专利名称：装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种汽车轮胎压力温度监视系统，特别涉及一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统。
背景技术：
轮胎是汽车重要的安全部件。轮胎在行驶中要起承受载荷、产生驱动力和制动力、缓冲、吸震、改变行驶方向的作用。所以，轮胎在整个汽车的零部件中显得十分重要。根据统计，高速公路上1/3的交通事故是由轮胎问题引起的。轮胎的气压在行驶过程中与安全有着紧密的关系，当行驶条件变化其轮胎气压也频繁变化。环境温度提高，气压相应增大。车速提高和连续行驶时间增长，而气压也相应增大。一旦行驶中发生意外，如轮胎意外受到硬物刺破，其轮胎气压也相应变化，刺破的洞比较小时，形成缓慢泄漏，往往给人忽略，如果不及时处理将会导致事故。美国国会在2000年11月1日通过了TREAD法案，法案规定当一个或多个轮胎的气压比厂方推荐的[冷态]使用值低20％或25％时，必须发出警告信号，或者是规定一个气压低限，当胎压低于该值时，必须警示。该法规自发布之日起两年内生效。国会委托美国高速公路交管局(NHTSA)负责具体执行该法案，NHTSA率先采取的措施是规定汽车必须配备胎压监测及警示装置。并要求在2005年前，美国新出厂的轻型汽车逐步引入胎压监测及警示装置，2005年后，所有的汽车都必须安装胎压监测及警示装置。
目前所用的汽车轮胎气压温度的监视系统都采用内置式的压力温度传感器与发射器，一般均安装在轿车的无内胎轮胎内，而大量的卡车都采用有内胎的轮胎，由于压力温度传感器与发射器无法象无内胎轮胎那样方便地安装，加上将压力温度传感器与发射器安装在内胎内部则必须改变内胎的生产工艺，而且内胎一旦报废则发射模块只能随之废弃无法继续使用，将大大增加车辆的使用成本。
发明内容
针对已有技术中存在的缺陷，本发明提供了一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，该系统采用发射模块安装固定在轮胎气门嘴上，并压下气门芯，使发射模块内的承压空腔与内胎内的充气空间形成一个整体，保证了对压力、温度的准确、可靠的测量。
装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，主要包括轮胎压力温度检测发射模块和接收报警模块，轮胎压力温度检测发射模块为每个车轮配备一个，安装在每个有内胎轮胎的气门嘴上，每个模块包括压力传感器、温度传感器、具备唤醒功能的微控制单元、具备抗干扰功能的发射单元和发射天线组成，接收报警模块至少每辆车装备一台，安装在驾驶室内或者车身上的任何合适的位置，接收报警模块包括接收处理电路、多种数字或网络接口、语音模块、微处理与声光显示报警装置组成，其特征在于所述轮胎压力温度检测发射模块被组装在一圆柱形的壳体内，壳体的一端设有与汽车轮胎气门嘴配套的内锣纹，依靠内螺纹旋入汽车轮胎上的气门嘴，拧紧后位于内螺纹底部的顶针将内胎气门嘴内的气门芯顶起，使内胎内的气体与压力温度检测发射模块的压力和温度传感器接触，与轮胎气门嘴的接口上设有防盗自锁螺母。压力、温度传感器及处理电路和CPU、射频电路集成在直径25毫米的印刷电路板上。压力和温度传感器的OUT脚与微控制单元的KBD3脚连接，微控制单元和发射单元集成模块的RST脚和压力和温度传感器的RSTB脚连接，微控制单元和发射单元集成模块的XTAL1、XTAL0脚与晶体相连接，构成锁相环的振荡器，发射单元的数字输出脚DATACLK给微控制单元提供参考时钟频率，微控制单元和发射单元集成模块的RFOUT脚与天线匹配网络相连，匹配网络由电感、电容构成，电阻R1一端与微控制单元和无线发射单元集成模块的REXT脚连接，另一端与地相连，控制无线发射单元输出功率的大小，电容C3、电阻R6并联，其中一端和微控制单元和发射单元集成模块的CFSK脚连接，另一端和地连接，微控制单元控制的PTB1、PTB2、PTB0、PTA7脚分别与发射单元的四个数字输入脚ENABLE、DATA、BAND、MODE连接。轮胎压力温度检测发射部分的微控制单元进入工作后执行以下的步骤a.开启电源复位系统，初始化发射机，进入停止模式；b.收到唤醒脉冲后取消中断，测量获取数据，增加Tx计数器的值；c.判断是否开中断，进入停止模式，还是关中断，分析和处理数据，发射数据后开中断，进入停止模式。
