一种轮胎胎压自动检测和充放气系统及其检测充放气方法与流程

本发明属于轮胎充放气技术领域，涉及一种轮胎胎压自动检测和充放气系统及其检测充放气方法。

背景技术：

据统计，中国每年因汽车轮胎引发的交通事故占总体事故的46.8％，而在高速公路上，这一比例更高达60％；美国每年有2.6万起交通事故与汽车轮胎有关。这些因轮胎引发的交通事故绝大部分是因为轮胎胎压造成的，当胎压低于标准值的25％时，爆胎几率增加3倍；高于标准值的25％时，爆胎几率增加1倍，如何及时有效的检测汽车轮胎胎压，并及时地将轮胎胎压校正的标准值，以保障车辆和人员的生命安全成为亟需解决的问题。

目前在各行各业智能系统已经得到了广泛的应用，在轮胎胎压检测和充放气领域如果也能利用智能系统技术，将大大提高本行业的技术水平。例如，申请号为CN201410714292.5的发明专利公开了一种具有检测功能的自动轮胎充气机及其检测控制方法，一种具有检测功能的自动轮胎充气机，包括：若干个充放气机构，所述充放气机构包括充气嘴以及气泵，所述充气嘴通过充气管道连接气泵，所述充气管道上设置有充气电磁阀，所述充气嘴与充气电磁阀之间的管道上还连接有放气管道，所述放气管道设置有放气电磁阀，所述充气嘴与充气电磁阀之间还设置有用于检测轮胎气压的压力传感器；控制器，所述控制器与压力传感器、充气电磁阀、放气电磁阀相连，用于处理分析压力传感器的检测数值以及检测报错；蜂鸣器，所述蜂鸣器与控制器相连；LCD，所述LCD与控制器相连，用于显示工作状态。

一种自动轮胎充气机的检测控制方法，包括以下步骤：

A.向充气机输入一个目标压力值；

B.将充气嘴与汽车真空轮胎连接，压力传感器检测轮胎内的压力；

C.控制器根据压力传感器传输的压力值，进行对比、计算，控制充气电磁阀和放气电磁阀，判断进行充气或者放气操作；

D.对轮胎充气或者放气2秒后，压力传感器再次检测轮胎内压力，控制器根据压力传感器传输的压力值，进行对比、计算，计算出需要充入或者放出的气体量，及充气或者放气的时间；

E.根据计算出的充气或者放气的时间，对轮胎充气或者放气；

F.压力传感器再次检测轮胎内压力，控制器再判断是否需要充气或者放气，直至所检测到的轮胎内压力与目标压力值的差值少于误差值。

该专利公开的技术在一定程度上提高了胎压检测的效率和精度，实现了自动根据检测的胎压进行充放气的操作。但是，对于胎压的标准值是人为输入的，相对于不同轮胎的设计值存在着一定的误差；充放气的过程进行了多次检测、计算，从而造成系统计算量大，内存占用量过多；对于充气的种类没有选择。

技术实现要素：

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种轮胎胎压自动检测和充放气系统及其检测充放气方法。

一种轮胎胎压自动检测和充放气系统，所述系统设置于轮胎胎压检测区内，包括，主控单元、检测单元、输出单元和充放气单元；

所述检测单元包括：传感器、信号转换装置和影像信号采集装置，

所述传感器，在地面均匀设置一个以上，用于感知轮胎压力并且产生形变信号；

所述信号转换装置，接收所述传感器的所述形变信号，并且转换为数字信号和模拟信号；

所述影像信号采集装置，用于采集车辆的品牌、类型和型号的图像信息；

所述主控单元包括：可编程控制器、工控机、工控机显示屏和输入装置，

所述可编程控制器，接收所述信号转换装置的形变信号，并且进行计算；

所述输入装置，向所述可编程控制器输入预设信息；

所述工控机，接收所述信号转换装置的形变信号，并且进行计算；接收所述影像信号采集装置采集的所述图像信息；接收所述可编程控制器的计算结果，并且与所述工控机的计算结果一起进行汇总，并且向所述可编程控制器反馈信号；

所述工控机显示屏，与所述工控机连接，通过所述工控机的软件界面显示所述检测单元的检测数据和所述工控机计算结果数据，在胎压异常时弹出报警界面，并可通过软件界面选择，实现自动化操作和人员操作；

