一种轮胎监测系统和汽车的制作方法

本发明涉及汽车领域，尤其涉及一种轮胎监测系统和汽车。

背景技术：

汽车轮胎压力监测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring system)是一种有效的防止爆胎装置，它通过轮胎压力、温度的监测来确定轮胎是否异常，当轮胎异常时向司机报警来保障行车安全。轮胎压力不仅影响汽车行车安全，而且对整车经济性有较大影响。2000年，美国因轮胎质量问题引发重大交通事故而出台强制性安装TPMS的法令。国内也正在起草相关轮胎胎压监测的相关强制法规，对于国家第四阶段油耗，胎压监测也作为一个加分项目。预计在安全与节能环保越来越严格的将来，轮胎监测系统会在车型配置上越来越广泛。

轮胎监测系统按照轮胎胎压测量的方式可以分为三类：(一)间接式TPMS(Wheel-Speed Based TPMS，简称WSB TPMS)，是与车辆的制动防抱死系统(ABS)一起使用的。ABS系统采用车轮转速传感器测量每个车轮的转速。当一个轮胎的气压减小时，滚动半径就减小，而车轮的旋转速度就相应地加快，通过比较车轮之间的转速差别，可以达到监测轮胎胎压的目的；(二)直接式TPMS(Pressure—Sensor Based TPMS，简称：PSB TPMS)，它利用安装在轮胎内部的传感器模块，直接测量轮胎内部的气压、温度及模块供电电压等参数，通过无线的方式将测量数据发送到基站达到监测的目的，出现状况时，系统会自动报警；(三)复合式TPMS，它是在常规的间接TPMS系统中安装两个额外的胎压传感器和一个射频接收器。胎压传感器要安装在车轮上，两个传感器呈对角安装。和间接式系统相比，它能够监测到在同一个车轴或车辆同一侧的两个处于低压状态的轮胎，这些轮胎中有一个带有直接压力传感器。但当两个呈对角的轮胎(不带直接压力传感器)都处于低压状态时，系统只能检测到一个轮胎充气不足。间接式TPMS尚有不能直接识别具体欠压轮胎、必须运行一定速度等使用局限性，复合式TPMS可以降低系统成本，但却仍然不能提供所有4个轮胎内实际压力的实时数据，因此不能全部定位欠压轮胎。因此，直接式TPMS系统更有效，将成为未来TPMS系统的主流。

随着车辆越来越普及，汽车轮胎总成作为一种价值比较高的汽车产品，也引起了不法分子起盗窃之心，轮胎总成被盗案件时有发生，给车主带来了经济上的损失和行动上不方便。而目前大部分车辆都没有专门针对轮胎的防盗措施，从而给车主带来了很大的安全隐患。而轮胎总成作为一种高速运动的部件，很难安装防盗机构，即使对车轮螺母等结构进行了防盗设计，也无法防止不被盗，还必须配备专用工具进行拆装工作。

技术实现要素：

为了克服现有技术中轮胎及胎压监测装置容易被盗的技术问题，本发明提供了一种轮胎监测系统和汽车。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

本发明提供了一种轮胎监测系统，包括：

车身控制模块；

胎压监测及防盗模块，用于获取汽车轮胎的轮胎数据，所述轮胎数据包括胎压、轮胎温度和轮胎位置信号；

基站模块，与所述车身控制模块和所述胎压监测及防盗模块分别通讯连接，所述基站模块用于对所述胎压监测及防盗模块进行轮询，并处理所述轮胎数据；

所述车身控制模块检测到有点火信号输入时，所述胎压监测及防盗模块以一定的时间间隔获取胎压和轮胎温度，并将胎压和轮胎温度发送给所述基站模块；所述基站模块将当前的胎压和轮胎温度与前一次测量的所述胎压和轮胎温度进行对比，若对比结果超出一设定波动范围，则所述基站模块发出第一报警信息；

所述车身控制模块检测到有熄火信号和门锁落锁信号输入时，所述胎压监测及防盗模块以一定的时间间隔获取轮胎位置信号，并将所述轮胎位置信号发送给所述基站模块；所述基站模块将当前的轮胎位置信号与前一次测量的所述轮胎位置信号进行对比，若轮胎位置信号发生变化，则所述基站模块发出第二报警信息。

