一种用于重型卡车的外置式TPMS传感器的制作方法

本申请涉及轮胎检测领域，特别涉及一种用于重型卡车的外置式tpms传感器。

背景技术：

1、胎压监测系统(tpms，tire pressure monitoring system)，是指安装在汽车轮胎上用于实时监测轮胎气压的辅助安全系统。通过在每个车轮上安装具有收发功能的高灵敏度的胎压感测装置，在行车或静止状态下，实时监测轮胎的压力、胎内温度等数据，并将监测数据发送到外部控制器，当轮胎出现漏气或者低气压时进行报警，以确保行车安全。

2、现有重型卡车tpms传感器在兼顾系统功耗和数据更新及时性的前提下，一般每隔5s-10s左右将采样到的胎温、胎压数据、电池电量数据、加速度数据以及报警数据等传输到接收端，通讯速率一般为曼彻斯特编码的20kbps以内，数据发射量为一包数据4帧以上，每帧数据相同(即对于接收端只要收到一帧数据就是有效数据)。现有技术采用的低速率的通讯方式，使得每帧数据发送的时间相对较长(例如：一帧10字节的数据，采用9.6kbps速率发送，需要8.3ms)，容易受到空气中其它无线信号的冲撞干扰，增加了同频干扰和撞帧的可能性，也增加了每帧数据传输的耗电量；通过提高发送数据帧数以确保传输稳定性的做法牺牲了电池功耗，降低了电池使用寿命，如果配置大电池，又会增加tpms传感器的体积。由于主流背景技术使用的最小电池也是1632尺寸及以上，在tpms传感器设计上，电池尺寸直接关系到传感器体积尺寸，由于传感器工作环境是在汽车轮胎上，它处于高速旋转运动的状态，较大的胎压传感器会增加轮胎的动力不平衡，大体积的传感器在安装时会与轮辋产生干涉，降低传感器与轮胎安排的匹配度。因此，在满足市场需求的前提下，目前的tpms传感器无法实现长寿命、小型化的需求。

3、此外，目前市面上常见的重型卡车tpms传感器以内置气门嘴式、内置绑带式、内置贴胎式以及外置气门帽式为主，其中内置式每次安装都需要扒胎，人工成本和时间成本都比较高，而外置气门帽式传感器，在充气时需要拆下传感器，充好后再安装回去，重复拆卸，橡胶圈会老化和变形，形成非常大的漏气风险，由于每次充气都需要拧开，长期如此密封性会下降，影响行车安全。

技术实现思路

1、本申请的目的在于通过降低系统功耗，满足tpms传感器长寿命的需求，采用螺旋天线和1225纽扣电池，实现tpms传感器的小型化。

2、本申请是通过以下技术措施来实现的：一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，所述tpms传感器包括螺旋天线和1225电池，安装于汽车轮胎外；通过提高tpms传感器的通讯速率，和/或降低采样周期，和/或降低发射数据帧数，和/或降低射频输出功率，从而降低系统功耗；和/或在相应的接收器天线输入端前置增加lna电路。本申请中，所述1225电池为直径12mm,厚度2.5mm的电池。

3、进一步地，所述tpms传感器的通讯速率为25kbps～150kbps。

4、进一步地，所述tpms传感器的采样周期为8～30秒。

5、进一步地，所述tpms传感器的发射数据帧数为1～3帧。

6、进一步地，所述tpms传感器的发射数据帧数为2帧。

7、进一步地，所述tpms传感器输出射频功率为5dbm。

8、进一步地，所述电池并联超级电容c3。

9、进一步地，所述tpms传感器发射端通过匹配网络与螺旋天线连接，匹配网络包括由电感l3和电感l1组成的e类放大器，和由电容c1、电容c2以及电感l2组成的阻抗匹配网络。