所述输出单元：接收所述工控机报警信号，包括将报警信号以文字和图形方式显示的显示装置和以语音信息输出的语音输出装置；

所述充放气单元包括：充放气路、压力传感器和制氮装置，

所述充放气路，接收所述可编程控制器传输的充放气指令信号；

所述压力传感器，在充放气过程中检测胎压，并且将胎压信息传输给所述可编程控制器；

所述制氮装置，接收所述可编程控制器制取氮气指令信号，与所述充放气路通过管路连接，制取氮气，并且经过所述管路将氮气输送给所述充放气路，给轮胎充氮气。

进一步的，所述影像信号采集装置为摄像机。

进一步的，所述输入装置为触摸屏。

进一步的，所述输出单元还包括打印设备。

进一步的，所述系统与因特网连接。

进一步的，一种轮胎胎压自动检测和充放气方法，包括：

步骤一、检测胎压：

①所述传感器检测轮胎胎压，产生形变，将形变信号传输给所述信号转换装置；

②所述信号转换装置接收所述传感器的形变信号，并且转换成数字信号和模拟信号，传输给所述可编程控制器和所述工控机；

③影像信号采集装置采集车辆的品牌、类型和型号图像信息，传输给所述工控机；

步骤二、信号处理：

①所述可编程控制器和所述工控机对接收到的所述转换的形变信号进行计算和汇总，得到轮胎胎压的实际技术参数情况；

②所述工控机根据接收到的所述车辆的品牌、类型和型号图像信息，与数据库技术参数数据比较，确定轮胎型号、胎压压力等信息；

③所述工控机将所述实际技术参数与确定的所述数据库的数据比较，确定胎压是否正常；

步骤三、如果确定信号异常，输出信息：

①所述工控机将异常信息传送给所述显示装置，以文字和图像的形式告知用户；

②所述工控机将异常信息传送给所述语音输出装置，以语音的形式告知用户；

③所述工控机向所述可编程控制器传送充放气工作信息和胎压标准数据信息；

步骤四、充放气：

①判断胎压是否过低；

②如果胎压过高，所述可编程控制器向所述充放气路传送放气指令信号，所述充放气路放气；

③如果胎压过低，输入气体种类，如果是氮气，所述可编程控制器向充放气路传送充气指令信号；

④如果是空气，所述可编程控制器向充放气路传送放气指令信号；

⑤所述压力传感器检测胎压，并将胎压值传送给所述可编程控制器，所述可编程控制器经过计算确认放气完毕后，向所述充放气路传送停止放气指令信号；

⑥所述可编程控制器向所述制氮装置传送制氮指令信号；

⑦所述制氮装置制取氮气；

⑧所述可编程控制器向所述充放气路传送充气指令信号；

⑨通过所述压力传感器检测胎压，并将胎压值传送给所述可编程控制器，达到标准值时，可编程控制器向所述充放气路传送停止充放气指令信号。

进一步的，所述步骤二的第①步中，由所述可编程控制器和所述工控机按照系统预设分别对接收的所述转换的形变信号进行并行计算。

进一步的，所述步骤二的第①步中，由所述可编程控制器对接收的所述转换的形变信号进行单独计算。

进一步的，所述步骤二的第①步中，由所述工控机对接收的所述转换的形变信号进行单独计算。

进一步的，所述步骤四的第⑦步中的所述制氮装置采用空气分离法制取氮气。

本发明的有益效果为：采用全数字控制，预警、控制图像直观显示，操作简单、人员投入少、效率高，维护少，具体讲包括以下优点：

1、所述系统的充放气装置气源采用氮气作为气源，通过空气分离法制取氮气，成本低，充装氮气的轮胎具有稳定的胎压，爆胎率低，无自燃，轮胎寿命长的特点。

2、所述系统集工业计算机技术、检测技术、制氮气技术和自动化技术为一体高新技术产品，具有控制程序化、智能化、扩展化和网络化的特点。

3、所述系统具备自动检测、自动告知、自动充放气作业和自动计算、统计、存储、上传功能，是非常全面的车胎安全保障系统。

4、所述系统控制原件采用进口PLC和工业计算机，性能可靠，控制性能优良，控制功能可扩展，通过内部程序可以满足不同现场条件、不同用户要求。

5、所述系统产品元件均采用工业级元件，抗干扰能力强，能够确保检测安全可靠无误差。

6、所述系统具有强大的数据库，包含有各类车辆参数，通过网络支持可形成全国数据管理平台。

附图说明

图1为所述系统的结构示意图。

图2为所述方法的流程图。

图中：1-主控单元，11-可编程控制器，12-工控机，13-输入装置，14-工控机显示屏；2-监测单元，21-传感器，22-信号转换装置，23-影像信号采集装置；3-输出单元，31-显示装置，32-语音输出装置；4-充放气单元，41-制氮装置，42-压力传感器，43-充放气路。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，对本发明作进一步的说明。

