本發(fā)明涉及汽車電氣領(lǐng)域，具體的涉及一種輪胎檢測裝置。

背景技術(shù)：

隨著生活水平在不斷提髙，社會技術(shù)不斷的進(jìn)步，汽車也逐漸的成為人們生活、工作中最重要的交通及運輸工具。目前，我國機動車數(shù)量己經(jīng)達(dá)到2.79億輛，全國擁有機動車駕駛執(zhí)照人員己經(jīng)超過3.2億人。汽車輪胎是確保汽車安全行駛的一個重要部件，其性能的優(yōu)劣直接影響到汽車的驅(qū)動性、通過性、平順行、穩(wěn)定性、安全性和舒適性等。在汽車的高速行駛過程中,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、惡性交通事故發(fā)生的重要原因之一。然而對載貨的加長貨車來說，輪胎事故造成的損害更是無法計量。據(jù)統(tǒng)計，在中國高速公路上發(fā)生的交通事故有46%是由輪胎發(fā)生故障引起的，而其中爆胎就占到輪胎故障導(dǎo)致事故總量的70%。顯而易見，爆胎是道路交通事故的頭號殺手，怎樣減少交通事故，最大限度地減少由于輪胎爆胎而引發(fā)的交通事故，尤其是防范由此引發(fā)的群死群傷事故，已經(jīng)成為各界共同關(guān)心的話題。

汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(tpms)就是在這種需求下應(yīng)運而生的。tpms首先是在美國提出，并制訂了強制標(biāo)準(zhǔn)來推廣其應(yīng)用，從2007年9月開始總重量在4356kg以下的新車必須配備tpms系統(tǒng)。其他國家也相繼推出了自己的標(biāo)準(zhǔn)，歐盟于2012年出臺了tpms強制標(biāo)準(zhǔn)，韓國和日本的tpms強制標(biāo)準(zhǔn)在2013年推出。而我國在2011年7月1日也開始實施tpms推薦性技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。由于國外推行tpms系統(tǒng)較早，所以研發(fā)生產(chǎn)的tpms系統(tǒng)也比較成熟，其主要的生產(chǎn)商也研發(fā)生產(chǎn)了自家的tpms系統(tǒng)，如米其林集團公司、加拿大斯馬輪胎設(shè)備公司、日本橫濱公司和固特異輪胎橡膠公司等。而我國tpms相關(guān)的內(nèi)容最早在國家標(biāo)準(zhǔn)里面涉及到是在2003年11月24日發(fā)行的中華人民共和國的國家標(biāo)準(zhǔn)《機動車運行安全技術(shù)條件》中，在安全防護裝置的條款中也增設(shè)了新的規(guī)定：“車長大于6m的長途客車和旅游客車、最大設(shè)計總質(zhì)量大于12000kg的載貨汽車和載貨牽引車應(yīng)安裝輪胎壓力報警裝置”“有關(guān)部分機動車應(yīng)安裝輪胎壓力報警裝置的要求，自本標(biāo)準(zhǔn)發(fā)布之日起第25個月開始對新注冊車實施”。這標(biāo)志著我國也開始重視tpms系統(tǒng)。

目前，國內(nèi)輪胎爆胎預(yù)警系統(tǒng)的相關(guān)產(chǎn)品已有推出，但大多技術(shù)性能不甚完善或系統(tǒng)簡易，產(chǎn)品也沒有形成一定的規(guī)，而且主要應(yīng)用于小型汽車，隨著車載電子產(chǎn)品和大型車輛的增多，傳統(tǒng)的tpms系統(tǒng)在采集壓力、溫度等傳感信號時，將面臨著傳輸距離遠(yuǎn)、干擾大、傳輸信號不可靠等問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為解決上述問題，本發(fā)明采的技術(shù)方案是：一種通用型汽車胎溫胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，包括傳感器模塊、接收器模塊和顯示器模塊，所述的傳感器模塊和接收器模塊間采用射頻信號傳輸數(shù)據(jù)，所述的傳感器模塊包括:

（1）一個集加速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電壓監(jiān)測傳感器、微處理器、rf發(fā)射器于一體的sp370芯片，

（2）一塊容量為500mah的寬溫電池；

（3）所述的接收器模塊，包括:一個以tda5235為rf接收芯片的接收器；

（4）所述的顯示器模塊，包括：

（5）一個以5v供電的stc系列單片機為mcu的顯示控制電路，

（6）一個128*64lcd點陣液晶屏，

（7）一塊以lm2596為主芯片的電源電路。

本發(fā)明的更優(yōu)選方案為：所述的傳感器模塊，集傳感器、mcu、rf發(fā)射模塊于一體，體積小、集成度高、數(shù)據(jù)采集可靠性好。并且，sp370有多種工作模式，可以有效地降低功耗。所述的顯示器模塊電源電路，采用lm2596作為主芯片，可以支持5~30v輸入，適用各種車型。

