CN107225920A - 一种LoRa无线胎压监测***及监测方法 - Google Patents

一种LoRa无线胎压监测***及监测方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于信号监测技术领域，公开了一种LoRa无线胎压监测***及监测方法，MCU芯片周期性主动读取数字气压传感器的气压数据，打包成数据包发送出去；LoRa接收显示模块接收到数据后进行解析；***包括LoRa胎压监测模块、LoRa接收显示模块；LoRa接收显示模块用于接收LoRa胎压监测模块传输的数据，将数据包进行解析；将胎压数据在LoRa接收显示模块的显示屏上显示。本发明安装方便，对应编号LoRa胎压监测模块安装在对应的轮胎上，安装好后模块开始自动发送数据，LoRa接收显示模块装入电池即可开机显示胎压值；采用LoRa传输技术，功耗低，传输数据稳定安全。

Description

一种LoRa无线胎压监测***及监测方法
技术领域
本发明属于信号监测技术领域，尤其涉及一种LoRa无线胎压监测***及监测方法。
背景技术
汽车行驶过程中，特别是在高速上高速行驶过程中，轮胎发热膨胀，如果轮胎老化或者轮胎已近出现凸起，那么久很容易发生爆胎现象，造成不可挽回的严重后果，轻则车身受损，重则车毁人亡。所以一款能够实时监测车胎气压的小设备尤为必要。现在的已有的技术，大都是借助蓝牙或者其他无线方式，在车胎气门地方装上监测模块，然后将数据通过蓝牙传输到显示模块上，达到监测胎压的目的。
综上所述，现有技术存在的问题是：
蓝牙本身耗电量大，监测模块和显示模块都需要直接用车载电源供电或者大容量电池供电，所以依赖蓝牙技术的模块功耗大，平均耗电量>20mA，使用寿命短，而且基于蓝牙的模块成本高，一般成本都超出一百块人民币。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种LoRa无线胎压监测***及监测方法。
本发明是这样实现的，一种LoRa无线胎压监测方法，所述LoRa无线胎压监测方法包括：
LoRa胎压监测模块的MCU芯片周期性主动读取数字气压传感器的气压数据，然后将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包，使用LoRa无线芯片发送出去，数据格式定义如下：
项目 设备地址 检测模块编号 胎压数值 结束符
长度 8Byte 1Byte 3Byte 2Byte
示例 BE 7A 00 00 00 00 0A 8E 01 01 25BE 0D 0A
LoRa接收显示模块接收到数据后，将数据包按照设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值的格式进行解析；解析出数据包的前8个十六进制数为设备的地址编号，检验设备地址编号是否和自己的编号一致，若一致则将数据包的第十、第十一、第十二个十六进制数组成的胎压数据，在LoRa接收显示模块的显示屏上根据胎压模块编号即数据包的第九个十六进数，显示到相应的位置，若地址编号不一致，则丢弃数据。这样保证数据传输的稳定性和安全性。
进一步，LoRa胎压监测模块和LoRa接收显示模块两者之间采用点对点LoRa传输数据方式。
进一步，所述LoRa胎压监测模块四个，每个LoRa胎压监测模块都有一个唯一的设备地址编号(8Byte)，每个LoRa胎压监测模块都有一个用于标定的轮胎的编号(1Byte)。
本发明另一目的在于提供一种LoRa无线胎压监测***，所述LoRa无线胎压监测***包括：
LoRa胎压监测模块，与LoRa接收显示模块采用点对点LoRa传输数据连接，用于周期性主动读取气压数据，然后将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包，发送到LoRa接收显示模块，数据格式定义如下：
项目 设备地址 检测模块编号 胎压数值 结束符
长度 8Byte 1Byte 3Byte 2Byte
示例 BE 7A 00 00 00 00 0A 8E 01 01 25BE 0D 0A
LoRa接收显示模块，用于接收LoRa胎压监测模块传输的数据，将数据包进行解析；将胎压数据在LoRa接收显示模块的显示屏上显示。
进一步，所述LoRa胎压监测模块包括：
第一MCU芯片，与数字气压传感器连接，用于周期性从气压传感器读取气压数值，还用于将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包；
