专利名称：汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及轮胎内置式汽车安全预警系统动态能耗统计技术领域，具体涉及一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计装置。
背景技术：
汽车轮胎内置式行驶安全预警系统通过非接触动态监测方法对诸如制动性能、高 速行驶的轮胎温度和压力等安全性能进行实时监测，用以提供安全行车预警。预警系统通 常由传感模块、中央微处理模块、无线发射模块和供电电压变换模块等部分组成，实际使用 时内置于轮胎的轮毂凹槽位置，且只能够靠轮胎内置电池供电，系统的能耗决定了内置电 池的使用寿命，是必须认真对待的严峻问题。为此需要首先获取预警系统的能耗实验数据， 用作预警系统的统筹设计依据，这就需要一种能伴随汽车轮胎内置安全预警系统一同运转 的监测装置，以对能耗进行一定时限的伺服测量和统计。目前，本领域尚无这一类的装置出 现。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述现有技术中存在的不足之处，提供一种汽车轮胎 内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计装置。该装置建立了一个测量平台，在车轮运转状态下对汽车轮胎内置行驶安全预警系 统的动态电流进行伺服统计，以获取电流和时间的关系数据，作为预警系统设计的能耗估 算依据。本发明的目的通过下述技术方案实现所述一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统 的动态电流伺服统计装置，包括内置有行驶安全预警系统的轮胎及转动机构、总体支承板、 直角型支承板和电路控制板共同构成；所述轮胎安装在转动机构上，所述总体支承板与轮 胎固定连接，并垂直设置有直角型支承板，所述电路控制板和行驶安全预警系统电路板固 定安装在直角型支承板的一个支承面上，该支承面置于与轮毂凹槽周线相切的对应位置， 并相互电气连接。为了更好地实现本发明，所述总体支承板上还设置有内置式电池组件，所述内置 式电池组件通过供电电源线与电路控制板相电气连接；所述总体支承板上还设置有平衡配 重体；所述电路控制板上设置有一组3位红色LED数码管和一组2位红色LED数码管；所述 电路控制板上的电路包括动态电流伺服统计电路、直流升压电路、中央微处理器电路、LED 数码管译码驱动电路、电流伺服统计显示电路、连续时间统计显示电路共同电气连接构成， 所述动态电流伺服统计电路、直流升压电路分别通过电源供电线外接内置式电池组件，所 述直流升压电路通过电源输出线分别与中央微处理器电路、LED数码管译码驱动电路的电 源输入端相电气连接，所述中央微处理器电路通过动态电流伺服统计电路信号线、LED数码 管译码驱动电路信号线分别与动态电流伺服统计电路、LED数码管译码驱动电路相电气连 接，所述LED数码管译码驱动电路通过电流伺服统计显示电路信号线、连续时间统计显示电路信号线分别与电流伺服统计显示电路、连续时间统计显示电路相电气连接，所述动态 电流伺服统计电路通过供电输出电源线与行驶安全预警系统电路板相电气连接。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果1、本发明提供了一种汽车轮胎内置式行驶安全预警系统的动态电流伺服统计平 台，填补了现有技术中的技术空白。2、本发明能在汽车轮胎转动的过程中对汽车轮胎内置式行驶安全预警系统的电 流消耗和时间数据进行伺服统计，并直观显示。3、本发明所统计的汽车轮胎内置式行驶安全预警系统的电流与时间的关系数据， 能够为该系统的低功耗统筹设计提供依据。4、本发明操作方式简便，数据自动伺服统计，显示简明。
