一种基于总线唤醒模式的胎压监测装置及方法与流程

本发明属于汽车电子领域，特别是涉及一种基于总线唤醒模式的胎压监测装置及方法。

背景技术：

根据公安部交管部门交通事故数据显示，每年的交通事故中约20％是由于爆胎引起的。在美国，国家高速公路交通安全管理局(NHTSA)发布规定所有新车在2007年均要求安装胎压监测装置，在中国，2003年11月24日颁布的中华人民共和国国家标准-《机动车运行安全技术条件(征求意见稿)》也对安装轮胎压力检测装置作出了说明。汽车胎压监测装置的功能是实时监测胎压，接收端轮流显示发射端通过无线通讯方式发来的胎压及胎温数据；可以进行轮胎慢漏气胎压过低报警、车辆超载胎压过高报警、轮胎老化胎压异常报警、胎温过高报警、主机电池低电量提示等工作，并且在停车时显示屏自动关闭、电池供电时主机可自动进入停车省电模式，还可根据车型及轮胎位置设定相应的标准压力值。安装汽车胎压监测装置的好处有：检测胎压，预防爆胎；节省燃油，汽车降低排放；减少磨损，轮胎寿命更长；确保操控性能；避免车辆部件非正常磨损。

汽车胎压监测装置的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压、温度、变形等进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。胎压监测装置的构成通常是在轮胎上加装胎压信号传感器，通过无线信号将轮胎的胎压、温度数据发送至中控接收器。胎压信号传感器通常是在轮胎上加装胎压传感器，通过无线信号将轮胎的胎压、温度数据发送至中控接收器，胎压信号传感器通常是绑定在轮胎内部，或者安装在气嘴附近，内置一个纽扣电池，考虑到胎压信号传感器的安装需要拆卸轮胎，所以传感器的工作时间对产品的应用具有极其重要的意义。

当前胎压信号传感器的工作模式是，在胎压信号传感器上集成震动传感器或者加速度传感器，当震动传感器或者加速度传感器的输出信号为0，认为车辆没有运动，则胎压信号传感器停止动作，当震动传感器或者加速度传感器有新的输出信号，则启动胎压信号传感器，这需要震动传感器或者加速度传感器一直工作，耗电量较 大，使得整个设备工作时间在3～5年左右。

技术实现要素：

为了提高设备稳定性，降低功耗，延长工作时间，本发明基于现有的胎压监测装置，首次提供了一种基于总线唤醒模式的胎压监测装置及方法，去掉震动传感器或者加速度传感器，利用胎压信号传感器集成的无线通信器件，使得中控接收器可以长期连接汽车总线，当汽车启动时候，中控接收器判断汽车打火，因此发送信号给无线通信器件，从而启动胎压信号传感器开始工作。

为了实现上述目的，本发明提供了一种基于总线唤醒模式的胎压监测装置，包括胎压信号传感器、无线通信器件、电源、中控接收器以及汽车总线；所述胎压信号传感器用于实时监测轮胎压力温度；所述无线通信器件集成到胎压信号传感器上并用于将监测到的轮胎压力温度信号发送给中控接收器以及从中控接收器接收信号；电源对胎压信号传感器和无线通信器件提供电能；中控接收器长期连接汽车总线，接收轮胎压力温度信号以及发送信号给无线通信器件，其特征在于，去掉了震动传感器或者加速度传感器，利用连接到汽车总线的中控接收器判断汽车是否打火，并将打火信号发送给无线通信器件，胎压信号传感器基于此打火信号从而启动。

其中，还包括在电源上安装压电能量收集器来提供电能。

本发明还提供了一种基于总线唤醒模式的胎压监测方法，包括胎压信号传感器、无线通信器件、电源、中控接收器以及汽车总线；所述胎压信号传感器用于实时监测轮胎压力温度；所述无线通信器件集成到胎压信号传感器上并用于将监测到的轮胎压力温度信号发送给中控接收器以及从中控接收器接收信号；电源对胎压信号传感器和无线通信器件提供电能；中控接收器长期连接汽车总线，接收轮胎压力温度信号以及发送信号给无线通信器件，其特征在于，去掉了震动传感器或者加速度传感器，利用连接到汽车总线的中控接收器判断汽车是否打火，并将打火信号发送给无线通信器件，胎压信号传感器基于此打火信号从而启动。

