一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，包含車載接收模塊以及與其連接的用于檢測輪胎參數的數據采集模塊，所述數據采集模塊包含壓力/溫度集成傳感器、控制器模塊、A/D變換器、放大器模塊、無線通信模塊和電源模塊，所述無線通信模塊包含MCU模塊以及與其連接的射頻發射器，所述車載接收模塊包含數據處理模塊以及分別與其連接的射頻接收器、LED顯示模塊和報警模塊，本發明采用一種集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，集溫度采集和壓力采集功能于一身的無源智能型傳感器能夠實時檢測輪胎的壓力參數上傳至車載接收模塊，有效地提升了檢測系統的穩定性，進一步提升了檢測的精確度。
【專利說明】
一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統
技術領域
[0001]本發明涉及一種胎壓監控系統，尤其涉及一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，屬于智能輪胎監控技術領域。
【背景技術】
[0002]據美國汽車工程師學會最近的調查，每年75%的輪胎故障是由于輪胎滲漏或充氣不足引起的。據公安部統計，在中國高速公路上發生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美國這一比例則高達80%。如何防止爆胎已成為安全駕駛的一個重要課題。
[0003]壓力傳感器是將壓力轉換為電信號輸出的傳感器。通常把壓力測量儀表中的電測式儀表稱為壓力傳感器。壓力傳感器一般由彈性敏感元件和位移敏感元件(或應變計)組成。彈性敏感元件的作用是使被測壓力作用于某個面積上并轉換為位移或應變，然后由位移敏感元件或應變計轉換為與壓力成一定關系的電信號。有時把這兩種元件的功能集于一體。壓力傳感器廣泛應用于各種工業自控環境，涉及水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。
[0004]目前，輪胎壓力監測系統主要有兩種解決方案，直接系統和間接系統。直接式輪胎壓力監測系統是利用安裝在每一個輪胎里的壓力傳感器直接測量輪胎的氣壓，并對各輪胎氣壓進行顯示及監控，當輪胎氣壓太低或有滲漏時，系統會自動報警。間接式輪胎壓力監測系統是通過汽車ABS系統的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉速差別，以達到監控胎壓的目的，該類型系統的主要缺點是:①不能顯示出各條輪胎準確的瞬時氣壓值;②同一車軸或者同一側車輪或者所有輪胎氣壓同時下降時不能報警;③不能同時兼顧車速、檢測精度等因素。
[0005]為提高系統的可靠性，傳感器最好能進行無源檢測，研究表明，利用輪胎氣壓傳感器收集到的信息，可以對車輛懸掛系統進行故障監測并校正導航系統。所以，未來的傳感器應該是集各種功能于一身的無源智能型傳感器。
【發明內容】
[0006]本發明所要解決的技術問題是針對【背景技術】的不足提供了一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統。
[0007]本發明為解決上述技術問題采用以下技術方案:
一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，包含車載接收模塊以及與其連接的用于檢測輪胎參數的數據采集模塊，所述數據采集模塊包含壓力/溫度集成傳感器、控制器模塊、A/D變換器、放大器模塊、無線通信模塊和電源模塊，所述無線通信模塊包含M⑶模塊以及與其連接的射頻發射器，所述壓力/溫度集成傳感器依次通過A/D變換器、放大器模塊連接控制器模塊，所述控制器模塊通過與MCU模塊連接射頻發射器，所述電源模塊分別與壓力/溫度集成傳感器、控制器模塊、A/D變換器、放大器模塊、無線通信模塊連接，用于提供所需電;所述車載接收模塊包含數據處理模塊以及分別與其連接的射頻接收器、LED顯示模塊和報警模塊。
[0008]作為本發明一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統的進一步優選方案，所述壓力/溫度集成傳感器包含壓阻式壓力傳感器和溫度傳感器兩部分。
[0009]作為本發明一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統的進一步優選方案，所述射頻發射器采用采用摩托羅拉的MC33594芯片。
