專利名稱：用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)(TPMS)，更具體地說，涉及一種 適用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
據(jù)統(tǒng)計美國高速公路上發(fā)生的交通事故中，汽車輪胎欠壓是事故的主要 原因。有鑒于此，在2000年美國國會通過了 TREAD法案。TREAD法案的要求 之一是到2007年，所有在美國銷售的汽車都必須安裝輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng) (Tire Pressure Monitoring System)。
目前，TPMS主要分為兩種類型 一種是間接式TPMS,它通過汽車ABS的 輪速傳感器來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達到監(jiān)視胎壓的目的，其缺點是 無法對兩個以上輪胎同時缺氣的狀況和速度超過100公里/小時的情況進行 判斷。另一種是直接式TPMS，它利用安裝在每一個輪胎里的以鋰離子電池為 電源的壓力傳感器來直接測量輪胎中的氣壓，并通過無線調(diào)制將信號發(fā)射到 安裝在駕駛臺的監(jiān)視器上。監(jiān)視器隨時顯示各輪胎壓力，駕駛者可以直觀地 了解各個輪胎的氣壓狀況，當(dāng)輪胎壓力太低、滲漏、太高、或溫度太高時， 系統(tǒng)就會自動報警。
NHTSA(美國國家公路交通安全管理局)對這兩種TPMS系統(tǒng)進行了評估。
共有4個基于車輪轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)和6個基于壓力傳感測量系統(tǒng)參與了評估。 結(jié)論是直接方式提供了更為精確的輪胎壓力監(jiān)視。
由于傳感器中發(fā)射器的電池基本不具備可更換性，出于對電池壽命的考 慮，以及無線電管理規(guī)定的制約，發(fā)射器的發(fā)射功率不可能做的太大，發(fā)射 距離也因此受到限制。而長車受到車身長度和駕駛室位置等因素的制約，位 于車輛后部車輪的TPMS信號難以接收。目前解決這一問題的通用做法是安裝
一個帶有很長饋線的高頻天線來接收傳感器發(fā)射的信號。這種方案雖然解決 了傳感器發(fā)射功率小、接收數(shù)據(jù)有效性低的問題，但是增加了安裝的復(fù)雜性
和布線的難度，特別是增加了在車輛上加裝TPMS系統(tǒng)的難度。
實用新型內(nèi)容
本實用新型要解決的技術(shù)問題在于，針對現(xiàn)有技術(shù)上述長車TPMS系統(tǒng)采 用帶有很長饋線的高頻天線來接收車輛后部輪胎TPMS傳感器發(fā)射的信號而造 成的布線及安裝復(fù)雜、難度高的缺陷，提供一種適用于長車的輪胎壓力監(jiān)視 系統(tǒng)。
本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是構(gòu)造一種用于長車的 輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，包括
第一頻率無線發(fā)射器，其與安裝在車輛前部輪胎中的壓力傳感器相連； 第二頻率無線發(fā)射器，其與安裝在車輛后部輪胎中的壓力傳感器相連； 中繼轉(zhuǎn)發(fā)器，包括第二頻率無線接收模塊、微控制器及第一頻率無線發(fā) 射模塊；其中所述第二頻率無線接收模塊接收所述第二頻率無線發(fā)射器發(fā)射 的第二頻率信號并傳送給微控制器，經(jīng)微控制器處理后的信號再傳送給第一 頻率無線發(fā)射模塊向外發(fā)射；
接收器，包括第一頻率無線接收模塊、微控制器、輸出接口及信息輸出 裝置；其中，所述第一頻率無線接收模塊接收所述第一頻率無線發(fā)射器及所 述中繼轉(zhuǎn)發(fā)器中第一頻率無線發(fā)射模塊發(fā)射的第一頻率信號并將信號傳送給 微控制器，微控制器對信號進行處理后，將處理結(jié)果信息通過輸出接口傳送 到信息輸出裝置。
