專利名稱：一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車檢測領(lǐng)域，特別涉及一種低功耗的輪胎數(shù)據(jù)采集模塊。
背景技術(shù)：
為了確保車輛行駛安全，需要對(duì)輪胎的溫度、壓力等進(jìn)行測量，以判斷其工作狀 況，現(xiàn)有的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS，Tire Pressure Monitoring System)就是通過采集輪 胎在行駛過程中的溫度和壓力參數(shù)，并與預(yù)設(shè)值進(jìn)行比較，從而判斷當(dāng)前輪胎的安全情況。傳統(tǒng)的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)包括輪胎數(shù)據(jù)采集模塊和車身模塊，其中，輪胎數(shù)據(jù)采 集模塊主要包括可采集輪胎溫度、壓力數(shù)據(jù)的傳感器、控制器(MCU)及可將前述數(shù)據(jù)進(jìn)行 發(fā)送的射頻發(fā)送芯片，而車身模塊則可接收該數(shù)據(jù)，并送到人機(jī)界面進(jìn)行顯示，同時(shí)為了確 保采集數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，輪胎數(shù)據(jù)采集模塊是裝設(shè)在輪胎內(nèi)部的輪轂上，使用配備的電池對(duì) 所述的傳感器、射頻發(fā)送芯片及控制器提供工作電源，一旦電池電量耗盡時(shí)，由于輪胎數(shù)據(jù) 采集模塊的電池不易拆裝更換，且更換輪胎數(shù)據(jù)采集模塊難度較大，須專業(yè)的汽車維修店 才能完成，因此汽車廠商希望輪胎數(shù)據(jù)采集模塊的壽命超過輪胎的使用壽命，受技術(shù)條件 所限，現(xiàn)有電池的電量無法進(jìn)行大幅度提高，這樣就只能從降低功耗的角度出發(fā)，來延長電 池的使用壽命。目前常見的做法是使用具有睡眠功能的芯片(包含傳感器、控制器及射頻 發(fā)送芯片)，在車輛行駛時(shí)，輪胎數(shù)據(jù)采集模塊全速工作，而當(dāng)車輛停止時(shí)，則進(jìn)入低功耗模 式，減小功耗，延長電池的使用壽命。然而，這種結(jié)構(gòu)有以下不足(1)需要準(zhǔn)確判斷車輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，如采用檢測車輛啟動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的噪聲、檢測車輛 行駛時(shí)輪胎旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力等方式，但這些都需要另外增加感測元件，增加成本，而且一 旦檢測不準(zhǔn)確，沒有判斷出車輛在行駛中，則無法得知輪胎的參數(shù)，造成安全隱患；(2)即便是在車輛停止時(shí)，輪胎數(shù)據(jù)采集模塊只是進(jìn)入低功耗模式，雖然不工作， 卻還是會(huì)消耗少量不必要的電能，造成浪費(fèi)；(3)傳感器必須使用帶有低功耗功能的芯片，這又會(huì)增加成本。
實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的主要目的，在于提供一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊，其可有效延長電池的 使用壽命，并降低成本。為了達(dá)成上述目的，本實(shí)用新型的解決方案是一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊，包括MCU及分別與之連接的接收電路、發(fā)射電路、溫度檢 測電路、壓力檢測電路、電壓檢測電路，溫度檢測電路、壓力檢測電路和電壓檢測電路分別 測量輪胎內(nèi)部的溫度、壓力及電池電壓數(shù)據(jù)，并送入MCU處理；接收電路接收車身模塊的低 頻觸發(fā)信號(hào)，并通過發(fā)射電路向車身模塊發(fā)送射頻數(shù)據(jù)；MCU控制各電路在睡眠模式、測量 模式、發(fā)射模式、接收模式之間轉(zhuǎn)換。