[0010]作為本發明一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統的進一步優選方案，所述射頻接收器采用MC33493芯片。
[0011]作為本發明一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統的進一步優選方案，所述MCU模塊、控制器模塊和數據處理模塊均采用摩托羅拉的MC9S08AW16單片機。
[0012]作為本發明一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統的進一步優選方案，所述放大器模快包含放大器芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻，A/D變換器的輸出端分別連接第一電阻和第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接放大器芯片的正極，放大器芯片的負極與第三電阻串聯后與第一電阻的另一端接地，放大器芯片的電壓輸出端連接控制器的輸入端。
[0013]本發明采用以上技術方案與現有技術相比，具有以下技術效果:
1、本發明采用一種集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，集溫度采集和壓力采集功能于一身的無源智能型傳感器能夠實時檢測輪胎的壓力參數上傳至車載接收模塊，有效地提升了檢測系統的穩定性，進一步提升了檢測的精確度；
2、本發明的車載接收模塊設有LED顯示及報警模塊便于車主隨時了解輪胎的狀況，當輪胎壓力過高或者過低時，通過LED顯示模塊和報警模塊發出報警信息，有效地避免爆胎導致的交通事故。
【附圖說明】
[0014]圖1是本發明的結構原理圖；
圖2是本發明數據采集模塊的結構原理圖；
圖3是本發明車載接收模塊的結構原理圖；
圖4是本發明數據采集模塊的放大器模快電路圖。
【具體實施方式】
[0015]下面結合附圖對本發明的技術方案做進一步的詳細說明:
如圖1所示，一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，包含車載接收模塊以及與其連接的用于檢測輪胎參數的數據采集模塊。集溫度采集和壓力采集功能于一身的無源智能型傳感器能夠實時檢測輪胎的壓力參數上傳至車載接收模塊，有效地提升了檢測系統的穩定性，進一步提升了檢測的精確度;本發明的車載接收模塊設有LED顯示及報警模塊便于車主隨時了解輪胎的狀況，當輪胎壓力過高或者過低時，通過LED顯示模塊和報警模塊發出報警信息，有效地避免爆胎導致的交通事故。
[0016]如圖2所示，所述數據采集模塊包含壓力/溫度集成傳感器、控制器模塊、A/D變換器、放大器模塊、無線通信模塊和電源模塊，所述無線通信模塊包含MCU模塊以及與其連接的射頻發射器，所述壓力/溫度集成傳感器依次通過A/D變換器、放大器模塊連接控制器模塊，所述控制器模塊通過與MCU模塊連接射頻發射器，所述電源模塊分別與壓力/溫度集成傳感器、控制器模塊、A/D變換器、放大器模塊、無線通信模塊連接，用于提供所需電；
如圖3所示，所述車載接收模塊包含數據處理模塊以及分別與其連接的射頻接收器、LED顯示模塊和報警模塊。
[0017]工作原理:把數據采集模塊裝置在輪胎內，壓力和溫度傳感器檢測輪胎內部當前的應力和溫度信息，獲得的模擬信號經過A/D變換器轉換成數字信號，經過放大器模塊放大處理后傳輸至控制器模塊進行預處理，然后傳輸至M⑶模塊通過射頻發射器發送出去。車載接收模塊裝置在駕駛室內，射頻接收器接收來自輪胎模塊的應力和溫度信息，當輪胎壓力過高或者過低時，通過LED顯示模塊和報警模塊發出報警信息。
[0018]在車載接收模塊，射頻接收解碼芯片采用摩托羅拉的MC33594芯片，該芯片是和射頻發射芯片MC33493芯片配套的射頻接收芯片，其工作電壓是5 V。控制器采用摩托羅拉的MC9S08AW16單片機，該芯片的內核為S08，可以與輪胎模塊的單片機MC6S08QG8采用同樣的開發環境，另外該芯片為5 V供電，與射頻接收芯片以及LCD顯示芯片電平兼容。
[0019]壓力傳感器和溫度傳感器是輪胎壓力監控系統的關鍵部件，設計并制作了一種新型傳感器，它包含壓阻式壓力傳感器和溫度傳感器兩部分。
[0020]其中，壓阻式壓力傳感器主要是利用半導體的壓阻效應，把一個惠斯通電橋做在一個硅杯上，當硅杯受到壓力后發生形變，惠斯通電橋的四個橋臂電阻就會發生變化，打破了電橋的電平衡，從而會有一個電信號的輸出。
