一种可扩展的多轮胎TPMS系统技术方案

本发明专利技术涉及一种可扩展的多轮胎ＴＰＭＳ系统，包括发射机、天线、主控器、码插件盒、码模块，所述的主控器开机或复位时，读取所有码模块的ＩＤ码，并保存ＩＤ码与轮胎身份对应关系信息；所述的发射机的传感器把胎压和温度的变化通过电子元件感应转换成相应变化的电气参数，经过ＭＣＵ处理后由发射电路发射出去；无线电信号由天线接收到后，经过调制解调电路进行解码，然后将数据通过ＳＰＩ总线传送给主控器ＣＰＵ，ＣＰＵ对照轮胎身份对应关系保存数据至相应区域，并根据用户的需要将数据显示在对应数据区。与现有技术相比，本发明专利技术具有性能稳定、易于实现、方便扩展等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种汽车轮胎压力检测系统(TPMS系统)，特别是涉及一种可扩展的多轮胎TPMS系统。
技术介绍
汽车轮胎压力检测系统(Tire Pressure Monitoring System)，简称TPMS，主要用于在汽车行驶时，适时地对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气造成低胎压和高温高胎压防爆胎进行预警，确保行车安全。TPMS目前主要有两种，一种是基于车轮速度的TPMS(WSB TPMS，间接式TPMS)，这种系统是通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，该类系统的主要缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里/小时的情况进行判断；另一种是基于压力传感器的TPMS(PSB TPMS，直接式TPMS)，这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监视，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。PSB TPMS在功能和性能上均优于WSB TPMS。直接式TPMS主要由安装在汽车轮胎内的压力、温度传感器和信号处理单元、RF发射器组成的TPMS发射模块，以及安装在汽车驾驶台上包括数字信号处理单元的RF接收器、液晶显示器(LCD)组成。多轮TPMS系统，主要用于大型客、货车的轮胎检测，对由轮胎的压力和温度可能造成的危险进行预警，确保行车安全。多轮TPMS系统有以下特点1)胎工作环境恶劣，平均工作时间长；2)正常气压值不固定；3)型号不同，轮胎数量及轴距相应变化；尤其存在着同一车头，经常挂接不同拖车(如集装箱等)的现象。如前所述，多轮汽车最大特点就是型号多，轮胎数量不固定，因而发射机的数量也不固定。因此，要求系统具有以下功能1)数量众多轮胎内部发射机和接收显示端需一一对应定位，且要求定位准确；2)较强的可扩展性，方便客户根据自己需要进行选择。如何解决好以上问题成为多轮TPMS系统的关键。直接式TPMS要求在每个轮胎中安装一个发射模块且有固定的ID码与显示端显示位置一一对应，但是当汽车在使用过程中轮胎进行换位，或者用户需要更换发射模块时，存在着换位后显示位置不能和轮胎ID码一一对应的问题。如果不能重新正确定位，接收显示模块将无法正确显示更改后轮胎的压力温度信息。针对轮胎换位或更换发射模块带来的问题，目前有以下几种解决方案定编码形式接收显示模块中MCU的存储器中的ID码与轮胎对应身份识别关系信息在出厂时是固化的；同样在发射检测模块的MCU的存储器中也固化了对应轮胎的ID码，在发射检测模块的外壳上有标记，在安装时按照标记将发射检测模块安装在对应的轮胎上，在使用中不可更改。这个方案比较简单，不足之处是使用中不能安装错位，否则身份识别混乱，同时若一发射模块损坏后，用户必须到厂商处去解决问题；轮胎换位时，发射检测模块必须按照其标记位置重新安装一次。界面输入式该身份识别技术是将每个发射模块的识别ID码打印在外包装或产品上，但当轮胎换位或发射模块损坏后，就将识别ID码用按键输入到接收端进行重新正确身份识别。不足之处由于识别ID码长为16位或是32位，输入流程复杂，用户很易出现码组输入错误问题。而且按键多，在本来就仪表众多的车上，显得十分突兀，带来布局上的不便。低频唤醒式该身份识别技术是利用LF(低频)信号(如125KHz)的近场效应。在该方案中，在每个轮胎附近有个LF天线；监视系统可以通过对应轮胎附近的LF天线发出LF信号，单独触发对应轮胎的发射检测模块，然后由被触发的发射检测模块将身份识别码通过RF发射出来，接收模块通过RF信号得到相应轮胎TPMS模块的身份识别码，从而自动确定轮胎位置。不足之处1.