专利名称：一种动态检测轮胎温度实验装置的制作方法
技术领域：
本发明属于检测技术领域，具体涉及一种动态检测轮胎温度实验装置。
背景技术：
随着交通业的发展和汽车的普及，交通安全问题日益严重，人们对汽车行驶的安全性能提出了更高的要求。作为汽车的重要组成部件，轮胎与地面直接接触、支承车身、缓冲外界冲击、保证车辆的正常行驶，其性能直接影响汽车的安全性、操纵稳定性、舒适性和节能经济性。因而汽车制造和交通运输部门对轮胎的要求也日益苛刻。温度是影响轮胎性能的重要因素，近年来越来越受到人们的关注。轮胎温度过高 时，会降低轮胎材料性能以及橡胶-帘线间粘着力，破坏轮胎的行驶性能甚至导致爆胎，出现严重的交通事故，影响着整车的安全性，同时还对汽车的燃油经济性、操纵性有着至关重要的影响，作为影响轮胎性能的重要因素，轮胎温度越来越受到人们的关注，检测轮胎温度获取温度数据并对其进行分析具有重要的现实意义。目前，轮胎胎体温度的常规检测手段是将温度传感器插入到轮胎胎体内测量胎体温度，采用有线传输方式传输温度采集数据，其存在以下不足I)由于轮胎行驶过程中，温度信号传输线会在轮胎不断滚动过程中断开，因此轮胎胎体温度信号的传送是一个难点。为了解决这个问题，有研究者通过滑环装置将温度信号传送出去，至驾驶室内的显示表。但是弹簧片与滑环时常接触不良，导致信号传送时断时续；2)同时温度测量点少，无法同时获取轮胎不同位置的温度；3)不能在线实时分析显示温度数据。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出了一种动态检测轮胎温度实验装置，所述装置采用无线射频技术解决轮胎温度数据传输问题；同时测量16个点温度；以嵌入式系统为核心，低功耗设计，大屏幕彩色液晶显示；通过RFID无线接收模块接收发射单元的温度信息，实时的将信息在液晶屏上以数字、曲线、棒图等形式显示出来，并通过大容量存储器将温度信息存储下来，以备离线分析使用。本发明的技术方案为一种动态检测轮胎温度实验装置，包括发射单元、数据终端单元和数据终端计算机，所述发射单元包括发射处理器、温度传感器和RFID发射模块，所述发射单元安装在轮胎的轮辋内，对轮胎内部温度进行采集和发送，所述数据终端单元包括接收处理器、温度接收器和液晶显示模块，所述接收处理器通过RS232总线与所述数据终端计算机相连接，所述温度接收器通过串行总线与所述接收处理器相连接，所述接收处理器通过标准接口连接液晶显示模块，所述液晶显示模块设有液晶触摸屏，所述液晶触摸屏完成数据显示工作，所述数据终端计算机将采集的数据建立轮胎运行温度场模型，建立轮胎运行过程的状态和故障预判算法，并具有自修正功能，温度传感器能够对轮胎运行过程中的多个典型点进行温度采样，测量轮胎内部温度后，通过RFID发射模块将温度数据传输到所述温度接收器，温度接收器接收温度数据并输送给数据终端计算机，由数据分析软件完成实现数据分析和处理，传送给液晶显示模块显示轮胎温度测量值，实现实时监控。在所述数据终端计算机上设有数据分析软件，数据分析软件用所采集的数据分析建立轮胎运行过程的状态并建立故障预判算法。RFID发射模块采用高功率无天线工作形式。所述发射单元采用铝壳封装，采用锂电池供电。 本发明具有如下有益效果本发明用基于射频标识技术的无线通信(即RFID)实现温度传感器与中央处理单元的数据传输，在微处理器内完成初步数据处理，传送给液晶显示轮胎温度测量值，实现实时监控；同时温度数据被传送给数据终端计算机，实现数据分析和处理。数据终端计算机通过RS232总线与数据终端单元连接，通过串口通信接收温度数据并且进行处理。处理效果好，实用性强。
以下结合附图
和具体实施方式
进一步说明本发明。图I为本发明基本架构示意图。图2为本发明发射单元电源电路原理示意图。图3为本发明发射单元发射处理器及其接口电路原理示意图。图4为本发明发射单元温度传感器电路原理示意图。图5为本发明数据终端单元电路原理示意图。
具体实施例方式参见图I至图5所示，本发明包括发射单元、数据终端单元和数据终端计算机，所述发射单元包括发射处理器、温度传感器和RFID发射模块，所述发射单元安装在轮胎的轮辋内，对轮胎内部温度进行采集，所述数据终端单元包括接收处理器、温度接收器和液晶显示模块，所述接收处理器通过RS232总线与所述数据终端计算机相连接，所述温度接收器通过串行总线与所述接收处理器相连接，所述接收处理器通过标准接口连接液晶显示模块，所述液晶显示模块设有大尺寸的液晶触摸屏，所述液晶触摸屏完成数据显示工作，所述数据终端计算机将采集的数据建立轮胎运行温度场模型，建立轮胎运行过程的状态和故障预判算法，并具有自修正功能。温度传感器能够对轮胎运行过程中的多个典型点进行温度采样。