CN102452279B - 轮胎压力信号接收和处理方法及其装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种轮胎压力信号接收和处理方法和装置。装置包括第一定向天线、第二定向天线、放大器、信号转换器和微控制器。第一定向天线临近该乘用车的其中一前轮,且定向方向指向该乘用车的另一前轮。第二定向天线临近乘用车的其中一后轮,该后轮与该其中一前轮呈对角布置,且第二定向的定向方向指向该乘用车的另一后轮。放大器连接该第一定向天线及该第二定向天线,以分别放大第一定向天线及该第二定向天线所检测的发射器发出的压力信号。信号转换器将无线电信号形式的压力信号转换为场强信号。微控制器接收转换后的各个发射器的场强信号,且根据各个发射器的场强信号的大小确定各发射器所在的轮胎位置。
Description
技术领域
本发明涉及四轮乘用车轮胎压力检测***(TPMS***),尤其是涉及TPMS***的轮胎压力信号接收和处理方法及其装置,用以实现轮胎定位。
背景技术
轮胎压力检测***(TPMS***)主要用于汽车轮胎压力和温度的检测,对由轮胎的压力和温度可能造成的危险进行预警,确保行车安全。随着TPMS***技术的发展,对TPMS***的要求越来越高。不但要求能显示出轮胎的压力和温度信息,还要求能够正确指示轮胎的位置。因而对轮胎定位技术也提出了较高的要求。
目前在轮胎定位方面有以下几种方案:
(1)定编码形式:该定位技术是产品出厂时将发射机的识别码(ID)信息全部固化在接收显示模块中,在使用时不可更改。这个方案比较简单,不足之处是:使用中不能安装错位,否则身份识别混乱;同时若发射模块损坏后,用户必须到厂商处去解决问题。
(2)界面输入式:该定位技术是将每个发射模块的ID信息打印在外包装或产品上,在安装、轮胎换位或发射模块损坏更换后,通过按键将ID信息输入到接收显示模块中进行正确身份识别。
这一技术的不足之处在于:由于ID长为16位或是32位,输入流程复杂,用户很易出现码组输入错误问题;而且按键多,在本来就仪表众多的车上,显得十分突兀,带来布局上的不便。
(3)低频唤醒式:该定位技术是利用低频(LF)信号(如:125KHz的信号)的近场效应,在每个轮胎附近安装一个LF天线装置,通过控制LF天线装置,单独触发对应轮胎的发射检测模块,然后由被触发的发射检测模块将识别码通过射频(RF)信号发射出来,接收模块通过RF信号得到相应轮胎TPMS模块的识别码,从而自动确定轮胎位置。
这一方案不足之处是:
1.如果采用LF天线,则安装LF天线及布线工作量大,成本高;
2.采用特别装置,需要人为对每一个轮胎进行操作,操作麻烦;
3.由于汽车上电磁环境复杂,存在各种干扰,会对低频信号造成干扰,导致定位失效。
发明内容
本发明的一个目的是提供一种定位方便、成本低的轮胎定位装置。
本发明的另一目的是提供一种使用上述轮胎定位装置的轮胎压力信号接收和处理方法及其装置。
本发明所提出的轮胎定位装置,包括第一定向天线、第二定向天线、放大器和场强大小测定模块。第一定向天线临近该乘用车的其中一前轮,且定向方向指向该乘用车的另一前轮。第二定向天线临近该乘用车的其中一后轮,该后轮与该其中一前轮呈对角布置,且第二定向的定向方向指向该乘用车的另一后轮。放大器连接该第一定向天线及该第二定向天线,以分别放大第一定向天线及该第二定向天线所检测的发射器信号。场强大小测定模块连接该放大器,比较该第一定向天线及该第二定向天线所接收的发射器信号的场强,以确定各发射器所在的轮胎位置。
在上述的轮胎定位装置中,上述放大器及上述场强大小测定模块是结合于该乘用车的TPMS***的接收和显示模块中。
在上述的轮胎定位装置中,上述第一定向天线与上述乘用车的其中一前轮的距离小于1米。
在上述的轮胎定位装置中,上述第二定向天线与上述乘用车的其中一后轮的距离小于1米。
在上述的轮胎定位装置中,上述发射器发射的是射频信号。
本发明所提出的一种轮胎压力信号接收和处理装置,包括第一定向天线、第二定向天线、放大器、信号转换器和微控制器。第一定向天线临近该乘用车的其中一前轮,且定向方向指向该乘用车的另一前轮。第二定向天线临近该乘用车的其中一后轮,该后轮与该其中一前轮呈对角布置,且第二定向的定向方向指向该乘用车的另一后轮。放大器连接该第一定向天线及该第二定向天线,以分别放大第一定向天线及该第二定向天线所检测的发射器发出的无线电形式的压力信号。信号转换器将无线电形式的压力信号转换为场强信号。微控制器接收转换后的各个发射器的场强信号,且根据各个发射器的场强信号的大小确定各发射器所在的轮胎位置。
