專利名稱：輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
在汽車的行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā) 性交通事故發(fā)生的重要原因。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國高速公路上發(fā)生的交通事故有70%是由于爆 胎引起的，而在美國這一比例則高達(dá)80%。怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的一個(gè)重要課題。 據(jù)國家橡膠輪胎質(zhì)量監(jiān)督中心的專家分析，保持標(biāo)準(zhǔn)的車胎氣壓行駛和及時(shí)發(fā)現(xiàn)車胎漏氣 是防止爆胎的關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是提供一種輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，它可以有效 地對(duì)汽車輪胎壓力、溫度及發(fā)射器電池電壓進(jìn)行檢測(cè)，實(shí)時(shí)進(jìn)行低壓和快速漏氣預(yù)警，確保 汽車在正常的輪胎壓力狀況下行駛，并避免使用質(zhì)量不好或磨損嚴(yán)重的輪胎。 —種輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，包括接收器1和一個(gè)或一個(gè)以上傳感 發(fā)射器2 ;傳感發(fā)射器2包括實(shí)時(shí)測(cè)量輪胎內(nèi)的壓力、溫度及電池電壓的傳感器模塊7、完 成信號(hào)補(bǔ)償與調(diào)整及SPI串行通信接口的數(shù)據(jù)處理模塊8、含有射頻發(fā)射集成電路的射頻 發(fā)射模塊9、為傳感發(fā)射器2各部分電路提供直流電源的電池10，其中傳感器模塊7的測(cè) 量信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊8的信號(hào)輸入端相連，射頻發(fā)射模塊9的射頻發(fā)射集成電路 通過SPI串行通信接口接收經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊8補(bǔ)償與調(diào)整后的輪胎內(nèi)的壓力、溫度及電池 電壓數(shù)據(jù)；接收器1包括射頻接收模塊3、接收數(shù)據(jù)處理模塊4、顯示報(bào)警模塊5、人機(jī)接口 模塊6，射頻接收模塊3由一個(gè)射頻接收集成電路及其外圍元件構(gòu)成，接收射頻信號(hào)數(shù)據(jù)， 通過SPI總線將數(shù)據(jù)傳送給接收數(shù)據(jù)處理模塊4 ;接收數(shù)據(jù)處理模塊4由微處理器芯片以 及外圍基本元器件構(gòu)成，完成數(shù)據(jù)處理；顯示報(bào)警模塊5由液晶顯示屏、功能/報(bào)警指示燈 和蜂鳴器組成，通過數(shù)據(jù)線與接收數(shù)據(jù)處理模塊4的數(shù)據(jù)輸出端相連，顯示各輪胎壓力、溫 度、電壓以及報(bào)警類型；人機(jī)接口模塊6包括功能按鈕與同步異步接收發(fā)送裝置。射頻接收 模塊3的射頻、射頻發(fā)射模塊9均分別與各自的天線相連。 傳感發(fā)射器實(shí)時(shí)測(cè)量輪胎內(nèi)的壓力、溫度及電池電壓，并將數(shù)據(jù)通過無線方式傳 送到駕駛室內(nèi)的接收器并以直觀的數(shù)字形式顯示和報(bào)警，防止爆胎，保證安全駕駛。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意框圖； 圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例中控制面板示意圖； 圖3為本實(shí)用新型的實(shí)施例中發(fā)射器電路原理示意圖； 圖4為本實(shí)用新型的實(shí)施例中接收器電路原理示意圖。
具體實(shí)施方式如圖1-圖4，一種輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，包括接收器1和一個(gè)或一 個(gè)以上傳感發(fā)射器2 ;傳感發(fā)射器2包括實(shí)時(shí)測(cè)量輪胎內(nèi)的壓力、溫度及電池電壓的傳感器 模塊7、完成信號(hào)補(bǔ)償與調(diào)整及SPI串行通信接口的數(shù)據(jù)處理模塊8、含有射頻發(fā)射集成電 路的射頻發(fā)射模塊9、為傳感發(fā)射器2各部分電路提供直流電源的電池10，其中傳感器模塊 7的測(cè)量信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊8的信號(hào)輸入端相連，射頻發(fā)射模塊9的射頻發(fā)射集成 