[实用新型]无源车辆轮胎压力监测系统

说明书

(一)技术领域

本实用新型涉及车辆状态的实时监测技术领域，具体为一种无源车辆轮胎压力监测系统。

(二)背景技术

为了确保行车安全，车辆行驶时需要实时地对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气造成的低胎压和高温高速旋转造成的高胎压等异常状态进行预警，防止爆胎事故的发生，这就是车辆轮胎压力监测系统，即Tire PressureMonitoring System，简称TPMS。

目前的车辆轮胎压力监测系统主要是有源的，它由安装在各个轮胎内的轮胎模块和安装在车内驾驶室的中央模块构成，轮胎模块主要由轮胎压力传感器、微控制器和无线发射器组成，中央模块主要由无线接收器、微控制器和报警显示单元组成。这种有源车辆轮胎压力监测系统的轮胎模块采用一次性电池供电，因此不可避免地带来一些弊端：

(1)电池的寿命有限，限制了轮胎模块的使用寿命。

(2)气温过低或过高时，电池的容量发生变化，轮胎模块的稳定性和可靠性随之下降。

(3)为了保证电池有5到10年的使用寿命，一次性电池的体积和重量较大，使轮胎模块的体积和重量增大，增加了轮胎旋转的动态载荷，易破坏轮胎的动态平衡。

(4)废弃的电池会导致环境污染。

此外，车辆轮胎压力监测系统的中央模块对于多个轮胎模块发送的监测信号需要具备自动识别定位的功能。目前的有源车辆轮胎压力监测系统，在初始安装时，在车辆轮胎压力监测系统的中央模块将轮胎的定位信息与轮胎模块的地址标识符信息对应起来，这样，中央模块根据接收到的轮胎模块的地址标识符信息就可以进行轮胎模块的定位，当轮胎模块更换时，需要在车辆轮胎压力监测系统的中央模块重新进行轮胎模块地址标识符信息的输入和轮胎定位信息的设置，否则中央模块就无法将接收到的轮胎压力测量信号与轮胎的位置正确对应起来，造成监测失误，但重新设置定位信息的操作非常复杂繁琐。

(三)实用新型内容

本实用新型的目的是设计一种无源车辆轮胎压力监测系统，本系统利用无线供电器对轮胎模块进行供电，实现轮胎模块的无源无线工作。

本实用新型设计的无源车辆轮胎压力监测系统包括一个中央模块、至少一个轮胎模块，轮胎模块和中央模块之间通过射频无线连接；中央模块包括中央微控制器、存储器、键盘、报警显示单元和射频接收器，中央微控制器与存储器、键盘、报警显示单元和射频接收器相连，车辆电源电路与中央微控制器相接为之供电。轮胎模块包括轮胎微控制器、轮胎压力传感器、射频发射器，轮胎微控制器与轮胎压力传感器、射频发射器相连。

轮胎模块的轮胎微控制器读取轮胎压力传感器所测轮胎压力数据，通过射频发射器将数据无线发射给中央模块；中央模块的键盘输入的轮胎压力安全范围存于存储器内。中央微控制器通过射频接收器接收轮胎模块的数据，与存储器内的轮胎压力安全范围数据比较分析，当出现异常时，发送指令给报警显示单元报警。

本系统的特征在于：中央模块还有连接于中央微控制器的总线通讯单元，中央模块通过总线与各轮胎模块一一对应的无线供电器相连。各无线供电器配置有总线地址标识符，通过键盘输入存储于中央模块的存储器，每个轮胎模块还配置有感应电源单元。无线供电器和与之距离最近的、与之相配的轮胎模块通过低频磁链路连接。轮胎模块的轮胎微控制器、轮胎压力传感器和射频发射器与感应电源单元相连，由感应电源单元提供电源。

无线供电器与轮胎模块相配，包括供电微控制器、供电总线通讯单元和低频供电单元，供电微控制器与供电总线通讯单元、低频供电单元相连，车辆电源电路与供电微控制器相接为之供电。

无线供电器的供电微控制器接收供电总线通讯单元通过总线接收的中央模块的命令，该命令中包含某一个无线供电器的总线地址标识符信息。当接收的命令中总线地址标识符与本无线供电器的总线地址标志符相符时，供电微控制器接收该命令并向其低频供电单元发送启动/停止供电命令，并通过其供电总线通讯单元经总线向中央模块发送本无线供电器的供电工作状态信息及总线地址标识符信息。低频供电单元主要由低频驱动电路和低频天线组成，低频供电单元在启动供电命令下通过低频天线向空间发射交变磁场，为与之相配的轮胎模块提供能量。低频供电单元在供电微控制器的停止供电命令下停止向外发射交变磁场。