在本實用新型所述的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)中，所述中繼轉(zhuǎn)發(fā)器 安裝在車輛中部，并由汽車電源供電。
在本實用新型所述的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)中，所述前部輪胎和 后部輪胎中還安裝有溫度傳感器，其分別與相應(yīng)的第一頻率發(fā)射器和第二頻 率發(fā)射器相連接。
在本實用新型所述的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)中，所述信息輸出裝
置包括LCD顯示屏和/或LED指示燈。
在本實用新型所述的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)中，所述信息輸出裝 置包括音頻輸出裝置。
實施本實用新型的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，具有以下有益效果 解決了車輛后部車輪安裝TPMS的發(fā)射功率與電池壽命相互制約的問題，在不 改變后部輪胎發(fā)射器發(fā)射功率的情況下，提高了接收數(shù)據(jù)的有效性，同時降 低了 TPMS系統(tǒng)整體的安裝難度。


下面將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型作進一步說明，附圖中
圖1是本實用新型適用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)的原理框圖2是根據(jù)本實用新型實施例的傳感器及發(fā)射器部分的電路原理圖3是根據(jù)木實用新型實施例的接收器的電路原理圖4是根據(jù)本實用新型實施例的中繼轉(zhuǎn)發(fā)器的電路原理圖。
餘雄放
如圖1所示，本實用新型用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)包括安裝在車輛 前部輪胎上的前部傳感器及發(fā)射器、安裝在車輛后部輪胎上的后部傳感器及 發(fā)射器、安裝在車輛中部的中繼轉(zhuǎn)發(fā)器、安裝在車輛駕駛室內(nèi)的接收器。所 述傳感器及發(fā)射器安裝于車輛的各個車輪中，實時檢測輪胎的壓力等信息，
以無線方式向外發(fā)射包括輪胎ID、輪胎壓力和/或溫度的信息。其中，前部發(fā) 射器采用第一頻率發(fā)射信號，后部發(fā)射器采用第二頻率發(fā)射信號。中繼轉(zhuǎn)發(fā) 器位于車輛中部，其將后部發(fā)射器發(fā)射來的第二頻率信號接收校驗后，再次
以前部發(fā)射器的第一頻率向接收器發(fā)射較高功率的第一頻率信號。接收器位 于車輛駕駛室內(nèi)部，其接收前部發(fā)射器發(fā)射來的第一頻率信號以及中繼轉(zhuǎn)發(fā) 器發(fā)射的第一頻率信號，然后對這些信號進行處理，把包含在這些信號中的 輪胎ID、輪胎壓力和/或溫度等信息傳送給輸出裝置，如視頻輸出(例如LCD 顯示屏或LED指示燈)和/或音頻輸出裝置，或其它人機接口設(shè)備，以便為用
戶提供實時的汽車輪胎壓力和或溫度等信息。
在本實用新型的一個實施例中，上述傳感器可以僅為壓力傳感器。而在 另，實施例中，上述傳感器可以包括壓力傳感器和溫度傳感器。另外，發(fā)射
器、接收器采用的頻率可以在433M自由頻率段中進行選擇，例如，第一頻率 采用315MHz，第二頻率采用433MHz。
本實用新型的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)中，中繼轉(zhuǎn)發(fā)器直接采用汽車電源供電， 制約發(fā)射功率的因素較少，布線簡單。同時，解決了后部發(fā)射器發(fā)射過程中 的傳輸損耗引起的信號接收不良的問題。由于由汽車電源轉(zhuǎn)化為5V電源的方 法眾多，原理簡單，在這里不再贅述。