进一步来说，所述的轮胎监测系统中，所述胎压监测及防盗模块包括：

轮胎微控制器；

轮胎低频接收电路，与所述轮胎微控制器连接，用于接收低频信号；

轮胎射频发射电路，与所述轮胎微控制器连接，用于发送所述轮胎数据；

压力传感器，与所述轮胎微控制器连接，用于检测轮胎的胎压；

温度传感器，与所述轮胎微控制器连接，用于检测轮胎的轮胎温度；

位移传感器，与所述轮胎微控制器连接，用于检测轮胎的轮胎位置信号。

进一步来说，所述的轮胎监测系统中，还包括：

钥匙模块，与所述基站模块通讯连接，用于向所述基站模块发送门锁落锁信号和门锁开锁信号，所述基站模块将所述门锁落锁信号和门锁开锁信号发送给所述车身控制模块。

进一步来说，所述的轮胎监测系统中，还包括：

光电报警模块，通过车身总线与所述车身控制模块连接，根据所述第一报警信息或所述第二报警信息进行报警。

进一步来说，所述的轮胎监测系统中，还包括：

低频发射模块，与所述胎压监测及防盗模块通讯连接，用于向所述胎压监测及防盗模块发送唤醒信号，所述胎压监测及防盗模块接收到唤醒信号后对轮胎进行检测。

进一步来说，所述的轮胎监测系统中，所述基站模块包括：

基站微控制器；

基站射频接收电路，与所述基站微控制器连接，用于接收所述轮胎射频发射电路发送的所述轮胎数据。

进一步来说，所述的轮胎监测系统中，还包括：

GSM模块，通过CAN总线接收所述第二报警信息，并将所述第二报警信息发送至与所述GSM模块连通的移动终端。

进一步来说，所述的轮胎监测系统中，还包括：

扬声器，通过CAN总线与所述车身控制模块连接。

本发明还提供了一种汽车，包括如上任意一项所述的轮胎监测系统。

本发明的有益效果是：本发明的轮胎监测系统，可以检测轮胎的胎压、轮胎温度等信息，也具有轮胎防盗报警功能。通过轮胎的位移量来判断轮胎是否被盗，简单易行，大大降低了生产成本。

附图说明

图1表示本发明实施例中轮胎监测系统的构成示意图；

图2表示本发明实施例中轮胎监测系统的胎压监控流程示意图；

图3表示本发明实施例中轮胎监测系统的轮胎防盗流程示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例对本发明进行详细描述。

参照图1所示，本发明提供了一种轮胎监测系统，包括：

车身控制模块3；

胎压监测及防盗模块4，用于获取汽车轮胎的轮胎数据，轮胎数据包括胎压、轮胎温度和轮胎位置信号；

基站模块2，与车身控制模块3和胎压监测及防盗模块4分别通讯连接，基站模块2用于对胎压监测及防盗模块4进行轮询(依次询问后建立通讯交互)，并处理轮胎数据。

车身控制模块3检测到有点火信号9输入时，胎压监测及防盗模块4以一定的时间间隔获取胎压和轮胎温度，并将胎压和轮胎温度发送给基站模块2；基站模块2将当前的胎压和轮胎温度与前一次测量的胎压和轮胎温度进行对比，若对比结果超出一设定波动范围，则基站模块2发出第一报警信息；车身控制模块3检测到有熄火信号和门锁落锁信号输入时，胎压监测及防盗模块4以一定的时间间隔获取轮胎位置信号，并将轮胎位置信号发送给基站模块2；基站模块2将当前的轮胎位置信号与前一次测量的轮胎位置信号进行对比，若轮胎位置信号发生变化，则基站模块2发出第二报警信息。

