一种新型汽车胎压监测系统的制作方法

本实用新型涉及汽车胎压监测技术领域，具体是一种新型汽车胎压监测系统。

背景技术：

随着中国经济的快速腾飞，汽车逐渐成为了每个家庭中必备的私人交通工具。汽车的发展给人民带来了方便、快捷和生活上的舒适。然而，在汽车产业高速发展的同时，交通安全事故发生率也在持续提高。其中，因为轮胎而导致的交通事故不在少数。在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。随着道路交通的迅速发展，特别是高等级公路里程的增加，因轮胎爆裂而导致的交通事故频繁发生。保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键，因此，需要一种胎压监测系统以提高汽车行驶的安全性。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服以上存在的技术问题，提供一种平滑升降镜架。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种新型汽车胎压监测系统，包括轮胎监测单元和车载接收单元；所述轮胎监测单元，用以完成轮胎压力、温度数据信息的收集、预处理以及无线发送给所述车载接收单元，置于轮胎内，包括胎压监测芯片、第一天线和电源，所述电源给所述胎压监测芯片提供工作电源，所述胎压监测芯片包含压力传感器和MCU，所述压力传感器采集压力、温度信号，所述MCU完成信息的处理，并通过射频发射端经所述第一天线将信息发送给所述车载接收单元；所述车载接收单元安装于车内，用以接收所述轮胎监测单元发送的数据，并进行分析处理，包括MCU处理器、电源电路、显示单元和报警单元，所述电源电路用以向所述 MCU处理器提供工作电源，所述显示单元和报警单元均与所述MCU处理器电性连接。

进一步地，所述胎压监测芯片的型号为飞思卡尔的FXTH87芯片。

进一步地，所述电源为纽扣电池。

进一步地，所述第一天线和第二天线为螺旋天线。

进一步地，所述MCU处理器为MKW01Z128芯片。

进一步地，所述报警单元为蜂鸣器。

进一步地，所述显示单元为OLED显示模块。

进一步地，所述电源电路包括大电流磁珠L1、大电流磁珠L2、二极管D1、 TVS管D2、LED发光二极管D4、共模滤波器T1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电阻R1和开关电源芯片U1；电源从+24V_BAT处进入，经过二极管D1后流入大电流磁珠L1，大电流磁珠L1、大电流磁珠L2 和电容C1配合对电源进行滤波，抑制电源输入中的高频干扰，所述TVS管D2 与电容C1并联后连接所述共模滤波器T1，所述共模滤波器T1与所述电容C1、电容C2并联后连接开关电源芯片U1,所述电容C4一端与所述共模滤波器T1 连接，另一端接地；所述电容C5和C6对所述开关电源芯片U1输出3.3V电源进行滤波，电阻R1和LED发光二极管D4指示当前是否有电。

进一步地，所述大电流磁珠L1和大电流磁珠L2的型号为HF70ACC201209。

进一步地，所述开关电源芯片U1为LM2576。

1、本实用新型与现有技术相比，通过实时监测车胎当前的压强及温度，极大地提高了汽车在行驶过程中的安全性，降低了因轮胎爆裂而导致的交通事故现象。

2、本实用新型电源电路采用了抗干扰电路设计，具有足够的电磁兼容性能，保证了车载接收单元能稳定和可靠运行。

附图说明

图1：本实用新型的电路结构框图。

图2：本实用新型电源电路的前部分原理图。

图3：本实用新型电源电路的后部分原理图。

具体实施方式

下面结合附图以及实施例对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，一种新型汽车胎压监测系统，包括轮胎监测单元和车载接收单元。所述轮胎监测单元轮胎压力温度监测模块主要完成轮胎压力、温度以及加速度等数据信息的收集、预处理以及无线发送等功能。

所述轮胎监测单元置于轮胎内，包括胎压监测芯片、第一天线和电源，所述电源给所述胎压监测芯片提供工作电源，所述胎压监测芯片包含压力传感器和MCU，所述压力传感器采集压力、温度信号，所述MCU完成信息的处理，并通过射频发射端经所述第一天线将信息发送给所述车载接收单元。

胎压监测芯片是轮胎压力温度监测模块的重要组成部分，其自身质量的好坏直接影响到轮胎压力温度监测模块的性能，如数据传输的稳定性、轮胎压力温度测量的准确性等。因此本实施例中胎压监测芯片采用飞思卡尔公司的 FXTH87芯片，FXTH87芯片的特点如下：