需要四个LF天线安装在对应的轮胎附近，安装及布线工作量大；2.LF信号可能会误触发相邻的发射检测模块3.由于汽车上电磁环境复杂，存在各种干扰，会对低频信号造成干扰，导致身份识别失效。键盘扫描式ID码模块接插其特点在于在接收显示模块接插有插入式编码存储器，每个发射检测模块均有一个固定的ID码，该固定的ID码与所述的编码存储器的ID码是一致的。这样将轮胎的更换与换位时的重新身份识别问题，转换成ID码的重新设置问题，为轮胎的重新身份识别提供一套简单、有效的技术方案，采用插头插入的方式，操作简单可靠。显示端通过键盘扫描读取码模块里存储的ID码信息，可以方便地实现轮胎换位。但是其缺点是不能适用多轮胎的TPMS，轮胎越多，系统所需的I/O口越多，实现越困难。综上所述，以上身份识别技术分别有下列缺陷之一或者其中的若干项a.安装发射模块不能错位，故障块必须到厂商去烧对应身份识别码b.输入身份识别码很繁琐，用户易输错身份识别码c.设计或布局受影响d.车上安装四个LF天线，安装困难e.LF信号可能会误触发相邻的发射检测模块f.I/O口读取ID码，系统资源浪费，不适用多轮胎，可扩展性差
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种可扩展的多轮胎TPMS系统。本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现一种可扩展的多轮胎TPMS系统，其特征在于，包括发射机、天线、主控器、码插件盒、码模块，所述的主控器开机或复位时，读取所有码模块的ID码，并保存ID码与轮胎身份对应关系信息；所述的发射机中的传感器把胎压和温度的变化通过电子元件感应转换成相应变化的电气参数，然后由发射机的MCU处理为数字编码信号，加上该模块的识别ID编码，由发射机调制到载频上发射出去；无线电信号由天线接收到后，经过主控器里的接收部分解调后得到原始数据，通过SPI总线传送给主控器CPU，CPU判断信息的有效性，若有效，则对照轮胎身份对应关系保存数据至相应区域，并根据用户的需要将数据显示在对应数据区。所述的系统可以采用天线匹配盒对天线进行网络匹配，根据不同长度的天线，选择相应的天线匹配。所述的主控器设有两个按钮、六个指示灯、一个对外接线端，按钮控制显示对应码插件盒上的码模块对应的轮胎数据值，并且对应指示灯亮。所述的码插件盒设有六排共二十四个码插件插槽、对外接线端，并通过对外接线端与主控器的对外接线端相连接；所述的码插件盒最大可插入二十四个个码模块，每个插槽都有自己唯一的固定的地址，易于实现轮胎的定位。所述的每排四个码插件插槽可以插接四个码模块，对应于一排四个轮胎发射机的ID，当系统增加轮胎时，无需更换主控器，只需将轮胎的码模块插入码插件盒上的轮胎对位位置的插槽内即可，系统扩展完毕后，需将系统重启或复位，系统自动识别已扩展的ID，并进行相应轮胎数据的监测。所述的码模块可以采用EEPROM存储器，并通过IIC总线技术进行ID码读取，以识别和定位发射机的身份。所述的每个IIC总线可挂靠八个EEPROM存储器，根据所选的CPU的性能，采用三个IIC总线，可实现识别二十四个ID码。采用以上技术方案实现的可扩展的多轮胎TPMS系统，采用IIC总线读码技术，通过IIC总线读取插入式存储器的ID编码，既避免了用无线方式读入ID编码，回避了LF低频唤醒中低频信号在传输过程中被车上的电磁噪声干扰的问题，从根本上解决了干扰的问题；又避免了I/O口键盘扫描方式满足不了多轮胎汽车的要求的问题。该方案性能稳定、易于实现、方便扩展。该系统有如下特点1).IC卡式的轮胎身份识别方法，码模块简单实本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可扩展的多轮胎ＴＰＭＳ系统，其特征在于，包括发射机、天线、主控器、码插件盒、码模块，所述的主控器开机或复位时，读取所有码模块的ＩＤ码，并保存ＩＤ码与轮胎身份对应关系信息；所述的发射机中的传感器把胎压和温度的变化通过电子元件感应转换成相应变化的电气参数，然后由发射机的ＭＣＵ处理为数字编码信号，加上该模块的识别ＩＤ编码，由发射机调制到载频上发射出去；无线电信号由天线接收到后，经过主控器里的接收部分解调后得到原始数据，通过ＳＰＩ总线传送给主控器ＣＰＵ，ＣＰＵ判断信息的有效性，若有效，则对照轮胎身份对应关系保存数据至相应区域，并根据用户的需要将数据显示在对应数据区。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李威，史卫华，段红军，
申请(专利权)人：上海保隆实业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]