電路通過SPI串行通信接口接收經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊8補(bǔ)償與調(diào)整后的輪胎內(nèi)的壓力、溫度及 電池電壓數(shù)據(jù)；接收器1包括射頻接收模塊3、接收數(shù)據(jù)處理模塊4、顯示報(bào)警模塊5、人機(jī) 接口模塊6，射頻接收模塊3由一個(gè)射頻接收集成電路及其外圍元件構(gòu)成，接收射頻信號(hào)數(shù) 據(jù)，通過SPI總線將數(shù)據(jù)傳送給接收數(shù)據(jù)處理模塊4 ;接收數(shù)據(jù)處理模塊4由微處理器芯片 以及外圍基本元器件構(gòu)成，完成數(shù)據(jù)處理；顯示報(bào)警模塊5由液晶顯示屏、功能/報(bào)警指示 燈和蜂鳴器組成，通過數(shù)據(jù)線與接收數(shù)據(jù)處理模塊4的數(shù)據(jù)輸出端相連，顯示各輪胎壓力、 溫度、電壓以及報(bào)警類型；人機(jī)接口模塊6包括功能按鈕與同步異步接收發(fā)送裝置。射頻接 收模塊3的射頻、射頻發(fā)射模塊9均分別與各自的天線相連。 傳感器模塊通過軟件控制定時(shí)采集輪胎內(nèi)的壓力、溫度以及發(fā)射器的電池電壓， 經(jīng)內(nèi)部放大器放大后，數(shù)據(jù)處理器通過A/D比較方式讀取壓力、溫度及電池電壓。傳感器模 塊和數(shù)據(jù)處理模塊集成在同一芯片內(nèi)，數(shù)據(jù)處理器讀取來自傳感器模塊的數(shù)據(jù)后，處理、形 成數(shù)據(jù)后通過射頻發(fā)射模塊發(fā)射出去。射頻接收模塊將由輪胎發(fā)射出來的射頻信號(hào)放大解 調(diào)后，將數(shù)字信號(hào)通過SPI接口送給數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊再進(jìn)行譯碼，從數(shù)據(jù)流中 提取各輪胎輪胎序列號(hào)(ID)、壓力值、溫度值、發(fā)射器電池電壓值以及輪胎狀態(tài)值，然后作 出相應(yīng)的處理。人機(jī)接口部分主要包括液晶顯示屏、LED指示燈、蜂鳴器、按鈕等。液晶顯 示屏主要起指示輪胎位置和顯示當(dāng)前輪胎狀況丄ED指示燈顯示是否有輪胎處在報(bào)警狀態(tài)。 蜂鳴器主要提供聲音報(bào)警功能。按鈕則可以進(jìn)行裝置的功能設(shè)定及讀取當(dāng)前輪胎壓力、溫 度大小。 本實(shí)用新型傳感器模塊和數(shù)據(jù)處理模塊采用英飛凌公司的內(nèi)置8位哈佛結(jié)構(gòu) RISC MCU和傳感器為一體的壓力傳感器SP30芯片及外圍基本元器件構(gòu)成，射頻發(fā)射集成 電路采用MAX1479 (434MHzASK/FSK發(fā)射器)。所述SP30傳感器整合了硅顯微機(jī)械加工 (MEMS)的壓力與加速度傳感器、溫度傳感器和一個(gè)電池電壓監(jiān)測(cè)器，提供四合一傳感功能， 并配有一個(gè)能完成測(cè)量、信號(hào)補(bǔ)償與調(diào)整及SPI串行通信接口 CMOS大規(guī)模集成電路，其中 SP30內(nèi)置8位哈佛結(jié)構(gòu)RISCMCU和2D通道的低頻(LF)接口 ，且消耗的電流僅0. 4uA。 接收器安裝在儀表盤上方。接收器射頻接收模塊接收射頻信號(hào)數(shù)據(jù)，通過SPI總 線將數(shù)據(jù)傳送給數(shù)據(jù)處理模塊。數(shù)據(jù)處理模塊內(nèi)的MCU是數(shù)據(jù)處理的核心。顯示報(bào)警模塊 由液晶顯示屏、功能/報(bào)警指示燈和蜂鳴器組成，液晶顯示屏用來顯示各輪胎壓力、溫度、 電壓以及報(bào)警類型。人機(jī)接口模塊包括功能按鈕與同步異步接收發(fā)送裝置。所述射頻接收 模塊采用飛思卡爾公司的MC33596和外圍基本電路構(gòu)成；數(shù)據(jù)處理模塊采用飛思卡爾公司 的微處理器MC9S08DZ60芯片以及外圍基本元器件構(gòu)成。顯示報(bào)警模塊包括液晶顯示屏和 聲光器件。 將安裝在輪胎內(nèi)發(fā)射器中的螺旋天線桿子視作面天線的饋源，與輪胎金屬結(jié)構(gòu)面 共同構(gòu)成一個(gè)模擬的全向天線，在射頻功率輸出端與天線之間插入一個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)，通過對(duì)
4匹配網(wǎng)絡(luò)和天線進(jìn)行優(yōu)化使天線發(fā)射的實(shí)際輻射功率達(dá)到最大。發(fā)射器采用低功耗設(shè)計(jì)，
使用溫度與壓力復(fù)合式趨勢(shì)探測(cè)方法來判斷汽車的行駛/停止?fàn)顟B(tài)。根據(jù)輪胎不同狀態(tài)的
熱膨脹系數(shù)設(shè)定來確定壓力偏差值，由壓力偏差算法來判定輪胎是否漏氣。 本實(shí)用新型將輪胎內(nèi)的壓力、溫度和發(fā)射器電池電壓參數(shù)用無線傳輸?shù)姆绞絺鬟f
給接收器的顯示部分。使駕駛員能夠通過數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)采取相應(yīng)的措施，可以使輪胎始終保持