上述接收電路為LF接收電路。 上述發(fā)射電路為RF發(fā)射電路。[0012]上述溫度檢測電路、壓力檢測電路、電壓檢測電路還分別連接MCU的I/O 口，MCU通過將該I/O 口配置成高阻輸入模式而切斷所述檢測電路的電源。采用上述方案后，本實(shí)用新型相對(duì)于傳統(tǒng)的采集模塊，具有以下改進(jìn)(1)采用定時(shí)的方式采集數(shù)據(jù)，無需判斷車輛的運(yùn)行狀態(tài)，可減少元器件的使用， 降低成本；同時(shí)還可采用接收電路接收來自車身模塊的控制指令，根據(jù)指令在需要時(shí)采集 數(shù)據(jù)，提高行駛過程中的安全性；(2)只有模塊工作在測量模式時(shí)，溫度檢測電路、壓力檢測電路和電壓檢測電路才 工作采集數(shù)據(jù)，其余時(shí)間均處于斷電狀態(tài)，采集數(shù)據(jù)的時(shí)間很短，因此耗能極小，有效延長 電池的使用壽命；(3)本實(shí)用新型由MCU控制各電路的工作模式，因此溫度檢測電路和壓力檢測電 路可采用普通的電子元器件，進(jìn)一步降低成本。

圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以下將結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)及工作過程進(jìn)行詳細(xì)說明。首先參考圖1所示，本實(shí)用新型提供的一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊，置于輪胎內(nèi)部的 輪轂上，包括有MCU 1及分別與之連接的接收電路2、發(fā)射電路3、溫度檢測電路4、壓力檢 測電路5、電壓檢測電路6，其中，溫度檢測電路4用于采集輪胎在車輛運(yùn)行過程中的溫度 數(shù)據(jù)，壓力檢測電路5用于采集輪胎在車輛運(yùn)行過程中的壓力數(shù)據(jù)，電壓檢測電路6用于 采集電池電量，并分別送入MCU 1中進(jìn)行判斷；發(fā)射電路3用于在MCU 1的控制下向車身 模塊(圖中未示)發(fā)送輪胎數(shù)據(jù)，接收電路2則用于接收來自車身模塊控制指令，并送入 MCU 1中判斷信號(hào)的有效性；且為了提高接收/發(fā)射效率，采用低頻(LF)接收(工作頻率 為125KHz)、高頻(RF)發(fā)射(工作頻率為433MHz)。再請(qǐng)參考圖2所示，本實(shí)用新型具有四個(gè)工作模式睡眠模式、測量模式、RF發(fā)射 模式和LF接收模式，可同時(shí)結(jié)合表1，其在測量模式下采用的是定時(shí)采集數(shù)據(jù)方式。在睡眠模式中，MCU 1工作在睡眠狀態(tài)，同時(shí)控制接收電路2、發(fā)射電路3也工作在 睡眠狀態(tài)，控制溫度檢測電路4、壓力檢測電路5斷電，此時(shí)溫度檢測電路4、壓力檢測電路 5、電壓檢測電路6完全不耗電。當(dāng)定時(shí)時(shí)間結(jié)束時(shí)，MCU 1開始工作，控制進(jìn)入測量模式，溫度檢測電路4、壓力檢 測電路5、電壓檢測電路6得到低電開始工作，MCU 1接收采集的相應(yīng)輪胎數(shù)據(jù)，同時(shí)保持接 收電路2、發(fā)射電路3的工作狀態(tài)不變；一旦數(shù)據(jù)采集結(jié)束，MCU 1會(huì)控制溫度檢測電路4、 壓力檢測電路5、電壓檢測電路6外圍電路斷電，由于二者采集一次數(shù)據(jù)的時(shí)間很短，因此 二者的實(shí)際工作時(shí)間很短，消耗的電能很少，從而可明顯增加電池的使用壽命；MCU 1會(huì)判 斷此次采集的數(shù)據(jù)是否超過設(shè)定值，若未超過則轉(zhuǎn)而進(jìn)入睡眠模式，若超過則進(jìn)入RF發(fā)射 模式。當(dāng)MCU 1判斷該次采集的輪胎數(shù)據(jù)超過設(shè)定值，模塊進(jìn)入RF發(fā)射模式，MCU 1喚醒發(fā)射電路3，將之前檢測電路4、5、6采集到的數(shù)據(jù)通過高頻發(fā)送到車身模塊，待發(fā)射完成 后，再控制發(fā)射電路3進(jìn)入睡眠模式。