一種藍牙胎壓發(fā)送器的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種藍牙胎壓發(fā)送器，藍牙胎壓發(fā)送器包括：加速度傳感器，感應汽車的運動狀態(tài)；胎壓傳感器，感應汽車輪胎的胎壓數(shù)據(jù)；藍牙芯片控制器，與加速度傳感器和胎壓傳感器分別相連，在汽車處于運動狀態(tài)時將胎壓數(shù)據(jù)通過藍牙協(xié)議發(fā)送至主機端軟件系統(tǒng)；在汽車處于非運動狀態(tài)時休眠。本發(fā)明節(jié)省了電量消耗，利用藍牙2.4Ghz通訊方式實現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)采集、工作狀態(tài)自動切換、數(shù)據(jù)廣播快速上報、告警狀態(tài)精準維護和智能互聯(lián)操作，利用手機或車機上原有的操作系統(tǒng)，無需加裝任何硬件模塊或升級硬件電路，只需簡單安裝一個專用的胎壓監(jiān)測應用軟件，就能實時獲取汽車輪胎當前的胎壓和胎溫數(shù)據(jù)，為司機提供了更便捷，更高效的安全保障。
【專利說明】一種藍牙胎壓發(fā)送器
【技術領域】
[0001]本發(fā)明屬于電子通信【技術領域】，涉及一種胎壓發(fā)送器，特別是涉及一種藍牙胎壓發(fā)送器。
【背景技術】
[0002]汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)是一種能對汽車輪胎氣壓、溫度進行自動檢測，并對輪胎異常情況進行報警的預警系統(tǒng)。TPMS系統(tǒng)可分為間接式和直接式兩種。間接式是通過汽車ABS系統(tǒng)的輪速傳感器來比較車輪之間的轉(zhuǎn)速差別，以達到監(jiān)視胎壓的目的。直接式利用安裝在每一輪胎里的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓，并通過無線調(diào)制發(fā)射到安裝在駕駛臺的接收器上。
[0003]目前市場上傳統(tǒng)的胎壓發(fā)送器一般采用通用的低效單片機方式設計，胎壓發(fā)送器一般在傳感器數(shù)據(jù)采集，運行狀態(tài)和電源管理上比較簡單，在采用鈕扣電池供電時，產(chǎn)品整體工作周期不夠長，無法完全滿足前裝車廠超長的產(chǎn)品壽命要求。
[0004]另外一種傳統(tǒng)胎壓發(fā)送器采用433MHz公共ISM無線頻段。這種胎壓發(fā)送器的結構目前主要有兩種實現(xiàn)方式:其一，完全外掛，自成系統(tǒng)；其系統(tǒng)架構如圖1所示。其二，采用定制化的設計，整機產(chǎn)品中預先安裝胎壓接收模塊，并開發(fā)配套軟件驅(qū)動，其系統(tǒng)架構如圖2所示。由于該433MHz通訊技術太過古老，在實時互聯(lián)性和數(shù)據(jù)安全性方面明顯不足，導致其軟硬件環(huán)境單一和封閉，無法實現(xiàn)多設備之間的互聯(lián)操作，不能滿足當前互聯(lián)互通的大趨勢。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]鑒于以上所述現(xiàn)有技術的缺點，本發(fā)明的目的在于提供一種藍牙胎壓發(fā)送器，用于解決現(xiàn)有胎壓發(fā)送器壽命短、無法互聯(lián)互通的問題。
[0006]為實現(xiàn)上述目的及其他相關目的，本發(fā)明提供一種藍牙胎壓發(fā)送器，所述藍牙胎壓發(fā)送器包括:加速度傳感器，用于感應汽車的運動狀態(tài)；胎壓傳感器，用于感應汽車輪胎的胎壓數(shù)據(jù)；藍牙芯片控制器，與所述加速度傳感器和胎壓傳感器分別相連，在汽車處于運動狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)通過藍牙協(xié)議發(fā)送至主機端軟件系統(tǒng)；在汽車處于非運動狀態(tài)時休眠。
