監(jiān)測器100的單極子天線140設置于氣體端口210。如圖2所示，藍牙胎況監(jiān)測器100的單極子天線140的第一端141設置有氣嘴，且凸出于氣體端口210的外部，用以連接至外部的加氣裝置，藍牙胎況監(jiān)測器100的鎖合裝置150、絕緣殼體160、與單極子天線140的第二端142，都設置于車胎200內。

本實用新型的主要特點如下：

使用車胎灌氣柱作為2.4G藍牙的單極子天線，一部份在車胎內，另一部份伸出車胎外，配合印刷電路板接地銅箔及車胎鋁圈金屬結構作為反射鏡面，讓藍牙天線的整體信號輻射特性相當于偶極子天線，有效縮減藍牙天線的長度與體積，并大大降低雜散電容的干擾，顯著提高藍牙天線的信號發(fā)射與接收效率。

以上所述僅為本實用新型較佳的實施方式，并非用以限定本實用新型的權利范圍；同時以上的描述，對于相關技術領域專門人士應可理解及實施，因此其他未脫離本實用新型所揭示的精神下所完成的等效改變或修飾，均應包含在權利要求中。