(1)飞思卡尔FXTH87芯片采用电容式传感器。虽然压阻式传感器能满足测量要求，但其存在湿度误差的问题。电容式传感器可适应多种恶劣环境，在极端温湿度下都能很好的完成测量工作。FXTH87测量误差小，精度高，功耗低。测量温度范围广，为-40℃到125℃。FXTH87压力测量范围100KPa 900KPa，满足轿车和轻型卡车市场。

(2)封装尺寸小，FXTH87芯片是集RF芯片、MCU和传感器为一体的专业级芯片。重达0.3克，整体大小为7mm×7mm×2.2mm，采用的封装方式为QFN，使得其支持最小的模块设计，适用于重量更轻空间更小的应用。

(3)具有S08内核，可实现中断和调试监测。512字节RAM，有基于LFO 低功耗唤醒定时器和的周期性复位功能，还具备专用状态机，用于降低功耗。自带315/434MHz射频发射器。包含低功耗唤醒频率为125kHz的LF接收器。还有六个多用途GPIO引脚(包括两个A/D输入)。

(4)芯片内固化了硬件函数，能够实现一些基本测量功能，包括初始化函数和压力温度测量函数等。在程序开发过程中用户可以调用库内资源。通过这一方式可以节约程序开发的时间。

所述轮胎监测单元置于轮胎内，因此体积尽量要小，所以电源采用纽扣电池设计，且电池为锂亚电池，锂亚电池具有如下特点：

(1)开路电压高：单体电池高达3.66V。工作电压为3.3-3.6V，输出平稳；

(2)容量为500mAh；

(3)工作温度范围广，为-40℃～125℃，能够适应各种环境温度下的工作；

(4)自放电率低。若放置存储，能够达到10-15年；

(5)安全性好、密封好、无泄漏问题；(6)比能量是各种锂电池中是最高的。

所述车载接收单元安装于车内，主要实现信息的无线接收、数据分析、声光报警等功能，具体为接收轮胎监测单元发送的数据信息，经过MCU处理器的分析、解码，将轮胎压力、温度信息显示出来，并且在轮胎出现异常的情况下，如胎压过高或过低、温度过高时报警。包括MCU处理器、电源电路、显示单元和蜂鸣器，所述电源电路用以向所述MCU处理器提供工作电源，所述显示单元和蜂鸣器均与所述MCU处理器电性连接。

其中，MCU处理器采用了飞思卡尔的MKW01Z128芯片，负责轮胎状态采集分析、温度压力显示和异常报警。MKW01Z128芯片是高度集成的射频收发芯片，与次1GHz(290-1020MHz)和2.4GHzRF收发器集成在一起，采用了超低功耗48 MHz ARMCortex-M0+32位的MCU，具有128KB的闪存和丰富的外设。整体尺寸为8×8mm，外围电路简单，开发出的产品体积很小。

天线可以发射和接收电磁波。因此在通信的过程中，天线是硬件设计必不可少的一环。轮胎监测单元与车载接收单元就是采用天线通信。天线对通信会产生很大影响。轮胎压力温度监测端在工作过程中，信号会被轮辋屏蔽。此外车体本身也会对信号产生影响。为了配合胎压监测模块，天线体积必须小。

一般比较常用的有单极天线、环状天线、螺旋天线。单极天线发射功率比较高，体积大不便于胎压监测系统使用。环形天线体积比较小，制作花费少。但其能耗大，与低功耗的设计思路相违背。螺旋天线体积小，制作容易。阻抗计算时，输入阻抗可看作纯电阻。螺旋天线的发射角度广，盲区少，具有增益高、方向性好、圆极化的特点，因此第一天线和第二天线采用螺旋天线。

应用到汽车上的显示器，必须能够适应各种不同环境。LCD屏虽然已经始应用与汽车上，但其显示效果收到温度影响较大。LCD的对比度和响应快慢也受温度的有很大影响。有机电激光显示(Organic Light-Emitting Diode， OLED)，具有自发光的特性。电流致使导电的有机材料发光。OLED的结构简单，不要背光源。受温度影响不大，响应快，能够适应高速工作。此外，OLED的显示效果给人的感觉更好。OLED产品对环境污染极低。