本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思是：傳感器模塊包含的組件有集加速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電壓監(jiān)測傳感器、微處理器、rf發(fā)射器于一體的sp370和容量為500mah的寬溫電池。sp370通過內(nèi)部定時的機制，周期性的喚醒并采集傳感器信息，并將采集到的數(shù)據(jù)模擬量通過433.92mhz的fsk調(diào)頻方式上傳給接收器，sp370在沒采集發(fā)送數(shù)據(jù)時處于休眠狀態(tài)以節(jié)省電量。接收器模塊包含的組件有以tda5235為rf接收芯片的接收器。接收器采用fsk調(diào)頻方式接收傳感器的無線信號，并將胎壓、胎溫、加速度、電池電壓這些模擬量按擬定的無線協(xié)議進(jìn)行解析，并將解析完的數(shù)據(jù)通過串行口上傳給顯示器。顯示器模塊包含的組件有一個以5v供電的stc系列單片機為mcu的顯示控制電路、一個128*64lcd點陣液晶屏、一塊以lm2596為主芯片的電源電路。顯示器接收到接收器的傳感器信息，通過判定傳感器id是否為本機所需的id，篩選傳感器信息，并將本機的傳感器胎壓、胎溫顯示出來，實現(xiàn)輪胎壓力溫度的實時監(jiān)控。

本發(fā)明的技術(shù)優(yōu)勢在于:無需對現(xiàn)有車輛進(jìn)行任何改造，安裝調(diào)試方便快捷,基于sp370內(nèi)部mcu定時及隨機數(shù)延時相結(jié)合的復(fù)合定時算法，有效降低了不同傳感器同時發(fā)送數(shù)據(jù)而造成的丟包、誤包概率,具有抗干擾能力強，操作簡單，價格低廉等特點，適用于各種車型，有較好的應(yīng)用前景。

附圖說明

圖1是本發(fā)明整體工作模塊示意圖

圖2是本發(fā)明傳感器模塊電路原理圖

圖3是本發(fā)明接收器模塊電路原理圖

圖4是本發(fā)明顯示器模塊電路原理圖

圖5是輪胎定位配置軟件流程圖；

圖6是隨機延時軟件流程圖；

圖7是接收判斷軟件流程圖；

具體實施方式

參照圖1，為了滿足實時性的要求，由于汽車電磁干擾大，汽車元件多而復(fù)雜，信號傳輸容易受干擾與屏蔽。新的方案采用英飛凌sp370傳感模塊和tda5235rf接收芯片設(shè)計了一種直接式汽車胎溫胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。sp370作為tpms的數(shù)據(jù)采集發(fā)射模塊，動態(tài)監(jiān)測汽車各輪胎的參數(shù)，并把動態(tài)參數(shù)通過其自帶的rf發(fā)射模塊傳輸?shù)轿挥谄囻{駛室內(nèi)的rf接收模塊上，實現(xiàn)汽車輪胎故障預(yù)警功能。傳感器部分包括sp370芯片、rf天線、紐扣電池和調(diào)試接口。接收器部分包括rf天線和接收器。顯示器部分包括mcu、lcd、鍵盤和蜂鳴器。傳感器部分和接收器部分通過無線傳輸來實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳遞，接收器將收到的傳感器數(shù)據(jù)以串行通信的方式上傳給顯示器。顯示器接收到接收器的傳感器信息，通過判定傳感器id是否為本機所需的id，篩選傳感器信息，將本機的傳感器胎壓、胎溫顯示出來，并在數(shù)據(jù)異常時報警。

參照圖2，是輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)傳感器模塊的具體電路圖，傳感器發(fā)射模塊安放在每個車輪的輪轂上，工作條件惡劣。要求測量模塊具有寬溫、抗干擾能力強、測量精度高、發(fā)射穩(wěn)定性好、體積小等特點。所以選擇英飛凌公司的傳感器sp370為主芯片。sp370是集加速度傳感器、壓力傳感器、溫度傳感器、電壓監(jiān)測傳感器、微處理器、rf發(fā)射器于一體的系統(tǒng)模塊，有較高的集成度和測量精確度，用戶只需配置外圍電路和程序即可實現(xiàn)信號的采集發(fā)送。采用cr2450寬溫電池進(jìn)行供電，容量為500mah，工作溫度為-40—125℃，滿足極端環(huán)境下的使用需求。rf發(fā)射器可以配置成ask、fsk調(diào)制發(fā)射及低頻喚醒功能?；诜€(wěn)定性和可靠性選擇頻率433.92m的fsk發(fā)射模式，為了有效降低系統(tǒng)的功耗從而延長模塊的使用壽命，在汽車靜止的時，將測量模塊設(shè)置為空閑模式，在汽車行駛時，通過低頻喚醒功能將測量模塊由休眠模式切換成測量模式。

