基于轮胎温压监测系统的轮胎身份定位识别系统的制作方法

本实用新型涉及汽车电子领域，特别涉及基于轮胎温压监测系统的轮胎身份定位识别系统。

背景技术：

随着国家对TPMS系统不断重视，TPMS系统的市场也越来越大；在TPMS系统的安装是非常费时的，必须应用对应的轮胎安装到对应的位置，才能在显示界面上做出轮胎位置和轮胎的信息相对应，一但安装位置错误会导致数据的不匹配，而误导驾驶员进行相应的操作；在轮胎出现故障时如果要换轮胎不同的轮胎的传感器ID号不一样必须要轮胎工手动操作去更改相应位置的ID号，这样就比较浪费人工的投入成本，而且效率低。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了克服上述问题，提供一种基于轮胎温压监测系统的轮胎身份定位识别系统。

为达到上述目的，本实用新型采用的方法是：一种基于轮胎温压监测系统的轮胎身份定位识别系统，包括轮胎内置ID模块、温压传感器模块、轮胎ID识别模块、无线接收终端、处理及显示模块；所述的轮胎内置ID模块通过粘贴方式固定在轮胎内部；所述的温压传感器模块通过粘贴方式固定在轮胎内部；所述的轮胎ID识别模块安装在支架上，支架安装在车辆正对轮胎中间位置的挡泥板上；所述的电源模块用于给所述的轮胎ID识别模块供电；所述的无线接收终端设置在车身底部，无线接收终端通过线缆与车内的处理及显示模块相连接。

作为本实用新型的一种改进，所述的轮胎ID识别模块内部包括低频模块电路、高频发射模块电路、电源控制电路、中央处理单元电路。

作为本实用新型的一种改进，轮胎内置ID模块采用EM4305芯片。

作为本实用新型的一种改进，所述的电源模块集成在轮胎ID识别模块上，车身电源与所述电源模块相连，为轮胎ID识别模块供电。

作为本实用新型的一种改进，所述的轮胎ID识别模块设有防水和防腐蚀的塑料外壳。

作为本实用新型的一种改进，所述的轮胎内置ID模块用胶水对该模块和轮胎底面进行粘贴，粘贴方式为悬浮粘贴，在轮胎ID模块和轮胎底部留有空隙。

作为本实用新型的一种改进，轮胎ID识别模块的正面与胎面空气距离小于30cm。

有益效果：

1、本方案的轮胎ID识别模块不仅可以通过无线射频技术中的低频技术和轮胎内部的ID模块进行数据的双向传输，在轮胎内部的钢丝网的影响下低频可以有很好的穿透效果，从而保证了轮胎定位识别的成功率；本方案的轮胎ID识别模块还可以通过无线发送技术将处理后的数据发送至轮胎温压监测系统的无线接收终端。

2、本方案的轮胎ID识别模块还可以通过无线发送技术将处理后的数据发送至轮胎温压监测系统的无线接收终端，高频可以实现数据传输的可靠性，也可以实现远距离的传输，从而保证轮胎定位识别系统的稳定可靠性。

3、轮胎身份定位识别方案可以在维护轮胎温压监测系统中有效的减少人工成本，增加产品的可靠性，有利于TPMS系统的推广和普及，从而可以减少因胎温胎压而引起的交通事故。

4、本方案的轮胎ID识别模块采用了外接电源转接模块实现车身电源24V转5V的标准电源，本电源模块内部含有多级滤波电路以实现最优的供电电源给轮胎ID识别模块进行供电；

5、轮胎ID识别模块和轮胎内置ID模块有可控的通信识别距离，防止不同轮胎之间会有干扰。

6、轮胎ID识别模块可以实现自我控制，在读识到轮胎内部的ID模块的数据后关闭对轮胎内部ID模块的读识，以应对轮胎内部的ID模块读取次数有限的缺陷，可以有效延长轮胎内部ID模块的使用寿命。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的轮胎内置ID模块的结构框图；

图3为本实用新型的轮胎ID识别模块的结构框图；

图4为本实用新型的电源控制电路的电路图；

图5为本实用新型的高频发射模块的电路图；

图6为本实用新型的低频模块的电路图；

图7为本实用新型的轮胎ID识别模块的安装示意图。

具体实施方式

下面结合实施例并参照附图对本实用新型作进一步描述，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是幅图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

如图1所示为本实用新型的结构示意图，本实用新型公开了一种基于轮胎温压监测系统的轮胎身份定位识别系统，包括包括轮胎内置ID模块、温压传感器模块、轮胎ID识别模块、无线接收终端、处理及显示模块。