[0007]優(yōu)選地，所述藍牙芯片控制器包括:采集單元，與所述胎壓傳感器相連，接收采集所述胎壓數(shù)據(jù)；輪胎異常判斷單元，與所述采集單元相連，根據(jù)所述胎壓數(shù)據(jù)判斷輪胎是否處于異常狀態(tài)；快廣播單元，與所述輪胎異常判斷單元相連，在輪胎處于異常狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)快廣播上報至所述主機端軟件系統(tǒng)；慢廣播單元，與所述輪胎異常判斷單元相連，在輪胎處于正常狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)慢廣播上報至所述主機端軟件系統(tǒng)。
[0008]優(yōu)選地，所述胎壓傳感器包括壓力傳感器和溫度傳感器；所述壓力傳感器和溫度傳感器分別通過運算放大器與所述藍牙芯片控制器相連。
[0009]優(yōu)選地，所述藍牙胎壓發(fā)送器還包括:鈕扣電池，與所述藍牙芯片控制器相連，為所述藍牙胎壓發(fā)送器供電；存儲器，與所述藍牙芯片控制器相連，用于存儲藍牙胎壓發(fā)送器的各項數(shù)據(jù)。
[0010]優(yōu)選地，所述輪胎處于異常狀態(tài)的情況包括胎壓過高，胎壓過低，快漏氣，胎溫過高，電池電壓過低。
[0011]優(yōu)選地，所述快廣播單元和慢廣播單元均在藍牙低功耗的37、38、39三個信道上上報數(shù)據(jù)；所述快廣播單元的數(shù)據(jù)上報頻率大于慢廣播單元的數(shù)據(jù)上報頻率至少5倍以上。
[0012]優(yōu)選地，所述藍牙芯片控制器的通信頻段為2.4GHz。
[0013]如上所述，本發(fā)明所述的藍牙胎壓發(fā)送器，具有以下有益效果:
[0014]本發(fā)明節(jié)省了電量消耗，利用藍牙2.4Ghz通訊方式實現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)采集、工作狀態(tài)自動切換、數(shù)據(jù)廣播快速上報、告警狀態(tài)精準維護和智能互聯(lián)操作，利用手機或車機上原有的操作系統(tǒng)，無需加裝任何硬件模塊或升級硬件電路，只需簡單安裝一個專用的胎壓監(jiān)測應用軟件，就能實時獲取汽車輪胎當前的胎壓和胎溫數(shù)據(jù)，為司機提供了更便捷，更高效的安全保障。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為傳統(tǒng)胎壓發(fā)送器的一種結構示意圖。
[0016]圖2為傳統(tǒng)胎壓發(fā)送器的另一種結構示意圖。
[0017]圖3為本發(fā)明所述的藍牙胎壓發(fā)送器的結構示意圖。
[0018]圖4為本發(fā)明所述的藍牙芯片控制器的內(nèi)部結構示意圖。
[0019]圖5為本發(fā)明所述的藍牙胎壓發(fā)送器的運行邏輯示意圖。
[0020]元件標號說明
[0021]300藍牙胎壓發(fā)送器
[0022]310加速度傳感器
[0023]320胎壓傳感器
[0024]321 壓力傳感器
[0025]322溫度傳感器
[0026]330藍牙芯片控制器
[0027]331采集單元
[0028]332輪胎異常判斷單元
[0029]333快廣播單元
[0030]334慢廣播單元
[0031]340 鈕扣電池
[0032]350 存儲器
[0033]360 運算放大電路
【具體實施方式】
[0034]以下通過特定的具體實例說明本發(fā)明的實施方式，本領域技術人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本發(fā)明的其他優(yōu)點與功效。本發(fā)明還可以通過另外不同的【具體實施方式】加以實施或應用，本說明書中的各項細節(jié)也可以基于不同觀點與應用，在沒有背離本發(fā)明的精神下進行各種修飾或改變。
[0035]請參閱附圖。需要說明的是，本實施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本發(fā)明的基本構想，遂圖式中僅顯示與本發(fā)明中有關的組件而非按照實際實施時的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實際實施時各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復雜。
[0036]下面結合實施例和附圖對本發(fā)明進行詳細說明。
[0037]實施例
