专利名称：一种轮胎数据采集模块的制作方法
技术领域：
本实用新型属于汽车检测领域，特别涉及一种低功耗的轮胎数据采集模块。
背景技术：
为了确保车辆行驶安全，需要对轮胎的温度、压力等进行测量，以判断其工作状 况，现有的轮胎压力监测系统(TPMS，Tire Pressure Monitoring System)就是通过采集轮 胎在行驶过程中的温度和压力参数，并与预设值进行比较，从而判断当前轮胎的安全情况。传统的轮胎压力监测系统包括轮胎数据采集模块和车身模块，其中，轮胎数据采 集模块主要包括可采集轮胎温度、压力数据的传感器、控制器(MCU)及可将前述数据进行 发送的射频发送芯片，而车身模块则可接收该数据，并送到人机界面进行显示，同时为了确 保采集数据的准确性，轮胎数据采集模块是装设在轮胎内部的轮毂上，使用配备的电池对 所述的传感器、射频发送芯片及控制器提供工作电源，一旦电池电量耗尽时，由于轮胎数据 采集模块的电池不易拆装更换，且更换轮胎数据采集模块难度较大，须专业的汽车维修店 才能完成，因此汽车厂商希望轮胎数据采集模块的寿命超过轮胎的使用寿命，受技术条件 所限，现有电池的电量无法进行大幅度提高，这样就只能从降低功耗的角度出发，来延长电 池的使用寿命。目前常见的做法是使用具有睡眠功能的芯片(包含传感器、控制器及射频 发送芯片)，在车辆行驶时，轮胎数据采集模块全速工作，而当车辆停止时，则进入低功耗模 式，减小功耗，延长电池的使用寿命。然而，这种结构有以下不足(1)需要准确判断车辆的运动状态，如采用检测车辆启动时产生的噪声、检测车辆 行驶时轮胎旋转产生的离心力等方式，但这些都需要另外增加感测元件，增加成本，而且一 旦检测不准确，没有判断出车辆在行驶中，则无法得知轮胎的参数，造成安全隐患；(2)即便是在车辆停止时，轮胎数据采集模块只是进入低功耗模式，虽然不工作， 却还是会消耗少量不必要的电能，造成浪费；(3)传感器必须使用带有低功耗功能的芯片，这又会增加成本。
实用新型内容本实用新型的主要目的，在于提供一种轮胎数据采集模块，其可有效延长电池的 使用寿命，并降低成本。为了达成上述目的，本实用新型的解决方案是一种轮胎数据采集模块，包括MCU及分别与之连接的接收电路、发射电路、温度检 测电路、压力检测电路、电压检测电路，温度检测电路、压力检测电路和电压检测电路分别 测量轮胎内部的温度、压力及电池电压数据，并送入MCU处理；接收电路接收车身模块的低 频触发信号，并通过发射电路向车身模块发送射频数据；MCU控制各电路在睡眠模式、测量 模式、发射模式、接收模式之间转换。上述接收电路为LF接收电路。 上述发射电路为RF发射电路。[0012]上述温度检测电路、压力检测电路、电压检测电路还分别连接MCU的I/O 口，MCU通过将该I/O 口配置成高阻输入模式而切断所述检测电路的电源。采用上述方案后，本实用新型相对于传统的采集模块，具有以下改进(1)采用定时的方式采集数据，无需判断车辆的运行状态，可减少元器件的使用， 降低成本；同时还可采用接收电路接收来自车身模块的控制指令，根据指令在需要时采集 数据，提高行驶过程中的安全性；(2)只有模块工作在测量模式时，温度检测电路、压力检测电路和电压检测电路才 工作采集数据，其余时间均处于断电状态，采集数据的时间很短，因此耗能极小，有效延长 电池的使用寿命；(3)本实用新型由MCU控制各电路的工作模式，因此温度检测电路和压力检测电 路可采用普通的电子元器件，进一步降低成本。
图1是本实用新型的结构示意图；图2是本实用新型的工作流程图。
具体实施方式
以下将结合附图及具体实施例对本实用新型的结构及工作过程进行详细说明。首先参考图1所示，本实用新型提供的一种轮胎数据采集模块，置于轮胎内部的 轮毂上，包括有MCU 1及分别与之连接的接收电路2、发射电路3、温度检测电路4、压力检 测电路5、电压检测电路6，其中，温度检测电路4用于采集轮胎在车辆运行过程中的温度 数据，压力检测电路5用于采集轮胎在车辆运行过程中的压力数据，电压检测电路6用于 采集电池电量，并分别送入MCU 1中进行判断；发射电路3用于在MCU 1的控制下向车身 模块(图中未示)发送轮胎数据，接收电路2则用于接收来自车身模块控制指令，并送入 MCU 1中判断信号的有效性；且为了提高接收/发射效率，采用低频(LF)接收(工作频率 为125KHz)、高频(RF)发射(工作频率为433MHz)。