轮胎压力温度检测发射部分设有振动开关，在车辆时速超过10km/h时接通，在车辆静止时断开，每隔半小时发送一次轮胎状态信号。轮胎压力温度检测发射部分的电池单元采用多电池供电，小容量电池供给传感模块和控制模块，大容量电池提供给发射模块，两组电池并联，采取二极管预防反向电流，LC电路进行电源滤波，电池用过孔方法焊接。圆柱形壳体的另一端设有汽车轮胎充气的气门芯。
本实用新型的优点是压力温度监视系统可安装在各种充气轮胎的车辆上，安装的方便，互换性强，避免压力温度检测发射部分随轮胎损坏而报废。
图1本发明的系统结构示意图；图2本发明的压力和温度传感器与微控制单元的电路原理图；图3本发明的轮胎压力温度检测发射模块结构示意图；图4本发明的轮胎压力温度检测发射模块结构示意图；图5本发明的轮胎压力温度检测发射模块结构示意图；图6本发明的轮胎压力温度检测发射模块结构示意图；图7本发明的轮胎压力温度检测发射模块结构示意图；图8本发明的轮胎压力温度检测发射模块结构示意图；图9本发明的发射部分工作节能算法流程框图；1壳体、2接口、3汽车轮胎气门芯配套的内锣纹。
具体实施例方式
下面结合附图进一步说明
具体实施例方式参见图3、6、7、8装配在汽车轮胎气门嘴上的压力温度监视系统采用发射模块安装固定在轮胎气门嘴上，发射模块内的承压空腔与内胎内的充气空间形成一个整体，保证了对压力、温度的准确、可靠的测量，压力温度传感器U1与微控制单元及发射单元集成模块U2与发射天线被组装在一圆柱体的壳体1内，圆柱体的壳体1一端设有与汽车轮胎气门芯配套的内锣纹3，依靠内锣纹旋3入汽车轮胎上的汽门芯，与轮胎气门嘴的接口2上设有防盗自锁螺母，圆柱体的壳体1另一端可设置一个与汽车轮胎上一样的气门芯，使轮胎的充放气操作与安装发射模块前完全相同。
轮胎压力温度检测发射部分的压力和温度传感器U1的/OUT脚与微控制单元U2的KBD3相连，触发模块每隔数秒向微控制单元U2发出唤醒脉冲，而后由微控制单元U2决定是否去测量压力或温度，微控制单元和发射单元集成模块U2和压力温度传感器U1相连接，而压力和温度数据测量依赖于微控制单元和发射单元集成模块U2和压力温度传感器U1的控制线，时钟线CLK、数据线DATA以及输出线/OUT之间的协调工作，轮胎压力温度检测发射部分微控制单元U2启用后执行以下的步骤a.开启电源复位系统，初始化发射机，进入停止模式；b.收到唤醒脉冲后取消中断，测量获取数据，增加Tx计数器的值；c.判断是否开中断，进入停止模式，还是关中断，分析和处理数据，发射数据后开中断，进入停止模式。
参见图9。
微控制单元和发射单元集成模块U2的/RST和压力温度传感器U1的RSTB相连，使得系统每隔一段时间进行复位，以便系统出错时能够返回到正常状态；微控制单元和发射单元集成模块U2的引脚XTAL1、XTAL0与晶体相连，构成锁相环的振荡器，而发射单元的数字输出脚DATACLK给微控制器单元提供参考时钟，微控制单元发射单元集成模块U2的引脚RFOUT与天线匹配网络相连，匹配网络由电感、电容构成，匹配网络连接天线，实现最优的50Ω射频匹配网络，减少射频损耗，提高发射效率，R1一端与微控制单元发射单元集成模块U2的引脚REXT相连，另一端与地相连，控制无线发射单元输出功率的大小，电容C3、电阻R6并联，其中一端和微控制单元发射单元集成模块U2的引脚CFSK相连，另一端和地相连，决定了发射信号载频频偏的大小，微控制单元和无线发射单元集成模块中，微控制单元控制的引脚PTB1、PTB2、PTB0、PTA7引脚分别控制发射单元的四个数字输入引脚ENABLE、DATA、BAND、MODE，使得射频发射电路能够正常工作。参见图2。
为了延长发射机的寿命和提高发射机的效率，需要对电源进行有效管理，以避免电池能量过快地消耗掉。当车辆静止或小于10km/h的情况下，就没有必要进行连续测量数据和连续发射信号，即发射机工作在泊车模式，减少测量数据和发射信号的次数。当车辆运动时速大于10km/h的情况下，发射机工作在正常的行驶模式，正常测量数据和发射信号。系统采用一个振动开关，在车辆静止时，开关断开，仅仅在车辆时速超过10km/h时振动开关打开。在汽车停止状态下每隔半小时发送一次轮胎状态信号以节省电池能量。轮胎压力温度检测发射部分的电池单元采用多电池供电，小容量电池供给传感模块和控制模块，大容量电池提供给发射模块，两组电池并联，采取二极管预防反向电流，LC电路进行电源滤波，电池用过孔方法焊接。
接收机在通电以后，接收端的控制器首先初始化，然后配置接收机。检验接收机配置完成以后，准备好接收数据。当接收端等待数据的时候，接收端处于低耗能状态。在接收机捕捉到数据以后，重新进行校验和比较，验证以后，把接受到的轮胎数据与控制器存储中的轮胎数据进行比较，如果有吻合的数据，数据将被加工处理。在异常情况下，对应轮胎的指示灯会被点亮且不断闪烁，同时系统发出声音告警。此外，数据将会通过串口或者可扩展功能接口，把数据传输到外界的采集器和存储设备。