[0021]溫度傳感器采用單電阻結構，在η型硅襯底上制作一個P型電阻。囚為P型注入電阻有一個正的溫度系數，當溫度發生變化時，電阻的阻值就會發生相應的變化。通過給電阻以電流源供電，就可以通過測量電阻上的電壓來檢測溫度的變化。
[0022]如圖4所示，所述放大器模快包含放大器芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻，A/D變換器的輸出端分別連接第一電阻和第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接放大器芯片的正極，放大器芯片的負極與第三電阻串聯后與第一電阻的另一端接地，放大器芯片的電壓輸出端連接控制器的輸入端。
[0023]綜上所述，本發明采用一種集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，集溫度采集和壓力采集功能于一身的無源智能型傳感器能夠實時檢測輪胎的壓力參數上傳至車載接收模塊，有效地提升了檢測系統的穩定性，進一步提升了檢測的精確度;本發明的車載接收模塊設有LED顯示及報警模塊便于車主隨時了解輪胎的狀況，當輪胎壓力過高或者過低時，通過LED顯示模塊和報警模塊發出報警信息，有效地避免爆胎導致的交通事故。
[0024]本技術領域技術人員可以理解的是，除非另外定義，這里使用的所有術語(包括技術術語和科學術語)具有與本發明所屬領域中的普通技術人員的一般理解相同的意義。還應該理解的是，諸如通用字典中定義的那些術語應該被理解為具有與現有技術的上下文中的意義一致的意義，并且除非像這里一樣定義，不會用理想化或過于正式的含義來解釋。
[0025]以上實施例僅為說明本發明的技術思想，不能以此限定本發明的保護范圍，凡是按照本發明提出的技術思想，在技術方案基礎上所做的任何改動，均落入本發明保護范圍之內。上面結合附圖對本發明的實施方式作了詳細說明，但是本發明并不限于上述實施方式，在本領域普通技術人員所具備的知識范圍內，還可以再不脫離本發明宗旨的前提下做出各種變化。
【主權項】
1.一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，其特征在于:包含車載接收模塊以及與其連接的用于檢測輪胎參數的數據采集模塊，所述數據采集模塊包含壓力/溫度集成傳感器、控制器模塊、A/D變換器、放大器模塊、無線通信模塊和電源模塊，所述無線通信模塊包含MCU模塊以及與其連接的射頻發射器，所述壓力/溫度集成傳感器依次通過A/D變換器、放大器模塊連接控制器模塊，所述控制器模塊通過與MCU模塊連接射頻發射器，所述電源模塊分別與壓力/溫度集成傳感器、控制器模塊、A/D變換器、放大器模塊、無線通信模塊連接，用于提供所需電；所述車載接收模塊包含數據處理模塊以及分別與其連接的射頻接收器、LED顯示模塊和報警模塊。2.根據權利要求1所述的一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，其特征在于:所述壓力/溫度集成傳感器包含壓阻式壓力傳感器和溫度傳感器兩部分。3.根據權利要求1所述的一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，其特征在于:所述射頻發射器采用采用摩托羅拉的MC33594芯片。4.根據權利要求1所述的一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，其特征在于:所述射頻接收器采用MC33493芯片。5.根據權利要求1所述的一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，其特征在于:所述MCU模塊、控制器模塊和數據處理模塊均采用摩托羅拉的MC9S08AW16單片機。6.根據權利要求1所述的一種基于集成壓力傳感器的無源胎壓監控系統，其特征在于:所述放大器模快包含放大器芯片、第一電阻、第二電阻、第三電阻，A/D變換器的輸出端分別連接第一電阻和第二電阻的一端，第二電阻的另一端連接放大器芯片的正極，放大器芯片的負極與第三電阻串聯后與第一電阻的另一端接地，放大器芯片的電壓輸出端連接控制器的輸入端。
【文檔編號】B60C23/04GK106080054SQ201610513887
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年6月30日
【發明人】胡亞, 何宜霖, 陳先軍, 何斌
【申請人】南京嘉瑞斯電力科技有限公司