本實用新型涉及汽車胎壓監(jiān)測領(lǐng)域，具體是一種基于磁耦合共振無線供電的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著社會的發(fā)展，越來越多的人使用小轎車作為代步工具，造成近年來私家車數(shù)量急劇增加，大量汽車涌上路面，路況越來越差，交通事故頻發(fā)。據(jù)交管部門統(tǒng)計，在中國高速公路上每年發(fā)生的交通事故中有46%是由于輪胎發(fā)生故障引起的。常見的輪胎故障主要有輪胎漏氣或爆胎、氣門芯漏氣、氣門芯折斷、氣門芯鑰匙丟失、輪胎溫度過高、輪胎花紋中夾有石子以及輪胎螺母松脫等，這些輪胎故障會直接或間接地影響到輪胎的壓力或溫度。
影響輪胎運行性能的因素有：輪胎壓力、胎內(nèi)溫度、輪胎磨損程度、整車負(fù)荷以及行駛路況等，其中輪胎壓力的影響最大。保持標(biāo)準(zhǔn)的輪胎壓力可以提高汽車行駛的安全性和舒適性，而胎壓異常是導(dǎo)致汽車輪胎爆胎的主要原因。輪胎壓力過低，會降低輪胎的承載能力，增加滾動阻力，使操縱穩(wěn)定性變差。長時間行駛，在負(fù)荷的外力作用下，輪胎會由于反復(fù)壓縮而伸長，使簾布疲勞、簾線撓曲、輪胎內(nèi)部溫度升高。此時如果繼續(xù)行駛，輪胎內(nèi)部溫度將繼續(xù)升高，將有可能導(dǎo)致簾布剝離、簾線斷裂，甚至爆胎，縮短輪胎的使用壽命。相反，輪胎壓力過高則會減小輪胎與地面的接觸面積，使輪胎單位面積上承受的壓力相對提高，輪胎簾線應(yīng)力增加，胎體變硬彈性變差，輪胎內(nèi)用于吸收震動的空間減小，抓地力減小，在此情況下行駛，不僅影響行駛的穩(wěn)定性和駕駛舒適性，還會加大對懸掛系統(tǒng)的沖擊力度，容易爆胎，導(dǎo)致安全系數(shù)下降。
保持標(biāo)準(zhǔn)的輪胎壓力不僅可以增加輪胎使用壽命、提高汽車行駛的安全性，還可以節(jié)約燃料、改善操作性能、縮短剎車距離等。據(jù)統(tǒng)計，當(dāng)輪胎壓力降低30％時，會明顯增大燃料消耗，輪胎壓力越低，增加的燃料消耗越明顯。與之相反，過高的輪胎壓力使輪胎彈性變差，減震性能下降，乘坐舒適性下降，而且由于與路面的接觸面積變小，使得操縱穩(wěn)定性變差，剎車距離增大。
汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(Tire Pressure Monitoring System, TPMS)可以在汽車行駛過程中對輪胎壓力自動進(jìn)行實時監(jiān)測，對胎壓過低、過高或輪胎漏氣進(jìn)行報警，有助于保持標(biāo)準(zhǔn)的輪胎壓力，確保行車安全，已經(jīng)得到了越來越廣泛的應(yīng)用。目前，在很多中高級車上都采用了比較傳統(tǒng)的TPMS技術(shù)，如：奧迪A8、寶馬7系、5系、奔馳S系列、E系列、榮威550等。對于其它沒有配置TPMS的車型，很多車主自己也加裝了TPMS。
目前主流的直接式汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（PSB TPMS）都是采用電池供電，但是電池電量有限，為了滿足TPMS使用年限的要求，需要限制胎壓傳感器的檢測次數(shù)和數(shù)據(jù)發(fā)射器的發(fā)送次數(shù)，這樣就不能實現(xiàn)真正意義上的實時胎壓監(jiān)測。并且TPMS中使用的電池常年置于輪胎內(nèi)部，當(dāng)汽車行駛時，輪胎與路面摩擦?xí)a(chǎn)生大量熱量，使輪胎內(nèi)部溫度升高，高溫環(huán)境會使電池自放電加快，進(jìn)一步影響電池壽命。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于磁耦合共振無線供電的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，采用無線供電技術(shù)來取代傳統(tǒng)的電池供電，無需限制胎壓的檢測次數(shù)和數(shù)據(jù)的發(fā)送次數(shù)，可以真正實時監(jiān)測胎壓，使胎壓監(jiān)測更準(zhǔn)確可靠。
本實用新型的技術(shù)方案為：
一種基于磁耦合共振無線供電的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng),包括有依次連接的用于將車載蓄電池的電能無線傳輸給胎壓傳感器的無線供電單元、用于收集胎壓傳感器采集數(shù)據(jù)的傳感器監(jiān)測單元以及用于顯示采集數(shù)據(jù)的主控顯示單元，所述的無線供電單元包括有依次連接的高頻信號發(fā)生電路、功率放大電路、能量耦合器和交/直流轉(zhuǎn)換電路，所述的傳感器監(jiān)測單元包括有依次連接的胎壓傳感器、監(jiān)測單片機和無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊，所述的主控顯示單元包括有依次連接的無線數(shù)據(jù)接收模塊、主控單片機和顯示報警模塊，所述的交/直流轉(zhuǎn)換電路與胎壓傳感器連接用于將無線傳輸后的電能供給胎壓傳感器，所述的無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊和無線數(shù)據(jù)接收模塊連接用于胎壓傳感器采集數(shù)據(jù)的傳輸。