[0038]本發(fā)明提供一種藍牙胎壓發(fā)送器，如圖3所示，所述藍牙胎壓發(fā)送器300包括:力口速度傳感器310，胎壓傳感器320，藍牙芯片控制器330，鈕扣電池340，存儲器350。
[0039]所述加速度傳感器310用于感應汽車的運動狀態(tài)。加速度傳感器可以實時穩(wěn)定的獲取當前汽車的運動狀態(tài)。
[0040]所述胎壓傳感器320用于感應汽車輪胎的胎壓數(shù)據(jù)。進一步，所述胎壓傳感器320包括但不限于壓力傳感器321和溫度傳感器322 ;所述壓力傳感器321和溫度傳感器322分別通過運算放大電路360與所述藍牙芯片控制器330相連。
[0041]所述藍牙芯片控制器330與所述加速度傳感器310和胎壓傳感器320分別相連，在汽車處于運動狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)通過藍牙協(xié)議發(fā)送至主機端軟件系統(tǒng)；在汽車處于非運動狀態(tài)時休眠。所述藍牙芯片控制器的通信頻段為2.4GHz。本發(fā)明所述的藍牙芯片控制器330可以采用CSR最新一代藍牙低功耗芯片CSR1010來實現(xiàn)，但不限于該型號，凡是能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明的藍牙芯片控制器330功能的芯片都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
[0042]進一步，如圖4所示，所述藍牙芯片控制器330包括:采集單元331，輪胎異常判斷單元332，快廣播單元333，慢廣播單元334。
[0043]所述采集單元331與所述胎壓傳感器320相連，接收采集所述胎壓數(shù)據(jù)；
[0044]所述輪胎異常判斷單元332與所述采集單元331相連，根據(jù)所述胎壓數(shù)據(jù)判斷輪胎是否處于異常狀態(tài)。進一步，所述輪胎處于異常狀態(tài)的情況包括胎壓過高，胎壓過低，快漏氣，胎溫過高，電池電壓過低。
[0045]所述輪胎異常判斷單元332可以對輪胎(包括前左，前右，后左，后右，備胎)的當前胎壓、胎溫數(shù)據(jù)，根據(jù)預設的門限設置和算法過濾，實現(xiàn)胎壓過高，胎壓過低，快漏氣，胎溫過高，電池電壓過低等異常狀況的監(jiān)測判斷。例如:一般監(jiān)測到輪胎胎壓>3.0bar時告警胎壓過高；一般監(jiān)測到輪胎胎壓〈1.Sbar時告警胎壓過低；一般監(jiān)測到輪胎胎壓在I分鐘內(nèi)減少>0.1Bar時告警快漏氣；一般監(jiān)測到輪胎胎溫>60度時告警胎溫過高；一般在監(jiān)測到鈕扣電池的電壓持續(xù)〈2.5V時告警電池電壓過低。
[0046]所述快廣播單元333與所述輪胎異常判斷單元332相連，在輪胎處于異常狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)快廣播上報至所述主機端軟件系統(tǒng)。所述慢廣播單元334與所述輪胎異常判斷單元332相連，在輪胎處于正常狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)慢廣播上報至所述主機端軟件系統(tǒng)。即只有在藍牙胎壓發(fā)送器第一次被振動喚醒和監(jiān)測到異常情況時才執(zhí)行快廣播模式。藍牙胎壓發(fā)送器監(jiān)測到輪胎無任何異常時一直執(zhí)行慢廣播模式。所述快廣播單元333和慢廣播單元334均在藍牙低功耗的37、38、39三個信道上上報數(shù)據(jù)；所述快廣播單元的數(shù)據(jù)上報頻率大于慢廣播單元的數(shù)據(jù)上報頻率至少5倍以上。例如:快廣播采用在藍牙低功耗的37、38、39三個信道上，每I秒發(fā)送一次數(shù)據(jù)給主機端軟件系統(tǒng)；慢廣播采用在藍牙低功耗的37、38、39三個信道上，每32秒發(fā)送一次數(shù)據(jù)給主機端軟件系統(tǒng)。
[0047]所述鈕扣電池340與所述藍牙芯片控制器330相連，為所述藍牙胎壓發(fā)送器供電。本發(fā)明的供電方式不限于鈕扣電池一種，凡是不影響本發(fā)明實施的供電方式都可以使用。
[0048]所述存儲器350與所述藍牙芯片控制器330相連，用于存儲藍牙胎壓發(fā)送器的各項數(shù)據(jù)。