具体来说，本发明的轮胎监测系统通过胎压监测及防盗模块4对车胎的胎压、轮胎温度和轮胎位置信号等轮胎数据进行采集，基站模块2对胎压监测及防盗模块4进行轮询，采集并处理比较轮胎数据。通过车身控制模块3接收到有点火信号9或是熄火信号和门锁落锁信号时，分别启动胎压监控策略或是轮胎防盗策略。车身控制模块3检测到有点火信号9输入时，基站模块2将当前的胎压和轮胎温度与前一次测量的胎压和轮胎温度进行对比，若对比结果超出一设定波动范围，则表明汽车轮胎的温度和胎压处于非正常的变化情况，则基站模块2发出第一报警信息；车身控制模块3检测到有熄火信号和门锁落锁信号输入时，基站模块2将当前的轮胎位置信号与前一次测量的轮胎位置信号进行对比，若轮胎位置信号发生变化，表明汽车轮胎发生位移，可能发生被盗的现象，则基站模块2发出第二报警信息。本发明的轮胎监测系统，可以检测轮胎的胎压、轮胎温度等信息，也具有轮胎防盗报警功能。通过轮胎的位移量来判断轮胎是否被盗，简单易行，大大降低了生产成本。

进一步来说，本发明具备胎压监测功能及防盗功能，胎压监测及防盗模块4包括：轮胎微控制器；轮胎低频接收电路，与轮胎微控制器连接，用于接收低频信号；轮胎射频发射电路，与轮胎微控制器连接，用于发送轮胎数据；压力传感器，与轮胎微控制器连接，用于检测轮胎的胎压；温度传感器，与轮胎微控制器连接，用于检测轮胎的轮胎温度；位移传感器，与轮胎微控制器连接，用于检测轮胎的轮胎位置信号。其中胎压监测及防盗模块4还包括电池电压传感器、加速度传感器等。不仅能实时监测汽车运行中的胎压和轮胎温度的变化，还能在必要时监测轮胎的加速度和胎压监测及防盗模块4的电源电压，以实现加速度唤醒，电压不足报警等功能。轮胎微控制器可以采用性价比高的8位或16位单片机，利用集成在其上的轮胎低频接收电路可实现低频信号的接收，轮胎射频发射电路采用集成发射芯片实现。为了便于基站模块2的识别，每个胎压监测及防盗模块4都有一个识别ID。

作为一种优选的方式，本发明的轮胎监测系统还包括低频发射模块5。低频发射模块5与胎压监测及防盗模块4通讯连接，用于向胎压监测及防盗模块4发送唤醒信号，胎压监测及防盗模块4接收到唤醒信号后对轮胎进行检测。低频发射模块5按照顺序向胎压监测及防盗模块4发射频率为125KHz(也可以为其他频率的信号，包括但不局限125KHz)的无线信号，胎压监测及防盗模块4被唤醒后启动自检，验证内部的传感器和电池状态(胎压监测及防盗模块4是有源模块)，判定各个传感器是否处于完好状态，电池电压是否处于正常状态。从而保证了在不需要检测的情况下，降低胎压监测及防盗模块4的能耗。

为了实现检测结果或者报警消息的输出，轮胎监测系统还包括：光电报警模块6、扬声器8和GSM模块10。光电报警模块6，通过车身总线与车身控制模块3连接，根据第一报警信息或第二报警信息进行报警，从而警示驾驶员或者威慑不法份子。扬声器8，通过CAN总线与车身控制模块3连接，扬声器8可以根据轮胎数据进行播报或者发出警告声音进行提醒。GSM模块10，通过CAN总线接收第二报警信息，并将第二报警信息发送至与GSM模块10连通的移动终端，从而保证了在驾驶员锁车并远离的情况下，如果发生轮胎被盗，则能够直接与车主的终端进行报警。

为了实现汽车的车门落锁及开锁的功能，本发明的轮胎监测系统还包括钥匙模块1。钥匙模块1与基站模块2通讯连接，用于向基站模块2发送门锁落锁信号和门锁开锁信号，基站模块2将门锁落锁信号和门锁开锁信号发送给车身控制模块3。

以四个轮胎的轿车为例，系统由1个基站模块2，1个钥匙模块1、4个胎压监测及防盗模块4、1个车身控制模块3、5个低频发射模块5(1个在车门附近。4个在轮胎附近)、1个光电报警模块6、多个扬声器8、GSM模块10(信号可以为2G\3G\4G等信号)等模块组成，各个模块通过CAN总线进行通信和控制。为了随时记录车辆的情况，汽车中还可以安装1个行车记录仪7(可能包括多个摄像头)。

