卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统的制作方法

本发明属于汽车主动安全技术和辅助驾驶技术领域，特别是涉及一种卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统。

背景技术：

在经常频繁连续制动或长时间使用制动，制动鼓的负荷将异常增大。因为制动蹄摩擦衬片与轮毂发生摩擦，产生的热量将使制动器的温度急剧升高，大大降低了制动器的强度;同时，由于摩擦产生的热应力将使制动鼓与制动蹄摩擦衬片的摩擦表面产生热疲劳裂纹。但是，摩擦衬片上的热裂纹来不及扩展就被磨损了，因此摩擦衬片上的热裂纹是影响制动器性能的主要原因。然而，制动器的制动热衰退现象也会因制动器温度迅速上升变的尤为突出，严重时将使制动器完全丧失制动能力，导致交通事故发生。由此可见，对制动器温度进行监测，对保证卡车制动安全和辅助驾驶员的制动行为，有着十分重大的意义。

制动摩擦片的适宜工作温度为100-350℃，摩擦片但许多劣质制动摩擦片在温度达到250℃时，其摩擦系数就会急剧下降，而此时制动就会完全失灵。

制动器温度过高将直接导致轮胎胎压升高，温度升高，发生爆胎事故。在行车辆爆胎常使驾驶员失去对车辆的控制而引发恶性交通事故，尤其是高速公路上在行车辆一旦发生爆胎，通常引发严重交通事故。

技术实现要素：

针对现有技术存在的不足，本发明目的在于通过实时监测制动器温度，辅助驾驶员做出相关制动行为的决策，防止制动器热衰退性和摩擦材料失效引发事故，同时也防止高温引起轮胎爆胎和起火，保障行车制动的安全。同时通过有线和无线相结合，及多路温度的单控制系统提高了系统的集成化程度，降低了结构的复杂性，能耗和成本。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，其特征在于：包括温度信号采集装置，信号处理模块，无线发射模块，无线接收模块，显示报警装置；所述信号处理模块和所述无线发射模块集成在一个集成电路板上，固定安装在一个硬塑料方盒中，称为发射端盒，发射端盒安装在卡车车架上；所述无线接收模块和所述显示报警装置集成在一个集成电路板上，固定安装在一个硬塑料方盒中，称为接收端盒，接收端盒安装在驾驶室内；所述温度信号采集装置与发射端盒之间为有线通信，发射端盒与接收端盒之间为无线通信。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述温度信号采集装置采用的温度传感器信号是螺钉式K型热电偶。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述螺钉式K型热电偶的安装位置为制动蹄上侧摩擦衬片1/2处的外侧。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述螺钉式K型热电偶安装于制动蹄内表面螺纹盲孔内，盲孔深度与摩擦片埋头铆钉深度齐平。螺钉式K型热电偶的安装方式是螺纹连接，固定方式是L型卡槽固定。传感器线束是耐400度高温的不锈钢屏蔽线。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述螺钉式K型热电偶头部带有预紧弹簧。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述信号处理模块为MAX6675-K温度测量转换专用芯片。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述无线发射模块包括中央处理器芯片stm32f103、无线射频芯片E32-TTL-50，其他电路附件和天线组成，负责读取和发射max6675处理的6路温度数字信号。

无线接收模块与无线发射模块硬件相同，功能为接收信号。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述显示报警装置包括显示屏型号为4.5寸的彩色Usart GPU串口显示屏和无源蜂鸣器。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述无源蜂鸣器在200度和300度报警温度下的蜂鸣频率不同。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，使用一套信号处理和无线收发模块同时检测、处理和无线传输6路制动器温度。

本发明卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统的优点是：

1、针对卡车载重质量大，惯性大，制动力大带来的制动失效风险大，破坏性强的问题，实现了实时监测制动器温度，辅助驾驶员做出相关制动策略的决策，防止制动器热衰退性和摩擦材料失效引发事故。

2、在热电偶传感器安装和固定方式上，针对卡车行驶时的防振要求进行创新性的结构设计，采用了螺纹连接和L型铆接卡槽片固定方式，避免了传统焊接的可拆卸更换性差和固体胶粘接的耐高温能力差的缺点。