10、进一步地，所述螺旋天线直径与1225电池直径相适宜，螺旋天线的导线直径为0.5mm，导线材质为铜，导线环绕的匝数为2～5圈。

11、本申请中，螺旋天线直径是指螺旋天线沿周向的最大外径尺寸。

12、进一步地，所述tpms传感器的通讯速率为25kbps～150kbps，同时采样周期为8～30秒，同时发射数据帧数为1～3帧，同时输出射频功率为5dbm。

13、一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器包括螺旋天线和1225电池，安装于汽车轮胎外；通过提高tpms传感器的通讯速率，和/或降低采样周期，和/或降低发射数据帧数，和/或降低射频输出功率，从而降低系统功耗。

14、本申请的有益效果：

15、(1)通过提高tpms传感器的通讯速率，降低采样周期、发射数据帧数和/或射频输出功率降低系统功耗，满足tpms传感器长寿命的需求。

16、(2)电池尺寸决定传感器尺寸，采用1225尺寸电池，相对于传统tpms传感器来说，其直径减少约8mm左右，重量降低1/3以上，有效实现了tpms传感器的小型化。能够使安装方便，以及安装不干涉，并且传感器重量轻，可省略动平衡校准。

17、(3)本申请采用25kbps～150kbps的速率段，经过充分验证，在这个速率段上能够实现25米以上的数据稳定传输，满足重型卡车关于tpms传感器的应用需求。

18、(4)本申请采用螺旋天线+匹配网络+5dbm芯片输出功率，经过测试比较，相同条件前提下：螺旋天线辐射功率比tpms传感器常用pifa回路天线的辐射功率高出3～5db，是小型化tpms传感器的较佳选择。

19、(5)可选地通过在接收端增加lna电路，提升了接收端灵敏度，补偿了通讯速率提高导致的灵敏度下降问题。

技术特征：

1.一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器包括螺旋天线和1225电池，安装于汽车轮胎外；通过提高tpms传感器的通讯速率，和/或降低采样周期，和/或降低发射数据帧数，和/或降低射频输出功率，从而降低系统功耗；和/或在相应的接收器天线输入端前置增加lna电路。

2.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器的通讯速率为25kbps～150kbps。

3.根据权利要求1或2所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器的采样周期为8～30秒。

4.根据权利要求3所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器的发射数据帧数为1～3帧。

5.根据权利要求4所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器的发射数据帧数为2帧。

6.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器输出射频功率为5dbm。

7.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述电池并联超级电容c3。

8.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器发射端通过匹配网络与螺旋天线连接，匹配网络包括由电感l3和电感l1组成的e类放大器，和由电容c1、电容c2以及电感l2组成的阻抗匹配网络。

9.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述螺旋天线直径与1225电池直径相适宜，螺旋天线的导线直径为0.5mm，导线材质为铜，导线环绕的匝数为2～5圈。

10.根据权利要求1所述的一种用于重型卡车的外置式tpms传感器，其特征在于，所述tpms传感器的通讯速率为25kbps～150kbps，同时采样周期为8～30秒，同时发射数据帧数为1～3帧，同时输出射频功率为5dbm。

技术总结
本申请公开了一种用于重型卡车的外置式TPMS传感器，所述TPMS传感器包括螺旋天线和1225电池，安装于汽车轮胎外；通过提高TPMS传感器的通讯速率，和/或降低采样周期，和/或降低发射数据帧数，和/或降低射频输出功率，从而降低系统功耗；和/或在相应的接收器天线输入端前置增加LNA电路。本申请通过降低系统功耗，满足TPMS传感器长寿命的需求；采用螺旋天线，配置匹配网络，采用5dBm芯片输出功率，实现TPMS传感器的小型化；采用的1225尺寸电池，相对于传统TPMS传感器来说，其直径减少约8mm左右，重量降低1/3以上，进一步实现了TPMS传感器的小型化。

技术研发人员：张健儿,胡泽南,季增超,余明光,张川,汤政
受保护的技术使用者：万通智控科技股份有限公司
技术研发日：20230621
技术公布日：2024/1/15