基站模块2包括：基站微控制器；基站射频接收电路，与基站微控制器连接，用于接收轮胎射频发射电路发送的轮胎数据。4个胎压监测及防盗模块4分别安装在汽车的四个轮胎中.对轮胎的温度、压力、位移量等参数进行实时的测量，并将测量的轮胎数据通过轮胎射频发射电路发送到基站模块2进行处理。基站模块2一方面通过其基站射频接收电路对各轮胎模块进行轮询；另一方面接收来自各个胎压监测及防盗模块4的射频信号，并进一步判断轮胎参数是否正常，如果发现异常，则及时发出报警信号。同时，基站模块2也通过基站射频接收电路及低频发射模块5与钥匙模块1进行通信，实现钥匙模块1的遥控功能。基站模块2和车身控制模块3通过汽车总线与汽车内部的其它电子系统相连，实时地共享数据和控制信息。

参照图2所示，当启动胎压监测控制时，车身控制模块3需要有点火信号9作为车辆运行的判定条件，点火信号输入启动胎压监测控制策略。低频发射模块5按照顺序向胎压监测模块4发射频率为125KHz的无线信号，胎压监测及防盗模块4被唤醒后启动自检。同时，胎压监测及防盗模块4进行轮胎参数的测量，然后通过轮胎射频发射电路将初始的轮胎数据和胎压监测及防盗模块4自身的信息(电池电压，识别ID等)发送给基站模块2，发射频率可以是433MHz无线信号(可以为其他频率信号，包括但不局限于433MHz)。基站模块2对轮胎数据进行分析并保存，如果发现异常，则报告初始化故障。

在汽车的正常行驶过程中，为减少系统功耗，提高电池的使用寿命，胎压监测及防盗模块4大多数时间工作在休眠模式下，此时模块各部分功能关闭，功耗极低。胎压监测及防盗模块4每12秒对轮胎的温度、压力值进行一次测量，然后将本次测量值与之前的测量值进行比较，如果胎压监测及防盗模块4功能正常并且轮胎参数变化平稳，则胎压监测及防盗模块4将轮胎参数值存储后返回到休眠模下。基站模块2通过低频发射模块5每隔1分钟向轮胎发出唤醒信号，查询轮胎的状态。胎压监测及防盗模块4收到唤醒信号后将处理后的轮胎数据发送到基站模块2，基站模块2对轮胎数据进行判断并显示。基站模块2将当前的胎压和轮胎温度与前一次测量的胎压和轮胎温度进行对比，若对比结果超出一设定波动范围，则数据异常，进行报警。如果有数据异常则通过基站模块2、CAN总线经过仪表显示故障信息。

参照图3所示，当启动轮胎防盗策略时，车身控制模块3需要有门锁落锁信号和发动机熄火信号同时满足，作为输入条件判定车辆处于停止状态。胎压监测及防盗模块4的位移传感器每12秒钟监测轮胎位置信号，存储并对比上一次信息，为减少系统功耗。胎压监测及防盗模块4中的轮胎射频发射电路每隔1分钟向基站模块2发出轮胎位置信号，发射频率可以是433MHz无线信号(可以为其他频率信号，包括但不局限于433MHz)。基站模块2将当前的轮胎位置信号与前一次测量的轮胎位置信号进行对比，若轮胎位置信号发生变化，则基站模块2发出第二报警信息。由基站模块2判定轮胎是否处于移动状态，如果数据异常判定轮胎处于移动状态则触发报警程序，通过CAN总线激发车辆光电报警装置6、扬声器8等报警装置，现场警示犯罪嫌疑人；还可以激发CAN网络上GSM模块10发短信或彩信信息(CAN网络获取的行车记录仪7拍摄的视频信息)通知绑定的手机，通过行车记录仪7等记录装置有效记录犯罪分子照片、轮胎盗窃过程等，并存储作为轮胎盗取的法律证据。

本发明还提供了一种汽车，包括如上任意一项所述的轮胎监测系统。

需要说明的是，该汽车是包括上述轮胎监测系统的汽车，上述轮胎监测系统实施例的实现方式同样适用于该汽车的实施例中，也能达到相同的技术效果，在此不再赘述。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。