所述的轮胎内置ID模块要求使用密封胶对其进行密封处理，用特殊的胶水对该模块和轮胎底面进行粘贴。要求粘贴方式为悬浮粘贴，在轮胎ID模块和轮胎底部要留有一部分的空隙，以减小正常的轮胎底部形变对轮胎ID模块的损伤，且该模块的面积不能太大否则轮胎底部的正常形变会导致轮胎ID模的损坏。该模块具有防潮、防腐蚀和耐高温、高压的特性以适应轮胎内部复杂的环境。

轮胎内置ID模块采用EM4305芯片，EM4305是CMOS集成电路，这款芯片包含了工厂编程的32位唯一识别码（UID）。EM4305提供了一个330p的谐振电容。这款芯片通过外部线圈与内部集成电容一起组成的谐振电路，从连续的125kHz磁场中获取能量启动。芯片从内部的EEPROM中读出数据，并通过与线圈并联的负载电阻的开断产生深幅调制，将数据发送出去，在轮胎内部的钢丝网的影响下低频125kHz可以有很好的穿透效果，从而保证了轮胎定位识别的成功率EM4305芯片的电路图如图2所示。

所述的轮胎ID识别模块安装在支架上，轮胎ID识别模块处在一个复杂的室外环境中要求外壳必须要用防水和防腐蚀的塑料外壳，以保证产品的使用寿命。支架安装在车辆正对轮胎中间位置的挡泥板上，轮胎ID识别模块的正面与胎面空气距离最大为30cm；所述的无线接收终端设置在车身底部，无线接收终端通过线缆与车内的显示器相连接。所述的轮胎ID识别模块内部包括低频模块电路、高频发射模块电路、电源控制电路、中央处理单元电路。

轮胎ID识别模块的框图如图3所示，轮胎ID识别模块内部包括低频模块电路、高频发射模块电路、电源控制电路、中央处理单元电路四部分。

中央处理单元功能包括通过电源控制电路来控制低频模块的处于工作还是非工作状态、解码低频模块接收到的数据、控制低频模块的连续载波功能、处理解码后的数据并通过信号线将信号经高频模块吧包装好的数据传送出去。

电源控制电路单元功能为:通过单片机发出电源控制信号去控制低频模块的工作状态（开或关），可以使低频模块的功耗在最低状态；工作情况的描述为：轮胎ID模块上电后初始化，低频模块会一直发送连续的载波信号，当有ID模块响应发送数据给低频模块后由单片机解码数据，然后立即复位低频模块，当低频模块连续两次收到相同的正确的数据后，单片机存储接收到的数据，然后单片机发送电源控制信号给电源控制电路关闭低频模块的供电，以达到减小功耗的目的，也可增加轮胎内部ID模块的使用寿命，内部ID模块的读写次数有限大约1万次；该部分的电路如图4所示。WRM_POWER_CORTL为单片机的电源控制信号，5V为轮胎ID识别模块的总电源，5V_1为低频模块的供电网络，R2、R3均为为限流电阻，WRM_POWER_CORTL为高电平时5V_1和5V网络断开低频模块不工作，当当WRM_POWER_CORTL为低时5V_1和5V网络相连接低频模块工作；

高频发射模块电路采用标准的433.92MHZ频段来发送数据；工作情况描述：当中央处理单元接收到由低频模块发送来的两次相同的数据时就会把数据进行一定规则的处理，然后将数据经高频模块（433.92MHZ）发送给温压检测系统的无线接收终端，每隔500ms发送5个包共发送10个包，后单片机会处于休眠状态，当重新上电后又会重复以上步骤顺序执行功能；下图为高频发送模块的原理图，其中C1、C2为模块的旁路电容，R1、R2为限流电阻，L1、C3为LC震荡电路提供一定宽度的频率带，X1为433.92MHZ的声表滤波器，Q2为普通的晶体管，Q1为放大作用的晶体管，L2为反馈电感，C4为耦合电容，H1为发射天线。该部分的电路图如图5所示。

低频模块的工作过程详细描述如下：该模块在上电后会连续发送125KHZ的载波信号，直到收到两次相同的ID号后（第一次收到后由单片机复位该低频模块，连续两次收到相同的ID号后），经中央处理单元关闭给整个模块的供电；还有一个需要解释一下，由于我们的低频模块和轮胎内部的ID模块的发射和接收功率是经过距离调试的，低频模块和轮胎内部的ID模块只有在相距一定的距离以内的情况才能相互识别成功。该部分电路图如图6所示。