RFID发射模块采用高功率无天线工作形式。所述发射单元采用铝壳封装，采用锂电池供电。工作原理为发射单元安装在轮辋上，对轮胎内部温度采集数据进行传送。数据终端单元完成温度数据显示、处理及分析功能。温度传感器测量轮胎内部温度后，通过RFID发射模块将温度数据传输出去。温度接收器接收温度数据并输送给数据终端单元上的接收处理器，在接收处理器内完成初步数据处理，传送给液晶显示模块显示轮胎温度测量值，实现实时监控；同时温度数据被传送给数据终端计算机，实现数据分析和处理。数据终端计算机通过RS232总线与数据终端单元连接，通过串口通信接收温度数据并且进行处理。系统的结构图如图I所示，发射单元采用Philip公司高性能单片P89V51RD2机作为内核，以RFID无线发射模块将温度传感器的温度信息发送出来。温度传感器检测点设计为16路，以对轮胎运行过程中的多个典型点进行温度采样。温度传感器采集转换处理芯片使用Maxim公司高性能自带冷端补偿功能的max6675，精度可到O. 2度，12位采集分辨率，并且可断偶检测报警。为增加模块的机械强度和减少轮胎高速运行过程中模块的故障率，无线模块采用高功率无天线形式，型号为NRF905。整个发射单元以铝壳封装。由于该发射单元是固定在运动轮毂上，无法外接电源线，我们采用锂电池供电。发射单元各部分电路图如图2所示电源部分由三块串联锂电供电约9. 6v，通过稳压芯片产生5V和3. 3V给系统使用。发射处理器和接口部分见图3，通过串行总线与NRF905通信，完成数据交互，通过译码器完成对温度传感器转换芯片的片选。如图4所示，温度传感器转换芯片，与预埋的温度传感器接线，通过SPI接口与单片机通信。数据终端单元采用嵌入式系统为核心，低功耗设计，大屏幕彩色液晶显示。通过RFID无线接收模块接收发射单元的温度信息，实时的将信息在液晶屏上以数字、曲线、棒图等形式显示出来，并通过大容量存储器将温度信息存储下来，以备离线分析使用，见图5，通
过NRF905实现数据接收，并通过串行总线将数据传送给由接收处理器和外围电路组成的嵌入式系统。嵌入式系统以X86为核心CPU，通过标准接口连接液晶触摸屏，并通过总线与接收单元通信，完成数据的接收和显示工作。数据终端计算机采用美国NI公司Labview开发，将数据终端单元的采集数据通过总线传输到数据终端计算机存储。然后可将采集的数据进行建立起轮胎运行时的温度场模型。并可通过多次试验来验证和修正所建模型。同时也可利用所采集的数据通过分析建立轮胎运行过程的状态和故障预判算法，并进行验证和修正。
权利要求
1.一种动态检测轮胎温度实验装置，其特征在于包括发射单元、数据终端单元和数据终端计算机，所述发射单元包括发射处理器、温度传感器和RFID发射模块，所述发射单元安装在轮胎的轮辋内，对轮胎内部温度进行采集和发送，所述数据终端单元包括接收处理器、温度接收器和液晶显示模块，所述接收处理器通过RS232总线与所述数据终端计算机相连接，所述温度接收器通过串行总线与所述接收处理器相连接，所述接收处理器通过标准接口连接液晶显示模块，所述液晶显示模块设有液晶触摸屏，所述液晶触摸屏完成数据显示工作，所述数据终端计算机将采集的数据建立轮胎运行温度场模型，建立轮胎运行过程的状态和故障预判算法，并具有自修正功能，温度传感器能够对轮胎运行过程中的多个典型点进行温度采样，测量轮胎内部温度后，通过RFID发射模块将温度数据传输到所述温度接收器，温度接收器接收温度数据并输送给数据终端计算机，由数据分析软件完成实现数据分析和处理，传送给液晶显示模块显示轮胎温度测量值，实现实时监控。
2.根据权利要求I所述的动态检测轮胎温度实验装置，其特征在于在所述数据终端计算机上设有数据分析软件，数据分析软件用所采集的数据分析建立轮胎运行过程的状态并建立故障预判算法。
3.根据权利要求I或2所述的动态检测轮胎温度实验装置，其特征在于RFID发射模块采用高功率无天线工作形式。
4.根据权利要求3所述的动态检测轮胎温度实验装置，其特征在于所述发射单元采用铝壳封装，采用锂电池供电。
全文摘要
本发明涉及一种动态检测轮胎温度实验装置，所述装置采用无线射频技术解决轮胎温度数据传输问题；同时测量16个点温度；以嵌入式系统为核心，低功耗设计，大屏幕彩色液晶显示；通过RFID无线接收模块接收发射单元的温度信息，实时的将信息在液晶屏上以数字、曲线、棒图等形式显示出来，并通过大容量存储器将温度信息存储下来，以备离线分析使用。
文档编号B60C23/20GK102658765SQ20121016495
公开日2012年9月12日 申请日期2012年5月25日 优先权日2012年5月25日
发明者余真珠, 马连湘 申请人:青岛科技大学