图1是本发明的结构示意图。(1、轮胎及转动机构2、总体支承板3、直角型支承板4、电路控制板5、显示连续时 间统计的LED数码管6、显示电流伺服统计的LED数码管7、安全预警系统电路板8、供电输 出电源线9、供电电源线10、3. 7V内置式电池组件11、紧固件12、平衡配重体)。图2是本发明中电路控制板的电路方框图。图3是本发明中电路控制板的电路原理图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。但本发明的实施方式不限于此。实施例1如图1所示，本发明所述一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统 计装置，包括轮胎及转动机构1、总体支承板2、直角型支承板3、电路控制板4以及待测的行 驶安全预警系统电路板7，轮胎安装在相应的转动机构上，总体支承板2固定在轮胎的轮毂 上，直角型支承板3固定安装在总体支承板2上，其中在与总体支承板2垂直且与轮毂凹槽 对应位置相切的一个支承面上固定安装有电路控制板4和行驶安全预警系统电路板7，电 路控制板4上安装有显示用的两个一组的LED数码管5和三个一组的LED数码管6，3. 7V 内置式电池组件10通过紧固件11安装在总体支承板2的中部位置，并通过电池供电电源 线9与电路控制板4相连接，电路控制板4还通过供电输出电源线8与行驶安全预警系统 电路板7相连接，平衡配重体12安装在总体支承板2的下部位置，使整个装置达到重量的 对称平衡。如图2所示，本发明所述的电路控制板上的电路包括动态电流伺服统计电路13、 中央微处理器电路14、5V直流升压电路15、LED数码管译码驱动电路16、电流伺服统计显 示电路17、连续时间统计显示电路18共同电气连接构成，其相互连接关系为动态电流伺 服统计电路13、5V直流升压电路15分别通过电源供电线把各自的电源输入端与外部3. 7V 内置式电池组件10相电气连接，5V直流升压电路15通过电源输出线分别与中央微处理器 电路14、LED数码管译码驱动电路16的电源输入端相电气连接，中央微处理器电路14通过 动态电流伺服统计电路信号线、LED数码管译码驱动电路信号线分别与动态电流伺服统计电路13、LED数码管译码驱动电路16相电气连接，LED数码管译码驱动电路16通过电流伺 服统计显示电路信号线、连续时间统计显示电路信号线分别与电流伺服统计显示电路17、 连续时间统计显示电路18相电气连接，动态电流伺服统计电路13还通过供电输出电源线 与行驶安全预警系统电路板的电源输入端相电气连接。 本发明的工作过程为3. 7V内置式电池组件10 —方面独立用作待测的行驶安全 预警系统电路板7的工作电源，但首先通过电池供电电源线9与动态电流伺服统计电路13 的电源输入端连接，然后再从动态电流伺服统计电路13的电源输出端，通过供电输出电源 线8连接到行驶安全预警系统电路板7的电源输入端，从而实现对供电电流的伺服采样和 统计；3. 7V内置式电池组件10同时也通过电池供电电源线9与5V直流升压电路15的供电 电源输入端相连接，经升压后输出5V电压供作整个电路控制板的工作电源；轮胎静止时， 行驶安全预警系统电路板7处于待机状态，电流消耗减少，轮胎运转期间，行驶安全预警系 统电路板7处于工作状态，电流消耗增加，电流流经动态电流伺服统计电路13时，电流的变 化便被自动记录并进行累加统计；中央微处理器电路14利用内部自带的定时器功能模块 进行定时操作，每1秒产生一次定时溢出中断，当中央微处理器电路14处理定时溢出中断 时，向动态电流伺服统计电路13发送指令信号，读取当前动态电流伺服统计值和连续时间 统计值；电流统计值通过LED数码管译码驱动电路16译码后送至电流伺服统计显示电路 17，通过动态扫描方式显示以毫安为单位的3位电流统计值，同样地也通过连续时间统计 显示电路18显示以分钟为单位的2位连续统计时间，测试过程中，可以通过对汽车轮胎进 行加速、勻速、制动和静止等实际状态操作，直接观察LED数码管显示的电流统计值和连续 时间统计值，以获取待测的行驶安全预警系统电路板能耗关系数据。
如图3所示，在本发明的电路控制板的电路中，3. 7V内置式电池组件通过电池供 电电源线从接头Jl接入电路控制板，再从接头J2通过供电输出电源线接至待测的行驶安 全预警系统电路板；动态电流伺服统计电路由集成件U1、电容Cl、接头J2共同电气连接构 成；5V直流升压电路由集成件U2、电容C2、电感Ll共同电气连接构成；中央微处理器电路 由集成件U3、电阻R1、电容C3 C5、晶体振荡器CY、手动按键Sl共同电气连接构成；LED数 码管译码驱动电路由集成件U4、U5、电阻R2 R8共同电气连接构成；电流伺服统计显示电 路由共阴极LED数码管LEDl LED3共同电气连接构成；连续时间统计显示电路由共阴极 LED数码管LED4、LED5共同电气连接构成。 本发明的电路工作原理是一方面3. 7V内置式电池组件正极提供的电流从动态 电流伺服统计集成件Ul的RS+端流入，由RS-端流出经接口 J2送至待测的预警系统电路 板的电源输入端，Ul内部的电流采样模块对RS+、RS-之间流过的电流进行采样，获取当前 电流值并进行累加统计；另一方面3. 