附图说明

图1：为本发明的基于总线唤醒模式的胎压监测装置的构架示意图；

图2：为本发明的压电能量收集器的示意图。

具体实施方式

如图1所示：本发明的基于总线唤醒模式的胎压监测装置，包括胎压信号传感器、无线通信器件、电源、中控接收器以及汽车总线；所述胎压信号传感器用于实时监测轮胎压力温度；所述无线通信器件集成到胎压信号传感器上并用于将监测到的轮胎压力温度信号发送给中控接收器以及从中控接收器接收信号；电源对胎压信号传感器和无线通信器件提供电能；中控接收器长期连接汽车总线，接收轮胎压力温度信号以及发送信号给无线通信器件。本发明去掉了震动传感器或者加速度传感器，利用连接到汽车总线的中控接收器判断汽车是否打火，并将打火信号发送给无线通信器件，胎压信号传感器基于此打火信号从而启动。

由于所述电源一般为纽扣电池，但化学电池存在体积大，使用寿命短的不足，且废旧电池处理不当还会造成严重的环境污染，因此近年来能量采集成为众多学者研究热门领域。能量采集系统研究的是如何为更换电池不方便的设备利用周围环境中的能量实现能量自给的。

所以，进一步的，在电源上还可以安装压电能量收集器来提供电能。采用压电能量收集器收集轮胎转动时产生的能量；并利用电能存储模块将压电能量收集器收集的能量转换成电能并存储以及对胎压信号传感器和无线通信器件进行供电；

图2所示为本发明的压电能量收集器的剖面图，其包括一安装框架3，一支撑杆4，一偏心转动质量块5，一固定轴6，和多个压电弯曲元件7，图2实施例仅仅示出3个压电弯曲元件7，当然本发明还可以采用其他的数量，支撑杆4，一端部固定安装在安装框架3的底面上，另一端部上设置有固定轴6，偏心转动质量块5通过固定轴6安装到支撑杆4上，并基于车轮的转动可以围绕固定轴6转动，在安装框架3的顶面和侧面的中部分别设有一压电弯曲元件7，压电弯曲元件7结构为三层结构，中间层为柔性支撑基片，上下压电层形成在柔性支撑基片两侧，柔性支撑基片可以是塑料，金属或者其他的柔性材料，以允许上下压电层粘合于其上，偏心转动质量块5的端部在转动时拨动压电弯曲元件7的端部，从而使得压电弯曲元件7发生弯曲形变，来诱发材料内部电荷位移产生电场/电压。本压电能量收集器可以通过偏心转动质量块5在汽车行使过程中由于轮胎转动而产生转动来引发压电弯曲元件7发生弯曲形变，达到了较好的能量收集效果，并容易实现小型化。

偏心转动质量块5形状可以采用椭圆形状，固定轴6位于其一个焦点上。

本发明还提供了一种基于总线唤醒模式的胎压监测方法，包括胎压信号传感器、无线通信器件、电源、中控接收器以及汽车总线；所述胎压信号传感器用于实时监测轮胎压力温度；所述无线通信器件集成到胎压信号传感器上并用于将监测到的轮胎压力温度信号发送给中控接收器以及从中控接收器接收信号；电源对胎压信号传感器和无线通信器件提供电能；中控接收器长期连接汽车总线，接收轮胎压力温度信号以及发送信号给无线通信器件。本发明去掉了震动传感器或者加速度传感器，利用连接到汽车总线的中控接收器判断汽车是否打火，并将打火信号发送给无线通信器件，胎压信号传感器基于此打火信号从而启动。

本发明的基于总线唤醒模式的胎压监测装置可以使得工作时间达到10年以上。