在圖2所示的傳感器及發(fā)射器部分的實施例中，電源部分采用電池供電。 壓力/溫度傳感芯片采用DAYT0NA，射頻發(fā)射芯片為TANG0。 MCU與TANGO在本 實施例中為封裝在一起的MOJ+射頻發(fā)射芯片MC68HC908RF2 (簡稱RF2)。 RF2 中雖然集成了射頻發(fā)送芯片TANGO，但TANGO的工作仍需要完全由MCU來控制， 設(shè)定其工作頻率及模式，從而控制數(shù)據(jù)的發(fā)送。上電復(fù)位后RF2開始工作， 先設(shè)置DAYTONA工作在待機(STANDBY)模式下，然后RF2進入停止(STOP)模式。 由于DAYTONA在此模式下OUT腿每3秒將輸出一次下降沿，觸發(fā)RF2的鍵盤 中斷，從而喚醒RF2。 RF2被喚醒后,禁止鍵盤中斷，然后通過設(shè)定修改DAYTONA 的工作模式，來分別讀取采集的溫度和壓力數(shù)值，隨即使用曼徹斯特 (MANCHESTER)編碼方式來發(fā)送射頻數(shù)據(jù)。發(fā)射完成之后再重新允許鍵盤中斷， 讓DAYTONA進入STANDBY模式，'同時RF2進入STOP模式。RF2的這種工作模 式是為了降低功耗，延長壓力/溫度監(jiān)測模塊的使用壽命。RF2工作在內(nèi)部晶 振模式下，可以增加其抗干擾能力。并且DAYTONA的復(fù)位(RST)信號將每隔52 分鐘復(fù)位一次RF2，這樣可以進一步提高系統(tǒng)的工作可靠性。在本實施例中， RF2通過對內(nèi)部標(biāo)志位置位和對外部晶振以及對匹配網(wǎng)路的調(diào)整分別將安裝 在前輪的前部發(fā)射器設(shè)置成315朋z,將安裝在后輪的后部發(fā)射器設(shè)置成 43細z。
圖3所示的接收器可以安裝在汽車面板上，通過指示燈閃爍或者液晶顯 示來告知駕駛員，車輛各輪胎當(dāng)前的壓力及溫度狀況是否異常。在圖3所示
的接收器的實施例中，接收器的軟件主體是一個循環(huán)接收處理數(shù)據(jù)的循環(huán)， 定時器溢出中斷將打斷非完整數(shù)據(jù)的接收過程，并將相關(guān)數(shù)據(jù)狀態(tài)初始化后
重新回到此循環(huán)中。射頻接收芯片ROMEO在開始接收之前，需要由MCU微控 制器(GT8)先對R0ME0的控制寄存器進行配置，使其工作在315MHz FSK模式 下。此過程中，微控制器GT8是主機，射頻接收芯片ROMEO是從機，可通過 微控制器的SPI模塊功能實現(xiàn)。完成配置之后，設(shè)置射頻接收芯片ROMEO為 主機，微控制器GT8則變成從機。射頻接收芯片ROMEO在接收到壓力監(jiān)測模 塊發(fā)送的MANCHESTER編碼的射頻數(shù)據(jù)后，將其轉(zhuǎn)化成TTL電平的串行數(shù)據(jù)從 MOSI 口輸出，并且在SCLK 口上同步輸出時鐘。這樣，微控制器GT8就可以通 過時鐘信號來準確地讀取射頻數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俾适?600波特率。為了能 夠剔除錯誤信號，在讀取數(shù)據(jù)每一位時，都開啟定時器溢出中斷來確保濾去 不完整的數(shù)據(jù)，并且開始等待下一次的數(shù)據(jù)。在每一個數(shù)據(jù)禎接收完畢后， 微控制器GT8都要計算校驗和，與接收到的校驗和相比較，從而判斷此次數(shù) 據(jù)是否正確。根據(jù)車輛的實際情況，微控制器GT8可以根據(jù)駐車和行車的不 同，根據(jù)輪胎壓力的突變來改變數(shù)據(jù)更新的速度，以便及時地告知駕駛員輪 胎壓力的突然變化。微控制器GT8可以通過串口與CAN總線通訊，可以用來 更新輪胎壓力及溫度的限值及修改輪胎ID號，并且進行狀態(tài)的實時監(jiān)控。
圖4是根據(jù)本實用新型實施例的中繼轉(zhuǎn)發(fā)器的電路原理圖。如圖4所示， 中繼轉(zhuǎn)發(fā)器中采用與發(fā)射器一致的封裝在一起的MCU+射頻發(fā)射芯片 MC68HC908RF2 (簡稱RF2)芯片。通過電源轉(zhuǎn)換裝置將汽車電源轉(zhuǎn)變?yōu)?V電 源，作為中繼轉(zhuǎn)發(fā)器供電電源。所采用的射頻接收芯片與接收器中的相同， 即ROMEO接收芯片。ROMEO接收到后部發(fā)射器的數(shù)據(jù)禎，按照通信協(xié)議進行校 驗后，利用自身的射頻發(fā)射功能，將信號按照前部發(fā)射器的315MHz頻點進行 多次發(fā)射，提高接收的可靠性。使用過程中，在開始對接收芯片R0ME0利用 1/0口進行初始化，然后進入接收狀態(tài)，接收到的信號通過SPI 口的引腳，連 接到芯片的PA口仿真的SPI 口。經(jīng)MCU校驗濾出錯誤數(shù)據(jù)后，通過對引腳的