參照圖3，是輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)接收器模塊的具體電路圖，接收器選用英飛凌公司的tda5235，tda5235有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)處理能力強、接收靈敏度高等優(yōu)點。該芯片支持433.92mhz頻段，支持fsk解碼并自動提取出有效數(shù)據(jù)存入內(nèi)部fifo后產(chǎn)生中斷，等待cpu提取信息。tda5235與cpu的接口為spi串行接口；必要時為了降低系統(tǒng)功耗，可將p_on引腳拉低芯片進(jìn)入待機模式；該芯片還具有自動喚醒功能。靈敏度達(dá)到-122dbm，從而使得傳感器、接收器的空曠距離100米時接收成功率為100%。

參照圖4，是輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)顯示器模塊的具體電路圖，顯示器部分電路由顯示控制電路、蜂鳴器電路、電源電路組成。mcu采用stc系列單片機，5v供電，加密方式可靠。顯示器采用128*64lcd點陣液晶屏，可以同時顯示8個輪胎的狀態(tài)信息。蜂鳴器采用直流蜂鳴器，在報警時以聲響提示。電源電路采用lm2596作為主芯片，可以支持5~30v輸入，適用各種車型。顯示器部分模塊主要實現(xiàn)的功能包括胎壓信息的處理、顯示和報警。mcu對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理，并將壓力、溫度信息顯示在液晶顯示屏上，并在模塊監(jiān)測到異常胎壓、胎溫時進(jìn)行報警。

參照圖5，是輪胎定位配置軟件流程圖，實際情況中，由于各個輪胎的工作條件和負(fù)荷不同，會導(dǎo)致汽車左右輪胎的磨損不均問題，為了延長輪胎的使用壽命，會定期適時地交換輪胎位置，這就導(dǎo)致原來存儲在接收模塊存儲器中的位置信息與各輪胎對應(yīng)關(guān)系失效，如果不更新信息，顯示就會錯位。目前為了解決輪胎換位時的重定位問題,主要采用了定編碼形式、界面輸入、低頻喚醒、天線接收近發(fā)射場等四種定位技術(shù)。然而這四種技術(shù)在實際應(yīng)用都存在使用不方便及抗干擾差的問題。本發(fā)明基于抗干擾和使用便捷性提出了一種在顯示器界面中區(qū)分傳感器輪胎定位方案。所謂區(qū)分傳感器,即胎壓監(jiān)測模塊在出廠時即設(shè)定好安裝位置。比如對于四輪小轎車而言，000代表左前輪，001代表右前輪，010代表后左輪，011代表后右輪（大型車輛依次類推），這兩位編碼和傳感器的唯一id碼作為數(shù)據(jù)的一部分發(fā)送給顯示器部分，通過對顯示器的mcu進(jìn)行編程，實現(xiàn)編碼的識別和循環(huán)選擇。使用者在調(diào)換輪胎后，只需記住順序即可，通過在lcd部分進(jìn)行簡單的操作就可實現(xiàn)輪胎的準(zhǔn)確重新定位。

參考圖6，是隨機延時軟件流程圖，傳感器sp370內(nèi)置了定時器，由于傳感器的喚醒周期相同，所以有存在不同傳感器一直同時喚醒的可能。為了解決這一問題，在軟件設(shè)計時，增加了隨機延時的措施。即在傳感器的定時器設(shè)置時以不規(guī)律的隨機延時序列改變傳感器的喚醒周期，并將該周期限定在0.2s內(nèi)。既能規(guī)避了不同傳感器一直同時喚醒的問題，又能保證傳感器的喚醒周期不偏離實際需求。大大提高了傳輸?shù)臏?zhǔn)確性。

參考圖7，是接收判斷軟件流程圖，由于干擾的存在接收到的數(shù)據(jù)包不可避免會有誤包存在，如何對數(shù)據(jù)包進(jìn)行準(zhǔn)確的識別關(guān)系到整個系統(tǒng)的精確度。采用crc檢查能夠剔除數(shù)據(jù)傳輸過程中的錯誤數(shù)據(jù)包，循環(huán)冗余檢查（crc）是一種數(shù)據(jù)傳輸檢錯功能，對數(shù)據(jù)進(jìn)行多項式計算，并將得到的結(jié)果附在幀的后面，接收設(shè)備也執(zhí)行類似的算法，以保證數(shù)據(jù)傳輸?shù)恼_性和完整性。每個數(shù)據(jù)包都包含序列號段，用來判斷是否有丟包及重復(fù)數(shù)據(jù)包。數(shù)據(jù)包還包含sp370出廠帶有的獨一無二的id號，來匹配輪胎的位置，以便于正確顯示和消除其他汽車發(fā)射模塊的干擾。