在上述的轮胎定位装置中,上述放大器及上述信号转换器是内置于一解调器中,该解调器还解调上述压力信号,并发送给上述微控制器处理。
本发明所提出的一种轮胎压力信号接收和处理方法,包括以下步骤:布置一第一定向天线,临近该乘用车的其中一前轮,且定向方向指向该乘用车的另一前轮;布置一第二定向天线,临近该乘用车的其中一后轮,该后轮与该其中一前轮呈对角布置,且第二定向的定向方向指向该乘用车的另一后轮;分别放大第一定向天线及该第二定向天线所检测的发射器发出的无线电形式的压力信号;将所述无线电形式的压力信号转换为场强信号;以及接收转换后的各个发射器的场强信号,且根据各个发射器的场强信号的大小确定各发射器所在的轮胎位置。
本发明由于采用以上技术方案,利用对角定向天线测定场强强弱,再通过特定算法对场强数据进行处理可以判定出轮胎位置。因此与现有技术相比,本发明具有如下显著优点:
(1)安装、维护方便快捷。特别是发射器的安装不用做任何区分,随意安装,维护也是一样;
(2)该技术方案是检测场强大小,不增加任何硬件,无成本增加;
(3)通用性强,广泛适用于各种四轮车辆;
(4)操作简单。
附图说明
为让本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂,以下结合附图对本发明的具体实施方式作详细说明,其中:
图1显示本发明一实施例的轮胎定位装置布局示意图。
图2显示本发明一实施例的轮胎定位装置装置电原理图。
图3显示本发明一实施例的接收显示模块内部结构图。
图4显示本发明一实施例的轮胎定位流程图。
具体实施方式
为了使TPMS***能方便、快捷的进行轮胎定位,本发明的下述实施例描述一种轮胎定位装置,它通过测量场强的强弱,来区分不同的发射器及其轮胎。
图1显示本发明一实施例的轮胎定位装置布局示意图。参照图1所示,在一个四轮乘用车上,每一轮胎上均设置一个发射器,共4个发射器A、B、C、D。乘用车前后轮间的距离D1约2.7米,左右轮间的距离D2约1.6米。在一实施例中,各发射器使用射频(RF)信号。本实施例中,轮胎定位装置10包含2个定向天线12a、12b、一放大器14、以及场强大小测定模块16。
定向天线12a、12b的主要作用是感应测量各发射器A、B、C和D所发出信号的场强。并且,定向天线12a、12b在某个特定方向的感应灵敏度比其它方向上要高。
为区分测量四个发射器场强,两个定向天线12a、12b可对角安装。具体地说,定向天线12a安装位置在距左前轮发射器A约1米距离范围内,而且定向方向指向对侧的右前轮发射器B。而定向天线12b安装位置在距右后轮发射器C约1米距离范围内,而且定向方向指向对侧的左后轮发射器D。但是定向天线12a、12b在近场范围内是全向的,因此它们分别测得的发射器A、D的场强仍会较大。
放大器14连接两个定向天线12a、12b,放大器14的主要作用是将定向天线检测的信号按照固定的放大倍数放大,有利于后续数据处理。场强大小测定模块16的主要作用是比较定向天线12a、12b所接收的发射器信号的场强,以确定各发射器所在的轮胎位置。在这一实施例中,可不涉及对发射器信号的解调,而仅仅测量信号强度。
举例来说,设定:
定向天线12a测得发射器A、B、C、D的场强分别为E1A、E1B、E1C、E1D;
定向天线12b测得发射器A、B、C、D的场强分别为E2A、E2B、E2C、E2D。
图4显示本发明一实施例的轮胎定位流程图。参照图4所示,当各发射器A、B、C和D发出信号之后,轮胎定位装置10可实时检测到数据E1A、E1B、E1C、E1D。由车身布局可知:前后轮胎之间距离大于左右轮胎之间距离。根据电磁场分布理论,电场强度会随着距离的增加而衰减。再结合定向天线理论可以得到:在场强E1A、E1B、E1C、E1D中,E1A值最大。在此,尽管定向天线的定向方向指向右前轮发射器B,但是由于定向天线在近场范围内是全向的,所以,场强E1A大于场强E1B。而在场强E1B、E1C、E1D中,E1B值最大。由此我们判断:定向天线12a测得的场强强度最大为发射器A即左前轮,场强强度次之为发射器B即右前轮。
同理,通过定向天线12b可以判断出:定向天线12a测得的场强强度E2C最大为发射器C即右后轮,场强强度E2D次之为发射器D即左后轮。
在一个实际应用例中,上述放大器14和场强大小测定模块16可结合到TPMS***的接收和显示模块中,以便组成一个轮胎压力信号的接收和处理装置。如图3所示,接收和显示模块20包含解调器21、微控制器(MCU)22和显示器23。