[0049]為最大限度的提高藍牙胎壓發(fā)送器的使用壽命，需盡可能的節(jié)省鈕扣電池的電量消耗。本發(fā)明在整體產(chǎn)品設計中，利用加速度傳感器完成汽車運動狀態(tài)的判斷，確保只有在汽車運動時，該藍牙胎壓發(fā)送器才真正處于工作狀態(tài)，其他時間都處于深度睡眠模式下(該模式下電流〈2.5uA)。一旦監(jiān)測到汽車發(fā)動開始啟動時，該藍牙胎壓發(fā)送器從深度睡眠模式下被喚醒，然后對當前的胎壓傳感器數(shù)據(jù)進行采集。
[0050]藍牙胎壓發(fā)送器在完成當前胎壓傳感器的胎壓數(shù)據(jù)采集后，對胎壓數(shù)據(jù)進行判斷，判斷當前輪胎是否處于異常狀態(tài)，然后通過快廣播單元和慢廣播單元之間的動態(tài)切換，實現(xiàn)輪胎異常情況和正常情況的實時處理，再通過藍牙廣播信道快速上報當前傳感器數(shù)據(jù)和狀態(tài)給主機端軟件系統(tǒng)，其主體運行邏輯如圖5所示。
[0051]本發(fā)明所述的藍牙胎壓發(fā)送器的實現(xiàn)結構可以分為內(nèi)置式發(fā)送器和外置式發(fā)送器兩種，這兩種結構產(chǎn)品的主要不同點只在于安裝方式、鈕扣電池容量和外殼模具方面，其內(nèi)部的硬件設計架構、軟件算法、工作邏輯和通訊機理完全相同。
[0052]本發(fā)明所述的藍牙胎壓發(fā)送器一旦被安裝到實際車輪后，可以通過振動喚醒，信道廣播，主機認證，數(shù)據(jù)上報，車輛運動監(jiān)測，動態(tài)電源管理等運行機制實現(xiàn)對輪胎的監(jiān)控，并提供超長時間的產(chǎn)品運行壽命(外置式壽命2-3年，內(nèi)置式壽命8-10年)。
[0053]本發(fā)明主要基于藍牙低功耗通訊方式，并通過傳感器數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)機管理、數(shù)據(jù)通道保持和互聯(lián)操作方面的獨特架構和優(yōu)勢算法，讓藍牙胎壓發(fā)送器能完全融合到主流的智能平臺(手機和車載娛樂系統(tǒng))中，使胎壓監(jiān)測被廣大用戶所認識和認可，為汽車全面普及胎壓監(jiān)測系統(tǒng)做好了準備。本發(fā)明能讓胎壓發(fā)送器快速融入到目前主流智能終端(手機和車載娛樂系統(tǒng))中，既能節(jié)約軟硬件成本，又能提升發(fā)送器的運行效率，并提供了最佳的互聯(lián)互通手段，增加了用戶的可操作性，在大大提升用戶體驗效果的情況下，讓胎壓監(jiān)測更容易被認可和接受。
[0054]本發(fā)明具有以下優(yōu)點:
[0055]I)鑒于藍牙低功耗2.4Ghz頻段為全球公共頻段優(yōu)勢，可以在全球范圍內(nèi)無阻礙使用，避免傳統(tǒng)胎壓發(fā)送器為適合不同國家頻率資源而生產(chǎn)不同的硬件產(chǎn)品，簡化了庫存管理和產(chǎn)品流通成本。
[0056]2)利用藍牙數(shù)據(jù)的高傳輸率，在更短的時間里實現(xiàn)了全部數(shù)據(jù)的上報，縮短了射頻工作的時間，大大降低了鈕扣電池的電流消耗，比傳統(tǒng)胎壓發(fā)送器在使用壽命上有明顯提升。
[0057]3)利用獨特的快廣播和慢廣播時序切換，在汽車啟動后，完全能在2秒內(nèi)獲得輪胎當前狀態(tài)的數(shù)據(jù)值更新，比傳統(tǒng)胎壓發(fā)送器的第一次數(shù)據(jù)上報時間大大提前。
[0058]4)無需在主流智能終端(手機和車載娛樂系統(tǒng))上安裝專用接收模塊，避免了傳統(tǒng)胎壓數(shù)據(jù)接收時繁瑣的硬件定制開發(fā)過程。[0059]5)利用現(xiàn)有主流智能終端(手機和車載娛樂系統(tǒng))已集成的藍牙功能，只需要簡單的應用軟件安裝和配對就能使用，省去了傳統(tǒng)胎壓數(shù)據(jù)接收時復雜的軟件驅(qū)動定制和調(diào)試過程。