数字气压传感器，与MCU芯片连接，用于采集轮胎气压数值；
第一LoRa芯片，与MCU芯片连接，用于将MCU芯片打包成数据包的数值发送到LoRa接收显示模块。
进一步，所述LoRa胎压监测模块采用圆柱型；所述LoRa胎压监测模块还包括采用LoRa天线，所述LoRa天线通过信号线与LoRa芯片连接；
所述LoRa胎压监测模块还包括为MCU芯片、数字气压传感器、LoRa芯片提供电能的纽扣电池；
所述周期为10s～15s。
进一步，所述LoRa接收显示模块包括：
第二LoRa芯片，与第二MCU芯片连接，用于加接收第一LoRa芯片发送的数据；
第二MCU芯片，与第二LoRa芯片连接，用于解析接收数据是否超过阈值；解析出数据包的前8个十六进制数为设备的地址编号，检验设备地址编号是否和自己的编号一致，若一致则将数据包的第十、第十一、第十二个十六进制数组成的胎压数据，在LoRa接收显示模块的显示屏上根据胎压模块编号即数据包的第九个十六进数，显示到相应的位置，若地址编号不一致，则丢弃数据；
蜂鸣器，与第二MCU芯片连接，用于报警提示。
进一步，所述LoRa接收显示模块还包括：采用电池+太阳能电池板方式供电的能源模块；所述太阳能电池板将电存入电池。
本发明的优点及积极效果为：
本发明LoRa模块功耗低,24小时平均功耗可低至10微安以下,发送数据间隔越长，功耗越低；供电要求也低，采用2.2-3.6v的纽扣电池就可以工作，所以使用寿命长；并且因为功耗低，所以可以加快上报频率，数据的实时性更强，成本也很低，全套成本可以控制在五十块人民币以内；比现有技术节约成本近一倍。
本发明还具有以下优点：安装方便，对应编号LoRa胎压监测模块安装在对应的轮胎上，安装好后模块开始自动发送数据，LoRa接收显示模块装入电池即可开机显示胎压值；采用LoRa传输技术，功耗低,24小时平均功耗可低至10微安以下，传输数据稳定安全；整机成本低。
附图说明
图1是本发明实施例提供的LoRa无线胎压监测方法流程图；
图2是本发明实施例提供的LoRa无线胎压监测***的框图；
图3是本发明实施例提供的LoRa无线胎压监测***的LoRa胎压监测模块结构示意图；
图4是本发明实施例提供的LoRa无线胎压监测***的LoRa胎压监测模块组成芯片示意图；
图5是本发明实施例提供的LoRa无线胎压监测***的LoRa接收显示模块结构示意图；
图中：1、LoRa胎压监测模块；1-1、第一MCU芯片；1-2、数字气压传感器；1-3、第一LoRa芯片；1-4、LoRa天线；1-5、纽扣电池；2、LoRa接收显示模块；2-1、第二LoRa芯片；2-2、第二MCU芯片；2-3、显示屏；2-4、蜂鸣器；2-5、能源模块。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明LoRa无线胎压监测***及监测方法的术语：
本发明LoRa无线胎压监测器分两种设备，即LoRa胎压监测器和LoRa接收显示器。其中胎压监测模块四个接收显示模块一个。胎压监测模块安装在四个轮胎的气门部分，和气门芯连通在一起。接收显示模块放在车内仪表盘上，上面显示四个轮胎胎压，当某个胎压值超过阈值就蜂鸣器报警，提请驾驶员降低速度及时修整检查轮胎。
LoRa胎压监测器：也叫LoRa胎压监测模块，使用LoRa技术，将监测到的胎压值上传到接收显示模块。
LoRa接收显示器：也叫LoRa接收显示模块，使用LoRa技术，接收胎压监测模块上报数据，并将数据显示在显示屏上，采用蜂鸣器报警。
下面结合附图对本发明的应用原理作详细描述。
如图1所示，本发明实施例提供的LoRa无线胎压监测方法，包括：
S101:LoRa胎压监测模块的MCU芯片周期性主动读取数字气压传感器的气压数据，然后将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包，使用LoRa无线芯片发送出去，数据格式定义如下：
项目 设备地址 检测模块编号 胎压数值 结束符
长度 8Byte 1Byte 3Byte 2Byte
示例 BE 7A 00 00 00 00 0A 8E 01 01 25BE 0D 0A