实施例一

如图1所示，所述系统设置于轮胎胎压检测区内，包括，主控单元1、检测单元2、输出单元3和充放气单元4；

所述检测单元2包括：传感器21、信号转换装置22和影像信号采集装置23，

所述传感器21，在地面均匀设置一个以上，用于感知轮胎压力并且产生形变信号；

所述信号转换装置22，接收所述传感器21的所述形变信号，并且转换为数字信号和模拟信号；

所述影像信号采集装置23，用于采集车辆的品牌、类型和型号的图像信息；

所述主控单元1包括：可编程控制器11、工控机12、工控机显示屏14和输入装置13，

所述可编程控制器11，接收所述信号转换装置22的形变信号，并且进行计算；

所述输入装置13，向所述可编程控制器11输入预设信息；

所述工控机12，接收所述信号转换装置22的形变信号，并且进行计算；接收所述影像信号采集装置23采集的所述图像信息；接收所述可编程控制器11的计算结果，并且与所述工控机12的计算结果一起进行汇总，并且向所述可编程控制器11反馈信号；

所述工控机显示屏14，与所述工控机11连接，通过所述工控机11的软件界面显示所述检测单元的检测数据和所述工控机计算结果数据，在胎压异常时弹出报警界面，并可通过软件界面选择，实现自动化操作和人员操作；

所述输出单元3：接收所述工控机12报警信号，包括将报警信号以文字和图形方式显示的显示装置31和以语音信息输出的语音输出装置32；

所述充放气单元4包括：充放气路43、压力传感器42和制氮装置41，

所述充放气路43，接收所述可编程控制器11传输的充放气指令信号；

所述压力传感器42，在充放气过程中检测胎压，并且将胎压信息传输给所述可编程控制器11；

所述制氮装置41，接收所述可编程控制器11制取氮气指令信号，与所述充放气路43通过管路连接，制取氮气，并且经过所述管路将氮气输送给所述充放气路43，给轮胎充氮气。

进一步的，所述影像信号采集装置23为摄像机。

进一步的，所述输入装置13为触摸屏。

进一步的，所述输出单元3还包括打印设备。

进一步的，所述系统与因特网连接。

如图2所示，所述方法包括：

步骤一、检测胎压：

①所述传感器21检测轮胎胎压，产生形变，将形变信号传输给所述信号转换装置22；

②所述信号转换装置22接收所述传感器21的形变信号，并且转换成数字信号和模拟信号，传输给所述可编程控制器11和所述工控机12；

③影像信号采集装置23采集车辆的品牌、类型和型号图像信息，传输给所述工控机12；

步骤二、信号处理：

①所述可编程控制器11和所述工控机12对接收到的所述转换的形变信号进行计算和汇总，得到轮胎胎压的实际技术参数情况；

②所述工控机12根据接收到的所述车辆的品牌、类型和型号图像信息，与数据库技术参数数据比较，确定轮胎型号、胎压压力等信息；

③所述工控机12将所述实际技术参数与确定的所述数据库的数据比较，确定胎压是否正常；

步骤三、如果确定信号异常，输出信息：

①所述工控机12将异常信息传送给所述显示装置31，以文字和图像的形式告知用户；

②所述工控机12将异常信息传送给所述语音输出装置32，以语音的形式告知用户；

③所述工控机12向所述可编程控制器11传送充放气工作信息和胎压标准数据信息；

步骤四、充放气：

①判断胎压是否过低；

②如果胎压过高，所述可编程控制器11向所述充放气路43传送放气指令信号，所述充放气路43放气；

③如果胎压过低，输入气体种类，如果是氮气，所述可编程控制器11向所述充放气路43传送充气指令信号；

④如果是空气，所述可编程控制器11向所述充放气路43传送放气指令信号；

⑤所述压力传感器42检测胎压，并将胎压值传送给所述可编程控制器11，所述可编程控制器11经过计算确认放气完毕后，向所述充放气路43传送停止放气指令信号；

⑥所述可编程控制器11向所述制氮装置41传送制氮指令信号；

⑦所述制氮装置41制取氮气；

⑧所述可编程控制器11向所述充放气路43传送充气指令信号；

⑨通过所述压力传感器42检测胎压，并将胎压值传送给所述可编程控制器11，达到标准值时，所述可编程控制器11向充放气路43传送停止充放气指令信号。

进一步的，所述步骤二的第①步中，由所述可编程控制器11和所述工控机12按照系统预设分别对接收的所述转换的形变信号进行并行计算。

进一步的，所述步骤二的第①步中，由所述可编程控制器11对接收的所述转换的形变信号进行单独计算。

进一步的，所述步骤二的第①步中，由所述工控机12对接收的所述转换的形变信号进行单独计算。

进一步的，所述步骤四的第⑦步中的所述制氮装置41采用空气分离法制取氮气。

本发明并不限于上述实施方式，在不背离本发明实质内容的情况下，本领域技术人员可以想到的任何变形、改进、替换均落入本发明的保护范围。