7V内置式电池组件的正极同时连接5V直流升压器U2 的BATT端，经过U2和电感Ll的升压作用，在OUT端提供5V的直流输出电压，供作电路板 的工作电源；中央微处理器U3启动内部的定时器，每1秒钟 产生一次定时器溢出中断并进 入定时器溢出中断服务程序；中断服务程序中U3通过端口 PC4、PC5分别控制动态电流伺 服统计集成件Ul的SDA、SCL端口，读取Ul的电流伺服统计数据并存入U3内部的电流统计 值缓冲寄存器；每一次进入定时器溢出中断服务程序，中央微处理器U3在内部的中断溢出 次数寄存器加1并进行判定，若该寄存器的计数值达到60，则表明时间已过1分钟，连续时 间统计缓冲寄存器加1并清空中断溢出次数寄存器；从定时器溢出中断服务程序返回后，中央微处理器U3执行LED数码管动态扫描显示程序，具体是U3首先从电流统计值缓冲寄存器中取出数据，把“百位”的数据转换为4位二进制数并由高到低分别送入PB3 PBO端 口，控制PB4端口产生一个锁存脉冲，则B⑶码7段译码驱动器U4输出相应的显示字型；接 着U3在PC2 PCO端口输出3位二进制数“000”，选通3- 8线译码器U5的YO位，使该 位输出低电平，从而使LEDl导通显示；延时IOms后，U3根据同样的方法把电流统计值“十 位”的数据送入U4锁存，在PC2 PCO端口输出二进制数“001 ”，选通TO的Yl位，使LED2 导通显示而LEDl截止熄灭；延时IOms后，U3把电流伺服统计值的“个位”数据送入U4锁 存，在PC2 PCO端口输出二进制数“ 010”，选通U5的Y2位，使LED3导通显示而LED2截止 熄灭，并延时IOms ；经过上述步骤，电流伺服统计值显示电路完成了一次电流伺服统计值 的动态扫描更新显示；中央微控制器U3随后更新连续时间统计显示电路，与更新电流伺服 统计值显示电路的方法类似，U3从连续时间统计缓冲寄存器中取出数据，将“十位”的数据 送B⑶码7段译码器U4锁存，在PC2 PCO端口输出数据“ 011 ”，选通U5的Y3位，使LED4 导通显示而LED3截止熄灭；延时IOms后，U3把电流统计时间“个位”的数据送入U4锁存， 在PC2 PCO端口输出数据“ 100”，选通U5的Y4位，使LED5导通显示而LED4截止熄灭，并 延时IOms ；经过上述步骤，连续时间统计显示电路完成了一次连续时间统计的动态扫描更 新显示；中央微处理器U3重复执行上述两个步骤，实现电流伺服统计值和连续时间统计的 动态扫描显示；另外，电容C1、C2供集成件U1、U2作为去耦合以消除电压波动，晶体振荡器 CY、电容C4、C5提供中央微处理器U3的工作时序基准，电容C3、电阻Rl和手动按键Sl为 中央微处理器U3提供上电复位和手动复位，电阻R2 R8为LED数码管LEDl LED5提供 限流保护。发明人经过研究试验，认为实现本发明的优选方式可以为(1)按图1所示，轮 胎及转动机构1由实际汽车轮胎和相应功率的交流马达担任，并安装到可靠的金属支架 上；可选用木板加工成380 X 250mm的总体支承板2 ；直角型支承板3采用厚2mm、垂直固 定面150X60mm、水平支承面150X 120mm的铝板制作；待测的预警系统电路板10的大小 约为66X 38mm ；⑵如图2和3所示，制作100X60mm的电路控制板，并筛选元器件后进行 安装连接，例如，3. 7V内置式电池组件采用锂聚合物型，动态电流伺服统计集成件Ul可选 用DS2741型，5V直流升压集成件U2可选用MAX1724型，中央微控制器集成件U3可选用 ATmega8L型，BCD码7段译码器U4可选用CD4511型，3-8线译码器U5可选用74HC138型， 晶体振荡器CY可选用8MHz型，Sl可选用小型按键开关，LEDl LED5可选用1/4英寸红 色超高亮共阴极LED数码管；可按图2和3所示以及所属连接关系进行电路控制板安装连 接，并与相关部件进行电气连接，进行简单加电调试，就能用于汽车轮胎内置式行驶安全预 警系统的动态电流伺服测量和统计。如上所述，即可较好地实施本发明。上述具体实施方式