S102:LoRa接收显示模块接收到数据后，将数据包按照设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值的格式进行解析；解析出数据包的前8个十六进制数为设备的地址编号，检验设备地址编号是否和自己的编号一致，若一致则将数据包的第十、第十一、第十二个十六进制数组成的胎压数据，在LoRa接收显示模块的显示屏上根据胎压模块编号即数据包的第九个十六进数，显示到相应的位置，若地址编号不一致，则丢弃数据。
进一步，LoRa胎压监测模块和LoRa接收显示模块两者之间采用点对点LoRa传输数据方式。
进一步，所述LoRa胎压监测模块四个，每个LoRa胎压监测模块都有一个唯一的设备地址编号，每个LoRa胎压监测模块都有一个用于标定的轮胎的编号。依次是1、2、3、4编号，编号1的模块对应左前轮胎，编号2的模块对应右前轮胎，编号3的模块对应左后轮胎，编号4的模块对应右后轮胎，对应安装。
如图2至图5所示，本发明实施例提供的LoRa无线胎压监测***，所述LoRa无线胎压监测***包括：
LoRa胎压监测模块1，采用点对点LoRa传输数据连接，用于周期性主动读取气压数据，然后将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包，发送到LoRa接收显示模块；
LoRa接收显示模块2，用于接收LoRa胎压监测模块传输的数据，将数据包进行解析；将胎压数据在LoRa接收显示模块的显示屏上显示。
所述LoRa胎压监测模块1包括：
第一MCU芯片1-1，与数字气压传感器连接，用于周期性从气压传感器读取气压数值，还用于将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包，数据格式定义如下：
项目 设备地址 检测模块编号 胎压数值 结束符
长度 8Byte 1Byte 3Byte 2Byte
示例 BE 7A 00 00 00 00 0A 8E 01 01 25BE 0D 0A
数字气压传感器1-2，与MCU芯片连接，用于采集轮胎气压数值；
第一LoRa芯片1-3，与MCU芯片连接，用于将MCU芯片打包成数据包的数值发送到LoRa接收显示模块。
所述LoRa胎压监测模块采用圆柱型；所述LoRa胎压监测模块还包括采用LoRa天线1-4，所述LoRa天线通过信号线与LoRa芯片连接；所述LoRa天线1-4为铜帽；
所述LoRa胎压监测模块还包括为MCU芯片、数字气压传感器、LoRa芯片提供电能的纽扣电池1-5；
所述周期为10s～15s。
所述LoRa接收显示模块2包括：
第二LoRa芯片2-1，与第二MCU芯片连接，用于加接收第一LoRa芯片发送的数据；
第二MCU芯片2-2，与第二LoRa芯片连接，用于解析接收数据是否超过阈值；先检验设备地址编号是否和自己的编号一致，若一致则将胎压数据在LoRa接收显示模块的显示屏2-3上根据胎压模块编号显示到相应的位置，若地址编号不一致，则丢弃数据；
蜂鸣器2-4，与第二MCU芯片连接，用于报警提示。
所述LoRa接收显示模块2还包括：采用电池+太阳能电池板方式供电的能源模块2-5；所述太阳能电池板将电存入电池。供电范围2.2v-3.6v，采用2000毫安时大电池供电。出厂默认电池不装入，电池装入后自动开机，显示接收到的胎压值。
本发明LoRa模块功耗低,24小时平均功耗可低至10微安以下,24小时平均功耗可低至10微安以下，供电要求也低，采用2.2-3.6v的纽扣电池就可以工作，所以使用寿命长；并且因为功耗低，所以可以加快上报频率，数据的实时性更强，成本也很低，全套成本可以控制在五十块人民币以内；比现有技术节约成本近一倍。
本发明还具有以下优点：安装方便，对应编号LoRa胎压监测模块安装在对应的轮胎上，安装好后模块开始自动发送数据，LoRa接收显示模块装入电池即可开机显示胎压值；采用LoRa传输技术，功耗低,24小时平均功耗可低至10微安以下,24小时平均功耗可低至10微安以下，传输数据稳定安全；整机成本低。
每个LoRa胎压监测模块都有一个编号，依次是1、2、3、4编号，编号1的模块对应左前轮胎，编号2的模块对应右前轮胎，编号3的模块对应左后轮胎，编号4的模块对应右后轮胎，对应安装后，模块周期性10s采集一次胎压数据，监测模块主动读取BMP085数字气压传感器的气压数据，然后将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包，使用LoRa无线芯片sx1278发送出去。LoRa接收显示模块接收到数据后，将数据包按照“设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值”的格式进行解析，解析出数据包的前8个十六进制数为设备的地址编号，检验设备地址编号是否和自己的编号一致，若一致则将数据包的第十、第十一、第十二个十六进制数组成的胎压数据，在LoRa接收显示模块的显示屏上根据胎压模块编号即数据包的第九个十六进数，显示到相应的位置，若地址编号不一致，则丢弃数据，这样保证数据传输的稳定性和安全性。