在合理的壓力范圍內(nèi)，節(jié)省汽車燃油，并保證用戶行車安全。
權(quán)利要求一種輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，它包括接收器(1)和一個(gè)或一個(gè)以上傳感發(fā)射器(2)；其特征在于所述傳感發(fā)射器(2)包括實(shí)時(shí)測(cè)量輪胎內(nèi)的壓力、溫度及電池電壓的傳感器模塊(7)、完成信號(hào)補(bǔ)償與調(diào)整及SPI串行通信接口的數(shù)據(jù)處理模塊(8)、含有射頻發(fā)射集成電路的射頻發(fā)射模塊(9)、為傳感發(fā)射器(2)各部分電路提供直流電源的電池(10)，其中傳感器模塊(7)的測(cè)量信號(hào)輸出端與數(shù)據(jù)處理模塊(8)的信號(hào)輸入端相連，射頻發(fā)射模塊(9)的射頻發(fā)射集成電路通過SPI串行通信接口接收經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊(8)補(bǔ)償與調(diào)整后的輪胎內(nèi)的壓力、溫度及電池電壓數(shù)據(jù)；接收器(1)包括射頻接收模塊(3)、接收數(shù)據(jù)處理模塊(4)、顯示報(bào)警模塊(5)、人機(jī)接口模塊(6)，射頻接收模塊(3)由一個(gè)射頻接收集成電路及其外圍元件構(gòu)成，接收射頻信號(hào)數(shù)據(jù)，通過SPI總線將數(shù)據(jù)傳送給接收數(shù)據(jù)處理模塊(4)；接收數(shù)據(jù)處理模塊(4)由微處理器芯片以及外圍基本元器件構(gòu)成，完成數(shù)據(jù)處理；顯示報(bào)警模塊(5)通過數(shù)據(jù)線與接收數(shù)據(jù)處理模塊(4)的數(shù)據(jù)輸出端相連，顯示各輪胎壓力、溫度、電壓以及報(bào)警類型；所述射頻接收模塊(3)的射頻、射頻發(fā)射模塊(9)均分別與各自的天線相連。
2. 如權(quán)利要求1的一種輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述顯示報(bào) 警模塊(5)由液晶顯示屏、功能/報(bào)警指示燈和蜂鳴器組成，通過數(shù)據(jù)線與接收數(shù)據(jù)處理模 塊(4)的數(shù)據(jù)輸出端相連，顯示各輪胎壓力、溫度、電壓以及報(bào)警類型；所述人機(jī)接口模塊 (6)包括功能按鈕與同步異步接收發(fā)送裝置。
3. 如權(quán)利要求1或2的輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述傳感器模 塊(7)與數(shù)據(jù)處理模塊(8)集成在一個(gè)型號(hào)為SP30的集成電路中。
4. 如權(quán)利要求1或2的輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于所述所述發(fā)射 器(2)的螺旋天線桿子作為面天線的饋源，與輪胎金屬結(jié)構(gòu)面共同構(gòu)成一個(gè)全向天線，在 射頻功率輸出端與天線之間有一個(gè)匹配網(wǎng)絡(luò)。
5. 如權(quán)利要求1或2所述輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于，所述射頻 接收模塊(3)采用型號(hào)為MC33596的集成射頻接收模塊。
專利摘要一種輪胎壓力、溫度及電池電壓監(jiān)測(cè)裝置，包括接收器和一個(gè)或一個(gè)以上傳感發(fā)射器；傳感發(fā)射器包括實(shí)時(shí)測(cè)量輪胎內(nèi)的壓力、溫度及電池電壓的傳感器模塊、完成信號(hào)補(bǔ)償與調(diào)整及SPI串行通信接口的數(shù)據(jù)處理模塊、含有射頻發(fā)射集成電路的射頻發(fā)射模塊、電池；接收器包括射頻接收模塊、接收數(shù)據(jù)處理模塊、顯示報(bào)警模塊、人機(jī)接口模塊，射頻接收模塊接收射頻信號(hào)數(shù)據(jù)，通過SPI總線將數(shù)據(jù)傳送給接收數(shù)據(jù)處理模塊；接收數(shù)據(jù)處理模塊完成數(shù)據(jù)處理；顯示報(bào)警模塊顯示報(bào)警類型；人機(jī)接口模塊包括功能按鈕與同步異步接收發(fā)送裝置。它可以有效地預(yù)防爆胎事故，在低速時(shí)節(jié)約燃油消耗，在高速時(shí)提高安全性。
文檔編號(hào)G01M17/02GK201464193SQ200920063719
公開日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年3月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年3月20日
發(fā)明者歐偉民, 蔡葉菁, 黃曉峰, 龍永紅 申請(qǐng)人:湖南工業(yè)大學(xué)