所述的能量耦合器包括能量發(fā)射端和能量接收端兩部分，能量發(fā)射端連接功率放大電路的輸出端，能量接收端連接交/直流轉(zhuǎn)換電路的輸入端。
所述的交/直流轉(zhuǎn)換電路包括有依次連接的整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路。
所述的主控顯示單元與車載蓄電池連接供電。
本實用新型的優(yōu)點：
本實用新型采用車載蓄電池進(jìn)行供電，胎壓傳感器的電能供給采用無線供電的方式進(jìn)行傳輸，無需限制胎壓的檢測次數(shù)和數(shù)據(jù)的發(fā)送次數(shù)，可以真正實時監(jiān)測胎壓，使胎壓監(jiān)測更準(zhǔn)確可靠；本實用新型設(shè)置有主控顯示單元，一方面可對胎壓值進(jìn)行顯示，另一方面當(dāng)胎壓異常時實現(xiàn)報警功能。
附圖說明
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)框圖。
具體實施方式
一種基于磁耦合共振無線供電的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng),包括有依次連接的與車載蓄電池4連接的用于將車載蓄電池的電能無線傳輸給胎壓傳感器的無線供電單元1、用于收集胎壓傳感器采集數(shù)據(jù)的傳感器監(jiān)測單元2以及用于顯示采集數(shù)據(jù)的主控顯示單元3，主控顯示單元3與車載蓄電池4連接供電，無線供電單元1包括有依次連接的高頻信號發(fā)生電路11、功率放大電路12、能量耦合器13和交/直流轉(zhuǎn)換電路14，傳感器監(jiān)測單元2包括有依次連接的胎壓傳感器21、監(jiān)測單片機22和無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊23，主控顯示單元3包括有依次連接的無線數(shù)據(jù)接收模塊31、主控單片機32和顯示報警模塊33，交/直流轉(zhuǎn)換電路14與胎壓傳感器31連接用于將無線傳輸后的電能供給胎壓傳感器31，無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊23和無線數(shù)據(jù)接收模塊31連接用于胎壓傳感器31采集數(shù)據(jù)的傳輸。
其中，能量耦合器13包括能量發(fā)射端和能量接收端兩部分，能量發(fā)射端連接功率放大電路12的輸出端，能量接收端連接交/直流轉(zhuǎn)換電路14的輸入端；交/直流轉(zhuǎn)換電路14包括有依次連接的整流電路、濾波電路和穩(wěn)壓電路。
本實用新型的工作原理：
高頻信號發(fā)生電路11和功率放大電路12首先將車載蓄電池4的12V直流電轉(zhuǎn)換成具有一定功率的正弦波，將之作為能量發(fā)射耦合器的激勵信號，交變的電流通過能量耦合器13的發(fā)射線圈時，在其周圍產(chǎn)生交變的磁場，使放置在用電負(fù)載端的能量接收端線圈與磁場產(chǎn)生共振，能量就可以從發(fā)射線圈傳輸?shù)浇邮站€圈，從而實現(xiàn)無線供電，接收到的能量經(jīng)過交/直流轉(zhuǎn)換電路14轉(zhuǎn)換后，就能用于給傳感器監(jiān)測單元2供電了。
傳感器監(jiān)測單元2以無線供電所獲能量作為電源，通過胎壓傳感器21可以實時監(jiān)測輪胎內(nèi)部的溫度和壓力信息，胎壓傳感器21在監(jiān)測單片機22的控制下工作，并將監(jiān)測的數(shù)據(jù)反饋給監(jiān)測單片機22，監(jiān)測單片機22對傳感器的監(jiān)測結(jié)果進(jìn)行預(yù)處理，再將處理結(jié)果傳輸給無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊23，無線數(shù)據(jù)發(fā)送模塊23接到數(shù)據(jù)發(fā)射命令將數(shù)據(jù)無線發(fā)送給主控顯示單元3。
主控顯示單元對整個監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行控制，當(dāng)無線供電單元1給傳感器監(jiān)測單元2供電時，無線數(shù)據(jù)接收模塊31就準(zhǔn)備好接收相應(yīng)的監(jiān)測結(jié)果，并將接收到的監(jiān)測結(jié)果傳輸給主控單片機32，主控單片機32對接收到的信息進(jìn)行處理，顯示報警模塊33顯示輪胎工作狀態(tài)，并當(dāng)胎壓異常時報警，從而完成對輪胎工作狀態(tài)的監(jiān)控。
以上所述，僅為本實用新型較佳具體實施方式，但本實用新型保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本實用新型披露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此本實用新型保護(hù)范圍以權(quán)利要求書的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。