解调器21内可包含为进行场强测得所需的放大器21a和信号转换器21b。放大器14连接两个定向天线12a、12b,放大器21a的主要作用是将定向天线检测的信号,如无线电形式(如RF信号)的压力信号按照固定的放大倍数放大,有利于后续数据处理。信号转换器21b的主要作用是将定向天线测量的信号进行数据量化赋值以产生可区分各场强大小的场强信号。MCU 22可对场强信号的大小进行比较处理,从而确定各场强所对应的发射器位置。信号转换器21b和MCU 22共同完成场强大小测定模块的功能。
定向天线12a、12b接收到的RF信号输送给接收和显示模块20,接收和显示模块20的解调器21由RSSI端口将场强值输送给MCU 22,MCU 22然后根据特定的算法对这些数据进行处理,对轮胎进行定位。另一方面,解调器21的解调功能模块21c将RF信号进行放大、选频、检波、解调,提取传感器的压力、温度以及状态信息,经MCU 22处理后,最终由显示器23显示出来。
综合上述,本发明的实施例利用对角定向天线测定场强强弱,再通过特定算法对场强数据进行处理可以判定出轮胎位置。这一方案的优点如下:
(1)安装、维护方便快捷。特别是发射器的安装不用做任何区分,随意安装,维护也是一样;
(2)该技术方案是检测场强大小,不增加任何硬件,无成本增加;
(3)通用性强,广泛适用于各种四轮车辆;
(4)操作简单。
虽然本发明已以较佳实施例揭示如上,然其并非用以限定本发明,任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内,当可作些许的修改和完善,因此本发明的保护范围当以权利要求书所界定的为准。
Claims (8)
1.一种轮胎压力信号接收和处理装置,用于具有四个轮胎的乘用车的轮胎定位,其中每一轮胎上布置有一发射器,该装置包括:
第一定向天线,临近该乘用车的其中一前轮,且定向方向指向该乘用车的另一前轮;
第二定向天线,临近该乘用车的其中一后轮,该后轮与该其中一前轮呈对角布置,且第二定向的定向方向指向该乘用车的另一后轮;
放大器,连接该第一定向天线及该第二定向天线,以分别放大第一定向天线及该第二定向天线所检测的发射器发出的无线电形式的压力信号;
信号转换器,将无线电信号形式的压力信号转换为场强信号;
微控制器,接收转换后的各个发射器的场强信号,且根据各个发射器的场强信号的大小确定各发射器所在的轮胎位置。
2.如权利要求1所述的轮胎压力信号接收和处理装置,其特征在于,所述放大器及所述信号转换器是内置于一解调器中,该解调器还解调所述压力信号,并发送给所述微控制器处理。
3.一种轮胎压力信号接收和处理方法,用于具有四个轮胎的乘用车的轮胎定位,其中每一轮胎上布置有一发射器,该方法包括:
布置一第一定向天线,临近该乘用车的其中一前轮,且定向方向指向该乘用车的另一前轮;
布置一第二定向天线,临近该乘用车的其中一后轮,该后轮与该其中一前轮呈对角布置,且第二定向的定向方向指向该乘用车的另一后轮;
分别放大第一定向天线及该第二定向天线所检测的发射器发出的无线电形式的压力信号;
将所述无线电形式的压力信号转换为场强信号;以及
接收转换后的各个发射器的场强信号,且根据各个发射器的场强信号的大小确定各发射器所在的轮胎位置。
4.一种轮胎定位装置,用于具有四个轮胎的乘用车,其中每一轮胎上布置有一发射器,该装置包括:
第一定向天线,临近该乘用车的其中一前轮,且定向方向指向该乘用车的另一前轮;
第二定向天线,临近该乘用车的其中一后轮,该后轮与该其中一前轮呈对角布置,且第二定向的定向方向指向该乘用车的另一后轮;
放大器,连接该第一定向天线及该第二定向天线,以分别放大第一定向天线及该第二定向天线所检测的发射器信号;以及
场强大小测定模块,连接该放大器,比较该第一定向天线及该第二定向天线所接收的发射器信号的场强,以确定各发射器所在的轮胎位置。
5.如权利要求4所述的轮胎定位装置,其特征在于,所述放大器及所述场强大小测定模块是结合于该乘用车的TPMS***的接收和显示模块中。
6.如权利要求4所述的轮胎定位装置,其特征在于,所述第一定向天线与所述乘用车的其中一前轮的距离小于1米。
7.如权利要求4所述的轮胎定位装置,其特征在于,所述第二定向天线与所述乘用车的其中一后轮的距离小于1米。
8.如权利要求4所述的轮胎定位装置,其特征在于,所述发射器发射的是射频信号。
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