3、使用一套信号处理和无线收发模块同时检测、处理和传输6路制动器温度，大大提高了系统的集成化水平，简化布置，降低成本，有利于整车的轻量化。

4、采用无线和有线通信结合的办法，避免了单一有线的线束布置复杂和单一无线的发射端过多的问题。

附图说明

图1是本发明的系统结构图；

图2是本发明的工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细说明。

实施例一、如图1、2所示，卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，其特征在于：包括温度信号采集装置，信号处理模块，无线发射模块，无线接收模块，显示报警装置；所述信号处理模块和所述无线发射模块集成在一个集成电路板上，固定安装在一个硬塑料方盒中，称为发射端盒，发射端盒安装在卡车车架上；所述无线接收模块和所述显示报警装置集成在一个集成电路板上，固定安装在一个硬塑料方盒中，称为接收端盒，接收端盒安装在驾驶室内；所述温度信号采集装置与发射端盒之间为有线通信，发射端盒与接收端盒之间为无线通信。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述温度信号采集装置采用的温度传感器信号是螺钉式K型热电偶（精度为I级）。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述螺钉式K型热电偶的安装位置为制动蹄上侧摩擦衬片1/2处的外侧。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述螺钉式K型热电偶安装于制动蹄内表面螺纹盲孔内，盲孔深度与摩擦片埋头铆钉深度齐平。螺钉式K型热电偶的安装方式是螺纹连接，固定方式是L型卡槽固定。传感器线束是耐400度高温的不锈钢屏蔽线。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述螺钉式K型热电偶头部带有预紧弹簧。有两个作用，保证在热电偶头部长度与盲孔深度有微小差别时，热电偶头部与盲孔底部摩擦表面的良好接触；起到安装的预警防松作用。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述信号处理模块为MAX6675-K温度测量转换专用芯片。传感器信号处理由MAX6675-K温度测量转换专用芯片完成。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述无线发射模块包括中央处理器芯片stm32f103、无线射频芯片E32-TTL-50，其他电路附件和天线组成，负责读取和发射MAX6675-K处理的6路温度数字信号。

无线接收模块与无线发射模块硬件相同，功能为接收信号。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述显示报警装置包括显示屏型号为4.5寸的彩色Usart GPU串口显示屏和无源蜂鸣器。

显示屏可以显示的信息包括：卡车示意背景图，温度的十进制数字，报警屏闪的蓝点，黄点和红点。报警分为屏闪报警和蜂鸣报警两种形式，两种报警形式同时起作用。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，所述无源蜂鸣器在200度和300度报警温度下的蜂鸣频率不同。

上述的卡车用驾驶员辅助多路制动器温度无线监测和报警系统，使用一套信号处理和无线收发模块同时检测、处理和无线传输6路制动器温度。

在卡车正常工作时，安装在制动蹄上的螺钉式K型热电偶温度传感器实时监测卡车6个制动器端口的温度（本文以3轴6个制动器车型为例，具体端口可根据车型实际轴数/制动器数量来定），温度信号通过螺钉式K型热电偶变成毫伏级的电压信号。

毫伏级电压信号由传感器不锈钢屏蔽线束传给MAX6675-K型热电偶温度测量转换专用芯片，MAX6675-K对输出信号进行电压放大、去噪、温度补偿,AD转换之后得到12位二进制的数字信号.

数字信号由MAX6675-K处理后输出到无线发射模块，无线发射模块由中央处理器stm32f103，无线射频芯片E32-TTL-50，其他电路附件和天线组成，安装在卡车前端。由无线发射模块将信号传输到无线接收模块，设置了点对点唯一性识别的无线通信协议，避免了不同车和同频段杂波的干扰。

无线接收模块与发射模块硬件相同，通过软件设置将功能调整为为接收数字信号，并将数字信号传给安装在驾驶室内的显示报警装置。显示报警装置的显示功能由4.5寸的显示屏Usart GPU串口显示屏完成，在模拟卡车3轴6端的布置图上，分别显示了6路温度值。当接收的温度值低于100度时，不显示具体温度值，只显示正常。报警由无源蜂鸣器和图像提示共同完成，分为一级报警和二级报警，一级报警当温度超过200度时触发，二级报警当温度超过300度时触发。其中占主要的是蜂鸣器报警，接收的温度值在200度以上时，蜂鸣器低频蜂鸣报警，声音分贝为60db。接收的温度值在300度以上时，蜂鸣器高频蜂鸣报警，声音为80db。在数字显示的基础上增加了变色提示，100度以下蓝点显示，100到200度的橙点显示，200度到300度的红点显示。在连续制动后，制动器温度超过200度时，本装置将对驾驶员进行一级报警，报警方式如本段上方说明，提示驾驶员制动器温度已经超过适宜工作温度，为驾驶员的减速，降低制动频率，开启制动器喷淋降温，立即停车等驾驶行为决策提供有效驾驶辅助。当温度超过300度时，本装置将对驾驶员进行二级报警，报警方式如本段上方说明，提示驾驶员制动器已经进入危险工作状态，建议驾驶员应当立即停车。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明的具体实现并不受上述实施方式的限制。本领域技术人员可在不偏离本发明技术构思的前提下，对本发明作出各种修改或变型，这些修改或变型当然也落入本发明的保护范围之内。