第一MCU芯片型号为STM32L031；第一LoRa芯片型号为SX1278；
数字气压传感器为BMP085；
第二MCU芯片型号为STM32L151；第二LoRa芯片型号为SX1278；
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种LoRa无线胎压监测方法，其特征在于，所述LoRa无线胎压监测方法包括：
LoRa胎压监测模块的MCU芯片周期性主动读取数字气压传感器的气压数据，获取传感器检测到的气压值，然后将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包，使用LoRa无线芯片发送出去LoRa接收显示模块接收到数据后，将数据包按照设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值的格式进行解析；解析出数据包的前8个十六进制数为设备的地址编号，检验设备地址编号是否和自己的编号一致，若一致则将数据包的第十、第十一、第十二个十六进制数组成的胎压数据，在LoRa接收显示模块的显示屏上根据胎压模块编号即数据包的第九个十六进数，显示到相应的位置，若地址编号不一致，则丢弃数据。
2.如权利要求1所述的LoRa无线胎压监测方法，其特征在于，LoRa胎压监测模块和LoRa接收显示模块两者之间采用点对点LoRa传输数据方式。
3.如权利要求1所述的LoRa无线胎压监测方法，其特征在于，所述LoRa胎压监测模块四个，每个LoRa胎压监测模块都有一个唯一的设备地址编号，每个LoRa胎压监测模块都有一个用于标定的轮胎的编号。
4.一种如权利要求1所述LoRa无线胎压监测方法的LoRa无线胎压监测***，其特征在于，所述LoRa无线胎压监测***包括：
LoRa胎压监测模块，与LoRa接收显示模块采用点对点LoRa传输数据连接，用于周期性主动读取气压数据，然后将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包，发送到LoRa接收显示模块；
LoRa接收显示模块，用于接收LoRa胎压监测模块传输的数据，将数据包进行解析；将胎压数据在LoRa接收显示模块的显示屏上显示。
5.如权利要求4所述的LoRa无线胎压监测***，其特征在于，所述LoRa胎压监测模块包括：
第一MCU芯片，与数字气压传感器连接，用于周期性从气压传感器读取气压数值，还用于将设备地址编号+LoRa胎压监测模块编号+胎压数值打包成数据包；
数字气压传感器，与MCU芯片连接，用于采集轮胎气压数值；
第一LoRa芯片，与MCU芯片连接，用于将MCU芯片打包成数据包的数值发送到LoRa接收显示模块。
6.如权利要求4所述的LoRa无线胎压监测***，其特征在于，所述LoRa胎压监测模块采用圆柱型；所述LoRa胎压监测模块还包括采用LoRa天线，所述LoRa天线通过信号线与LoRa芯片连接；
所述LoRa胎压监测模块还包括为MCU芯片、数字气压传感器、LoRa芯片提供电能的纽扣电池；
所述周期为10s～15s。
7.如权利要求4所述的LoRa无线胎压监测***，其特征在于，所述LoRa接收显示模块包括：
第二LoRa芯片，与第二MCU芯片连接，用于加接收第一LoRa芯片发送的数据；
第二MCU芯片，与第二LoRa芯片连接，用于解析接收数据是否超过阈值；解析出数据包的前8个十六进制数为设备的地址编号，检验设备地址编号是否和自己的编号一致，若一致则将数据包的第十、第十一、第十二个十六进制数组成的胎压数据，在LoRa接收显示模块的显示屏上根据胎压模块编号即数据包的第九个十六进数，显示到相应的位置，若地址编号不一致，则丢弃数据
蜂鸣器，与第二MCU芯片连接，用于报警提示。
8.如权利要求4所述的LoRa无线胎压监测***，其特征在于，所述LoRa接收显示模块还包括：采用电池+太阳能电池板方式供电的能源模块；所述太阳能电池板将电存入电池。
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