[0060]本發(fā)明采用藍牙低功耗(Bluet00th4.0)技術實現(xiàn)汽車胎壓發(fā)送器的設計，利用藍牙2.4Ghz通訊方式，實現(xiàn)了傳感器數(shù)據(jù)采集、工作狀態(tài)自動切換、數(shù)據(jù)廣播快速上報、告警狀態(tài)精準維護和智能互聯(lián)操作。在目前智能手機和車載娛樂系統(tǒng)大量普及的背景下，無需在手機和車載娛樂系統(tǒng)上加裝任何硬件模塊或升級硬件電路，利用手機或車機上原有的操作系統(tǒng)，只需簡單安裝一個專用的胎壓監(jiān)測應用軟件，就能實時獲取汽車輪胎當前的胎壓和胎溫數(shù)據(jù)，為司機提供了更便捷，更高效的安全保障。
[0061]藍牙低功耗協(xié)議(Bluetooth4.0)是由藍牙技術聯(lián)盟(Bluetooth SIG)最新發(fā)布的藍牙低功耗通訊標準，相對于其他無線通訊，其明顯的特點是:跳頻技術，短包通訊，超低功耗，雙向數(shù)據(jù)鏈路，可網(wǎng)絡拓撲互聯(lián)等。其已經(jīng)是各類智能平臺(手機和車載娛樂系統(tǒng))中的標準配置，被廣泛使用和認可。
[0062]綜上所述，本發(fā)明有效克服了現(xiàn)有技術中的種種缺點而具高度產(chǎn)業(yè)利用價值。
[0063]上述實施例僅例示性說明本發(fā)明的原理及其功效，而非用于限制本發(fā)明。任何熟悉此技術的人士皆可在不違背本發(fā)明的精神及范疇下，對上述實施例進行修飾或改變。因此，舉凡所屬【技術領域】中具有通常知識者在未脫離本發(fā)明所揭示的精神與技術思想下所完成的一切等效修飾或改變，仍應由本發(fā)明的權利要求所涵蓋。
【權利要求】
1.一種藍牙胎壓發(fā)送器，其特征在于，所述藍牙胎壓發(fā)送器包括: 加速度傳感器，用于感應汽車的運動狀態(tài)； 胎壓傳感器，用于感應汽車輪胎的胎壓數(shù)據(jù)； 藍牙芯片控制器，與所述加速度傳感器和胎壓傳感器分別相連，在汽車處于運動狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)通過藍牙協(xié)議發(fā)送至主機端軟件系統(tǒng)；在汽車處于非運動狀態(tài)時休眠。
2.根據(jù)權利要求1所述的藍牙胎壓發(fā)送器，其特征在于，所述藍牙芯片控制器包括: 采集單元，與所述胎壓傳感器相連，接收采集所述胎壓數(shù)據(jù)； 輪胎異常判斷單元，與所述采集單元相連，根據(jù)所述胎壓數(shù)據(jù)判斷輪胎是否處于異常狀態(tài)； 快廣播單元，與所述輪胎異常判斷單元相連，在輪胎處于異常狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)快廣播上報至所述主機端軟件系統(tǒng)； 慢廣播單元，與所述輪胎異常判斷單元相連，在輪胎處于正常狀態(tài)時將所述胎壓數(shù)據(jù)慢廣播上報至所述主機端軟件系統(tǒng)。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的藍牙胎壓發(fā)送器，其特征在于:所述胎壓傳感器包括壓力傳感器和溫度傳感器；所述壓力傳感器和溫度傳感器分別通過運算放大器與所述藍牙芯片控制器相連。
4.根據(jù)權利要求1所述的藍牙胎壓發(fā)送器，其特征在于，所述藍牙胎壓發(fā)送器還包括: 鈕扣電池，與所述藍牙芯片控制器相連，為所述藍牙胎壓發(fā)送器供電； 存儲器，與所述藍牙芯片控制器相連，用于存儲藍牙胎壓發(fā)送器的各項數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權利要求2所述的藍牙胎壓發(fā)送器，其特征在于:所述輪胎處于異常狀態(tài)的情況包括胎壓過高，胎壓過低，快漏氣，胎溫過高，電池電壓過低。
6.根據(jù)權利要求2所述的藍牙胎壓發(fā)送器，其特征在于:所述快廣播單元和慢廣播單元均在藍牙低功耗的37、38、39三個信道上上報數(shù)據(jù)；所述快廣播單元的數(shù)據(jù)上報頻率大于慢廣播單元的數(shù)據(jù)上報頻率至少5倍以上。
7.根據(jù)權利要求1所述的藍牙胎壓發(fā)送器，其特征在于:所述藍牙芯片控制器的通信頻段為2.4GHz。
【文檔編號】B60C23/04GK104002629SQ201410242717
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年6月3日 優(yōu)先權日:2014年6月3日
【發(fā)明者】王紹峰 申請人:上?？v目科技有限公司