权利要求
1.一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，主要包括轮胎压力温度检测发射模块和接收报警模块，轮胎压力温度检测发射模块为每个车轮配备一个，安装在每个有内胎轮胎的气门嘴上，每个模块包括压力传感器、温度传感器、具备唤醒功能的微控制单元、具备抗干扰功能的发射单元和发射天线组成，接收报警模块至少每辆车装备一台，安装在驾驶室内或者车身上的任何合适的位置，接收报警模块包括接收处理电路、多种数字或网络接口、语音模块、微处理与声光显示报警装置组成，其特征在于所述的轮胎压力温度检测发射模块被组装在一圆柱形的壳体内，壳体的一端设有与汽车轮胎气门嘴配套的内锣纹，依靠内螺纹旋入汽车轮胎上的气门嘴，拧紧后位于内螺纹底部的顶针将内胎气门嘴内的气门芯顶起，使内胎内的气体与压力温度检测发射模块的压力和温度传感器接触，与轮胎气门嘴的接口上设有防盗自锁螺母。
2.根据权利要求1所述的一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，其特征在于所述压力、温度传感器及处理电路和CPU、射频电路集成在直径25毫米的印刷电路板上。
3.根据权利要求1所述的一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，其特征在于所述压力和温度传感器的OUT脚与微控制单元的KBD3脚连接，微控制单元和发射单元集成模块的RST脚和压力和温度传感器的RSTB脚连接，微控制单元和发射单元集成模块的XTAL1、XTAL0脚与晶体相连接，构成锁相环的振荡器，发射单元的数字输出脚DATACLK给微控制单元提供参考时钟频率，微控制单元和发射单元集成模块的RFOUT脚与天线匹配网络相连，匹配网络由电感、电容构成，电阻R1一端与微控制单元和无线发射单元集成模块的REXT脚连接，另一端与地相连，控制无线发射单元输出功率的大小，电容C3、电阻R6并联，其中一端和微控制单元和发射单元集成模块的CFSK脚连接，另一端和地连接，微控制单元控制的PTB1、PTB2、PTB0、PTA7脚分别与发射单元的四个数字输入脚ENABLE、DATA、BAND、MODE连接。
4.根据权利要求1所述的一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，其特征在于所述轮胎压力温度检测发射部分的微控制单元进入工作后执行以下的步骤a.开启电源复位系统，初始化发射机，进入停止模式；b.收到唤醒脉冲后取消中断，测量获取数据，增加Tx计数器的值；c.判断是否开中断，进入停止模式，还是关中断，分析和处理数据，发射数据后开中断，进入停止模式。
5.根据权利要求1所述的一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，其特征在于所述轮胎压力温度检测发射部分设有振动开关，在车辆时速超过10km/h时接通，在车辆静止时断开，每隔半小时发送一次轮胎状态信号。
6.根据权利要求1所述的一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，其特征在于所述轮胎压力温度检测发射部分的电池单元采用多电池供电，小容量电池供给传感模块和控制模块，大容量电池提供给发射模块，两组电池并联，采取二极管预防反向电流，LC电路进行电源滤波，电池用过孔方法焊接。
7.根据权利要求1所述的一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，其特征在于所述圆柱形壳体的另一端设有汽车轮胎充气的气门芯。
全文摘要
一种装配在有内胎的轮胎气门嘴上的压力温度监视系统，主要包括轮胎压力温度检测发射模块和接收报警模块。系统的特征在于所述的轮胎压力温度检测发射模块被组装在圆柱形的壳体内，依靠内螺纹旋入汽车轮胎上的气门嘴，与轮胎气门嘴的接口上设有防盗自锁螺母。本实用新型的优点是压力温度监视系统可安装在各种充气轮胎的车辆上，安装的方便，互换性强，避免压力温度检测发射部分随轮胎损坏而报废。
文档编号B60C23/00GK1865030SQ20051002603
公开日2006年11月22日 申请日期2005年5月20日 优先权日2005年5月20日
发明者刘胜, 石雄, 侯斌 申请人:上海飞恩微电子有限公司