下面就具体的实施例对本实用新型的系统的安装做出进一步的说明：

以一辆6轮的公交车为例，前面左右单轮命名为1、2号轮胎，后面左右为双轮命名为3、4和5、6号轮胎，在每一个轮胎里面都装上事先准备好的轮胎内置ID模块以及温压传感器模块，温压传感器模块和轮胎内置ID模块通过物理连接的方式结合在一起。

在每一个轮胎的前挡泥板的位置装上轮胎ID定位识别模块，如图7所示：在车辆正对轮胎4中间位置的挡泥板3上安装直径为142*142mm正方形支架2，将轮胎识别模块1四个角用螺丝固定于支架2上（轮胎识别模块不能直接安装于挡泥板上），使轮胎识别模块1位于轮胎面正中间，模块正面与胎面空气距离小于30cm。在安装支架2正中间后的挡泥板3上开个直径为20mm的圆孔然后将车身电源直接与轮胎ID识别模块1的接口相连接即可。电源模块是把车辆自身的蓄电池的电压（20-24V的直流供电）转换成轮胎ID识别模块可用的又不影响器功能的标准电压，要求电源模块也要有一定的防水功能，并在电源的内部做一定的滤波处理，以提高输出电源的质量。

无线接收终端安装在车身的底部，用线缆与驾驶员位置的显示器相连接，并对该显示器供电即可；这样就完成了轮胎定位识别系统的所有部分的安装与供电。

无线接收终端，功能是将收到的433.92MHZ无线数据转换为电信号传送到CPU（显示处理模块）处理，就是一个硬件解码，将无线数据转换为TTL信号。

本实用新型的基于轮胎温压监测系统的轮胎身份定位识别系统的工作流程如下：

在车身总电源开启的同时胎温胎压监测系统开始供电工作、轮胎定位识别模块也会一起开始供电工作（前提是不知道相应轮胎位上轮胎ID号），此时胎温胎压监测系统的监测是无法正常工作的因为不知道相应位置上的轮胎内部的传感器的ID号。

（假设也不知道轮胎内部的ID模块装在轮胎内部的哪一个位置，因为在轮胎转动的时候我们也不确定什么时候轮胎内部ID模块和外部的轮胎ID识别模块相距在30CM以内）此时每个轮胎位上安装的轮胎识别模块会通过低频模块连续发送一定频率的载波信号，直到相应轮胎位上的轮胎ID识别模块的单片机（MCU）检测到ID模块发出来的信号后MCU会存储此时的数据，然后通过控制信号引脚来让低频模块复位，然后重复上面的步骤，下一次如果收到相同的ID数据则存储数据，并记录此轮胎内部传感器的ID号为上一次收到的数据，并通过MCU的电源控制引脚去关闭低频模块的工作；如果第二次收到的数据和第一次不同则丢弃第一次收到的数据，然后再复位低频模块直到两次接收到的数据相同才存储到MCU内部的存储区域里，然后再通过MCU的电源控制引脚去关闭低频模块的工作(此时低频模块的功耗最低)。（六个轮胎的工作原理是一样的）。

此时MCU里已经识别并存储了每个轮胎位上对应的轮胎ID号，再经过MCU的封装和处理，在处理后的数据中加上轮胎识别模块所对应的轮胎位（比如：01左前轮，02右前轮，03左后左轮，04左后右轮，05右后左轮，06右后右轮）以及每一套产品的固定编码，经过高频模块433.92MHZ的频率传送给胎温胎压监测系统的无线接收终端（发送的机制为：每次重新上电后，检测到正确的ID号后，每隔500ms发送5个包共发送10个包，共发送4次，2-3S时间发完，以防轮胎处在死角影响数据的发送。），胎温胎压监测系统的无线接收终端再把数据上传给胎温胎压监测系统的显示处理模块，显示处理模块在接收到该数据后和对该数据进行解读并和原先显示处理模块中对应轮胎位上的ID号比对，如果一样则将新的数据丢弃，如果不一样则将老的ID号替换成新的ID号，这样就实现了实时轮胎ID号的改变从而实现轮胎的识别与定位。

以上的过程在无人工干预的情况下实现了轮胎ID号的自动匹配，也就是完成了全自动轮胎定位识别的整个过程。在每一个轮胎位上的ID号匹配正确后，胎温胎压监测系统的无线接收终端就可以正常接收传感器发送过来的监测数据，然后传送给显示处理模块处理后在屏幕上显示出来想要的数据，并执行胎温胎压异常情况下的报警功能。

至此就可以实现全自动轮胎定位识别系统对轮胎的自动定位功能，以辅助胎温胎压监测系统的更加智能化。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非是对本实用新型作任何其他形式的限制，而依据本实用新型的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本实用新型所要求保护的范围。