再请参考图2所示，本实用新型具有四个工作模式睡眠模式、测量模式、RF发射 模式和LF接收模式，可同时结合表1，其在测量模式下采用的是定时采集数据方式。在睡眠模式中，MCU 1工作在睡眠状态，同时控制接收电路2、发射电路3也工作在 睡眠状态，控制温度检测电路4、压力检测电路5断电，此时温度检测电路4、压力检测电路 5、电压检测电路6完全不耗电。当定时时间结束时，MCU 1开始工作，控制进入测量模式，温度检测电路4、压力检 测电路5、电压检测电路6得到低电开始工作，MCU 1接收采集的相应轮胎数据，同时保持接 收电路2、发射电路3的工作状态不变；一旦数据采集结束，MCU 1会控制温度检测电路4、 压力检测电路5、电压检测电路6外围电路断电，由于二者采集一次数据的时间很短，因此 二者的实际工作时间很短，消耗的电能很少，从而可明显增加电池的使用寿命；MCU 1会判 断此次采集的数据是否超过设定值，若未超过则转而进入睡眠模式，若超过则进入RF发射 模式。当MCU 1判断该次采集的轮胎数据超过设定值，模块进入RF发射模式，MCU 1唤醒发射电路3，将之前检测电路4、5、6采集到的数据通过高频发送到车身模块，待发射完成 后，再控制发射电路3进入睡眠模式。一旦接收电路2接收到低频信号，即会从睡眠模式中唤醒，此时进入LF接收模式， MCU 1也开始工作，对接收电路2接收到的信号进行判断，当该信号有效时会将温度检测电 路4、压力检测电路5、电压检测电路6外围电路接通电源，开始进入测量模式。由前面说明可知，导致模块进入测量模式的因素有两点一是定时时间到时，模块 自动由睡眠模式进入测量模式；二是当接收电路2接收到来自车身模块的低频信号且该信 号有效时，MCU 1也会控制进入测量模式，由温度检测电路4、压力检测电路5、电压检测电 路6采集轮胎数据。需要说明的是，由图1可以看出，温度检测电路4、压力检测电路5和电压检测电路 6除了分别连接MCU 1的ADC0、ADC1、ADC2 口外，还分别通过一条线路连接到MCU 1的I/O 口，且电压检测电路6还由MCU 1的I/O 口输出作为ADC_Ref参考电压，在除测量模式以外 的工作模式，MCU 1均将该I/O 口配置成高阻输入模式，即可关闭外围电路的电源，实现零 功耗，延长电池的使用寿命。前述仅为本实用新型的较佳实施例，不能以此限定本实用新型的保护范围，凡是 按照本实用新型提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本实用新型 保护范围之内。
权利要求一种轮胎数据采集模块，其特征在于包括MCU及分别与之连接的接收电路、发射电路、温度检测电路、压力检测电路、电压检测电路，温度检测电路、压力检测电路和电压检测电路分别测量轮胎内部的温度、压力及电池电压数据，并送入MCU处理；接收电路接收车身模块的低频触发信号，并通过发射电路向车身模块发送射频数据；MCU控制各电路在睡眠模式、测量模式、发射模式、接收模式之间转换。
2.如权利要求1所述的一种轮胎数据采集模块，其特征在于所述接收电路为LF接收 电路。
3.如权利要求1所述的一种轮胎数据采集模块，其特征在于所述发射电路为RF发射 电路。
4.如权利要求1所述的一种轮胎数据采集模块，其特征在于所述温度检测电路、压力 检测电路、电压检测电路还分别连接MCU的I/O 口，MCU通过将该I/O 口配置成高阻输入模 式而切断所述检测电路的电源。
专利摘要本实用新型公开一种轮胎数据采集模块，包括MCU及分别与之连接的接收电路、发射电路、温度检测电路、压力检测电路、电压检测电路，温度检测电路、压力检测电路及电压检测电路分别测量轮胎内部的温度、压力和电池电压数据，并送入MCU处理；接收电路接收车身模块的低频触发信号，并通过发射电路向车身模块发送射频数据；MCU控制各电路在睡眠模式、测量模式、发射模式、接收模式之间转换。此种模块在无需采集数据时控制温度检测电路和压力检测电路断电，减小耗能，有效延长电池的使用寿命，并降低成本。
文档编号G08C17/02GK201736747SQ20102024616
公开日2011年2月9日 申请日期2010年6月28日 优先权日2010年6月28日
发明者严日骞, 王瑞宝, 王祖荣, 肖作裕, 黄坤元 申请人:同致电子科技(厦门)有限公司