为本发明的优选实施例，并不能对本发明的权利要求进行限 定，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均 应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计装置，其特征是，包括内置有行驶安全预警系统的轮胎及转动机构、总体支承板、直角型支承板和电路控制板共同构成；所述轮胎安装在转动机构上，所述总体支承板与轮胎固定连接，并垂直设置有直角型支承板，所述电路控制板和行驶安全预警系统电路板固定安装在直角型支承板的一个支承面上，该支承面置于与轮毂凹槽周线相切的对应位置，并相互电气连接。
2.根据权利要求1所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述总体支承板上还设置有内置式电池组件，所述内置式电池组件通过供 电电源线与电路控制板相电气连接。
3.根据权利要求2所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述电路控制板上的电路包括动态电流伺服统计电路、直流升压电路、中 央微处理器电路、LED数码管译码驱动电路、电流伺服统计显示电路、连续时间统计显示电 路共同电气连接构成；所述动态电流伺服统计电路、直流升压电路分别通过电源供电线外 接内置式电池组件，所述直流升压电路通过电源输出线分别与中央微处理器电路、LED数 码管译码驱动电路的电源输入端相电气连接，所述中央微处理器电路通过动态电流伺服统 计电路信号线、LED数码管译码驱动电路信号线分别与动态电流伺服统计电路、LED数码管 译码驱动电路相电气连接，所述LED数码管译码驱动电路通过电流伺服统计显示电路信号 线、连续时间统计显示电路信号线分别与电流伺服统计显示电路、连续时间统计显示电路 相电气连接，所述动态电流伺服统计电路通过供电输出电源线与行驶安全预警系统电路板 相电气连接。
4.根据权利要求3所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述动态电流伺服统计电路由集成件U1、电容Cl、接头J2共同电气连接构 成。
5.根据权利要求3所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述直流升压电路由集成件U2、电容C2、电感Ll共同电气连接构成。
6.根据权利要求3所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述中央微处理器电路由集成件U3、电阻R1、电容C3 C5、晶体振荡器 CY、手动按键Sl共同电气连接构成。
7.根据权利要求3所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述LED数码管译码驱动电路由集成件U4、U5、电阻R2 R8共同电气连 接构成。
8.根据权利要求3所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述电流伺服统计显示电路由共阴极LED数码管LEDl LED3共同电气连 接构成。
9.根据权利要求3所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述连续时间统计显示电路由共阴极LED数码管LED4、LED5共同电气连接 构成。
10.根据权利要求1所述的一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计 装置，其特征是，所述总体支承板上还设置有平衡配重体；所述电路控制板上设置有一组3 位红色LED数码管和一组2位红色LED数码管。
全文摘要
本发明公开了一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计装置，包括内置有行驶安全预警系统的轮胎及转动机构、总体支承板和电路控制板共同构成，轮胎安装在转动机构上，总体支承板与轮胎固定连接，其上设置有直角型支承板，电路控制板和待测的汽车轮胎内置行驶安全预警系统电路板固定在直角型支承板上。本发明提供了一种汽车轮胎内置行驶安全预警系统的动态电流伺服统计平台，能在汽车轮胎运转过程中对汽车轮胎内置行驶安全预警系统的电流消耗和时间进行伺服统计并直观显示，所统计的电流与时间的关系数据，能够为预警系统的低功耗统筹设计提供依据。
文档编号B60C23/00GK101863198SQ201010174249
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月10日 优先权日2010年5月10日
发明者杜明辉, 林上港, 林土胜 申请人:华南理工大学