一旦接收電路2接收到低頻信號(hào)，即會(huì)從睡眠模式中喚醒，此時(shí)進(jìn)入LF接收模式， MCU 1也開始工作，對(duì)接收電路2接收到的信號(hào)進(jìn)行判斷，當(dāng)該信號(hào)有效時(shí)會(huì)將溫度檢測電 路4、壓力檢測電路5、電壓檢測電路6外圍電路接通電源，開始進(jìn)入測量模式。由前面說明可知，導(dǎo)致模塊進(jìn)入測量模式的因素有兩點(diǎn)一是定時(shí)時(shí)間到時(shí)，模塊 自動(dòng)由睡眠模式進(jìn)入測量模式；二是當(dāng)接收電路2接收到來自車身模塊的低頻信號(hào)且該信 號(hào)有效時(shí)，MCU 1也會(huì)控制進(jìn)入測量模式，由溫度檢測電路4、壓力檢測電路5、電壓檢測電 路6采集輪胎數(shù)據(jù)。需要說明的是，由圖1可以看出，溫度檢測電路4、壓力檢測電路5和電壓檢測電路 6除了分別連接MCU 1的ADC0、ADC1、ADC2 口外，還分別通過一條線路連接到MCU 1的I/O 口，且電壓檢測電路6還由MCU 1的I/O 口輸出作為ADC_Ref參考電壓，在除測量模式以外 的工作模式，MCU 1均將該I/O 口配置成高阻輸入模式，即可關(guān)閉外圍電路的電源，實(shí)現(xiàn)零 功耗，延長電池的使用壽命。前述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，凡是 按照本實(shí)用新型提出的技術(shù)思想，在技術(shù)方案基礎(chǔ)上所做的任何改動(dòng)，均落入本實(shí)用新型 保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于包括MCU及分別與之連接的接收電路、發(fā)射電路、溫度檢測電路、壓力檢測電路、電壓檢測電路，溫度檢測電路、壓力檢測電路和電壓檢測電路分別測量輪胎內(nèi)部的溫度、壓力及電池電壓數(shù)據(jù)，并送入MCU處理；接收電路接收車身模塊的低頻觸發(fā)信號(hào)，并通過發(fā)射電路向車身模塊發(fā)送射頻數(shù)據(jù)；MCU控制各電路在睡眠模式、測量模式、發(fā)射模式、接收模式之間轉(zhuǎn)換。
2.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于所述接收電路為LF接收 電路。
3.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于所述發(fā)射電路為RF發(fā)射 電路。
4.如權(quán)利要求1所述的一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊，其特征在于所述溫度檢測電路、壓力 檢測電路、電壓檢測電路還分別連接MCU的I/O 口，MCU通過將該I/O 口配置成高阻輸入模 式而切斷所述檢測電路的電源。
專利摘要本實(shí)用新型公開一種輪胎數(shù)據(jù)采集模塊，包括MCU及分別與之連接的接收電路、發(fā)射電路、溫度檢測電路、壓力檢測電路、電壓檢測電路，溫度檢測電路、壓力檢測電路及電壓檢測電路分別測量輪胎內(nèi)部的溫度、壓力和電池電壓數(shù)據(jù)，并送入MCU處理；接收電路接收車身模塊的低頻觸發(fā)信號(hào)，并通過發(fā)射電路向車身模塊發(fā)送射頻數(shù)據(jù)；MCU控制各電路在睡眠模式、測量模式、發(fā)射模式、接收模式之間轉(zhuǎn)換。此種模塊在無需采集數(shù)據(jù)時(shí)控制溫度檢測電路和壓力檢測電路斷電，減小耗能，有效延長電池的使用壽命，并降低成本。
文檔編號(hào)G08C17/02GK201736747SQ20102024616
公開日2011年2月9日 申請(qǐng)日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者嚴(yán)日騫, 王瑞寶, 王祖榮, 肖作裕, 黃坤元 申請(qǐng)人:同致電子科技(廈門)有限公司