控制進行轉(zhuǎn)發(fā)。
本申請文件中通過實施例對本實用新型的技術(shù)方案進行了說明，但本實
用新型并不局限于所列舉的實施例。對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，因本實
用新型的用于長車TPMS系統(tǒng)中的發(fā)射器、接收器、中繼轉(zhuǎn)發(fā)器內(nèi)的傳感器、 發(fā)射芯片、MCU、接收芯片、以及頻點等，均分別可采用多種替代方案，因此 本實用新型的保護范圍并不受本說明書介紹的實施例的限制。
權(quán)利要求1、一種用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于，包括第一頻率無線發(fā)射器，其與安裝在車輛前部輪胎中的壓力傳感器相連；第二頻率無線發(fā)射器，其與安裝在車輛后部輪胎中的壓力傳感器相連；中繼轉(zhuǎn)發(fā)器，包括第二頻率無線接收模塊、微控制器及第一頻率無線發(fā)射模塊；其中所述第二頻率無線接收模塊接收所述第二頻率無線發(fā)射器發(fā)射的第二頻率信號并傳送給微控制器，經(jīng)微控制器處理后的信號再傳送給第一頻率無線發(fā)射模塊向外發(fā)射；接收器，包括第一頻率無線接收模塊、微控制器、輸出接口及信息輸出裝置；其中，所述第一頻率無線接收模塊接收所述第一頻率無線發(fā)射器及所述中繼轉(zhuǎn)發(fā)器中第一頻率無線發(fā)射模塊發(fā)射的第一頻率信號并將信號傳送給微控制器，微控制器的輸出信號通過輸出接口傳送到信息輸出裝置。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于， 所述中繼轉(zhuǎn)發(fā)器安裝在車輛中部，并由汽車電源供電。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于， 所述前部輪胎和后部輪胎中還安裝有溫度傳感器，其分別與相應(yīng)的第一頻率 發(fā)射器和第二頻率發(fā)射器相連接。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)， 其特征在于，所述信息輸出裝置包括LCD顯示屏和/或LED指示燈。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，其特征在于， 所述信息輸出裝置包括音頻輸出裝置。
專利摘要本實用新型涉及用于長車的輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)，包括與安裝在車輛前部輪胎中的壓力傳感器相連的第一頻率無線發(fā)射器；與安裝在車輛后部輪胎中的壓力傳感器相連的第二頻率無線發(fā)射器；中繼轉(zhuǎn)發(fā)器，其接收和處理所述第二頻率無線發(fā)射器發(fā)射的第二頻率信號，并將經(jīng)處理的接收信號再以第一頻率向外發(fā)射；接收器，其接收所述第一頻率無線發(fā)射器及所述中繼轉(zhuǎn)發(fā)器發(fā)射的第一頻率信號、對所述信號中包含的信息進行處理、將處理結(jié)果傳送給信息輸出裝置。本實用新型解決了車輛后部輪胎安裝的壓力傳感器發(fā)射器的發(fā)射功率與電池壽命相互制約的問題，在不改變后部輪胎發(fā)射器發(fā)射功率的情況下，提高了接收數(shù)據(jù)的有效性，同時降低了TPMS系統(tǒng)整體的安裝難度。
文檔編號G08C17/02GK201002482SQ20062001629
公開日2008年1月9日 申請日期2006年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月20日
發(fā)明者驍 張, 朱昌榮, 金鈴淇 申請人:深圳市賽格導(dǎo)航科技股份有限公司