OLED在汽车上的应用有很突出的优点主要有：

(1)OLED采取的是有机材料主动发光。能够拥有170o的视角。

(2)OLED响应速度快，与LCD相比具有极大的优势。OLED响应时间仅仅只有5至30μs，远超LCD响应速度。

(3)OLED在零下40℃也可以工作。比如航天设备上用到的显示屏也是使用OLED。与LCD受温度影响较大相比，OLED自然具有不可比拟的优势。

(4)OLED功耗很低。也适用于制作成不同形式的显示器，例如曲面显示屏。

因此，本实施例中，显示单元采用OLED作为车载接收单元的显示屏。

另外，现有技术中，车载接收单元的供电模块(如电源模块)均未采用抗干扰设计，这样容易受到无线射频的干扰，使得供电不稳定，从而无法确保车载接收单元能稳定和可靠的运行。

作为优选地方案，本实施例中，车载接收单元的电源电路采用抗干扰设计，使得电源电路具有足够的电磁兼容性能，从而保证车载接收单元能稳定和可靠运行。

如图2-3所示，所述电源电路主要包括大电流磁珠L1、大电流磁珠L2、二极管D1、TVS管D2、LED发光二极管D4、共模滤波器T1、电容C1、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5、电容C6、电阻R1和开关电源芯片U1。

外部电源从+24V_BAT处进入，经过二极管D1后流入大电流磁珠L1，二极管D1主要防止电源的正负极被误接反，如果接反，车载接收单元会因为没有供电而不能正常工作，同时还可以有效抵挡负脉冲对电源电路的干扰。二极管D1采用ST半导体的STTH5R06B二极管，它的正向额定电流可达5A，反向击穿电压600V，可以满足防电源反接和抗负脉冲干扰的要求。

大电流磁珠L1、大电流磁珠L2和电容C1配合对电源进行滤波，抑制电源输入中的高频干扰，同时也抑制车载接收单元内部向外发射高频干扰。大电流磁珠L1、大电流磁珠L2采用片式磁珠HF70ACC201209，可以通过1.5A的电流, 电容C1选用1μF的钽电容。

所述TVS管D2与电容C1并联后连接所述共模滤波器T1。TVS管D2是脉冲干扰抑制器，它可以快速吸收超过额定电压的尖峰脉冲，瞬时通过电流很大。所述共模滤波器T1与所述电容C2、电容C3并联后连接开关电源芯片U1，这样确保将过滤后的电源通过开关电源芯片U1进行转换，转换为车载接收单元使用的+5V电源。开关电源芯片U1型号为LM2576的输入电压范围+7～+40V，符合国标GB/T 28046.2-2011对电源电压输入范围的要求。

共模滤波器T1采用ACM12V-701-2PL-TL，共模滤波器T1配合电容C1、电容C2和电容C3可以滤除电源输入中的共模噪声和谐波干扰。大容量电解电容 C2和小容量钽电容C3进一步滤除电源输入中的差模干扰，同时，大容量储能电容C2还要在负干扰脉冲出现时，继续提供车载接收单元工作所需要的电能。因此本实施例中，电容C2采用标称值为100mF/50V的电解电容。

所述电容C4一端与所述共模滤波器T1连接，另一端接地；所述电容C5和 C6对所述开关电源芯片U1输出3.3V电源进行滤波，电阻R1和LED发光二极管D4指示当前是否有电。

下面简要介绍下本实用新型的工作原理：

胎压监测芯片实时采集轮胎的的气压、温度，并通过其射频发射端经天线无线发送给车载接收单元。车载接收单元通过其天线无线接收后发送给MUC处理器，MCU处理器经过分析、解码后，将轮胎气压、温度发送给显示单元显示出来，并且会判断轮胎气压、温度是否有异常，如胎压是否过高或过低、温度是否过高，当判断有异常时，MCU处理器驱动蜂鸣器发出报警声，从而提醒驾驶员。

本实用新型的胎压监测芯片、第一天线、电源、MCU处理器、电源电路、显示单元和报警单元等均为本领域技术人员知悉的部件，其相互之间的连接方式和原理都为本领域技术人员通过技术手册得知，本实用新型要解决的是如何实时监轮胎的气压和温度，防止爆胎，从而避免事故发生的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型而并非限制本实用新型所描述的技术方案，因此，尽管本说明书参照上述的各个实施例对本实用新型已进行了详细的说明，但是，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换；而一切不脱离本实用新型的精神和范围的技术方案及其改进，其均应涵盖在本实用新型的权利要求范围中。