本發(fā)明涉及汽車輪胎安全領(lǐng)域，具體涉及一種基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置及其控制方法。

背景技術(shù)：

目前汽車爆胎引發(fā)的交通事故占據(jù)了夏季高速公路車禍原因的很大比例。爆胎原因一般為超載、超速導(dǎo)致的輪胎氣壓過高，或者輪胎磨損嚴(yán)重、尖銳物體刺扎導(dǎo)致的輪胎緩慢漏氣，當(dāng)行駛車速較高時(shí)，由于輪胎發(fā)熱導(dǎo)致氣體膨脹，從而沖破受損部位導(dǎo)致爆胎。輪胎突然爆破，駕駛員來不及控制車輛，極易導(dǎo)致側(cè)滑，從而發(fā)生撞擊、側(cè)翻和駛出車道的交通事故。

目前，避免爆胎引發(fā)的交通事故除了規(guī)范駕駛以外，胎壓檢測系統(tǒng)成為許多汽車的安全配置?，F(xiàn)今胎壓監(jiān)測裝置可分為兩種：一種是間接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，又稱為WSBTPMS。WSBTPMS需要通過汽車的制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達(dá)到監(jiān)測胎壓的目的，當(dāng)輪胎壓力降低時(shí)，車輛的重量會使輪胎直徑變小，車速就會產(chǎn)生變化，車速變化就會觸發(fā)WSBTPMS通過儀表顯示報(bào)警。二是直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，又稱為PSBTPMS，PSBTPMS是利用安裝在輪胎內(nèi)的壓力傳感器來測量輪胎的氣壓和溫度，利用無線發(fā)射器將壓力信息從輪胎內(nèi)部發(fā)送到中央接收器模塊上的系統(tǒng)，然后對輪胎氣壓數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示。當(dāng)輪胎出現(xiàn)高壓，低壓，高溫時(shí)，系統(tǒng)就會報(bào)警提示車主。

雖然現(xiàn)今的胎壓檢測裝置能夠提醒車主胎壓不足，從而提醒車主輪胎可能出現(xiàn)問題，及時(shí)檢查輪胎，但是并不能夠區(qū)分是正常胎內(nèi)空氣損耗泄漏還是輪胎被扎受損導(dǎo)致緩慢漏氣，于是在輪胎被扎而刺破物仍停留在輪胎里導(dǎo)致極緩慢漏氣時(shí)，胎壓將顯示正常，此時(shí)車主高速行駛則會留下安全隱患。當(dāng)汽車高速行駛時(shí)由于輪胎溫度的升高和輪胎變形、振動(dòng)，會導(dǎo)致刺破物突然擠出，輪胎瞬間迅速爆胎導(dǎo)致車禍發(fā)生?？梢姮F(xiàn)今胎壓監(jiān)測裝置檢測準(zhǔn)確性和及時(shí)性不高，也無法告知輪胎被扎受損具體部位，增加了查找漏點(diǎn)的難度和維修工時(shí)。

目前透明導(dǎo)電膜制備技術(shù)愈發(fā)成熟，近年來，導(dǎo)電膜在民用工業(yè)方面的使用，也日趨廣泛。諸如民用飛機(jī)、電機(jī)車、汽車等風(fēng)擋玻璃用電熱膜，節(jié)能用建筑玻璃，壘息照像和液晶彩色電視，水利建筑安全等方面都得到了應(yīng)用。本發(fā)明借助導(dǎo)電膜技術(shù)致力于解決輪胎刺破后的及時(shí)報(bào)警以及傷口的準(zhǔn)確定位問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置，本發(fā)明的發(fā)明目的是通過導(dǎo)電膜合理布局，解決輪胎在被刺破瞬間、尚未發(fā)生漏氣時(shí)即可對漏氣情況準(zhǔn)確及時(shí)報(bào)警的問題。

本發(fā)明設(shè)計(jì)開發(fā)了一種基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置的控制方法，本發(fā)明的發(fā)明目的是解決輪胎在被刺破瞬間、尚未發(fā)生漏氣時(shí)即可準(zhǔn)確及時(shí)報(bào)警，并且準(zhǔn)確定位輪胎損壞的具體位置，提高維修時(shí)檢測漏點(diǎn)效率。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：

一種基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置，包括：

導(dǎo)電膜組，其均勻覆蓋在輪胎內(nèi)壁表面，并且連接電源；

電流檢測裝置，其分別布置在所述導(dǎo)電膜的四個(gè)邊角；

控制器，其電聯(lián)所述電流檢測裝置，通過電流信息確定輪胎破損信息并輸出。

優(yōu)選的是，所述導(dǎo)電膜為多條導(dǎo)電絲正交排布形成的電阻網(wǎng)格矩陣，并且在所述網(wǎng)格矩陣中每個(gè)網(wǎng)格邊長對應(yīng)一個(gè)導(dǎo)電絲等效電阻。

優(yōu)選的是，還包括：蜂鳴器和破損坐標(biāo)顯示器；

其中，所述破損坐標(biāo)顯示器包括：

破損輪胎指示燈，其為四組圓形排布的背景燈，分別一一對應(yīng)汽車的輪胎；

導(dǎo)電膜破損位置指示燈，其呈“田”字型排布在圓形排布的背景燈內(nèi)，分別對應(yīng)所述輪胎內(nèi)的導(dǎo)電膜；

破損導(dǎo)電膜編號顯示屏，其安裝在所述導(dǎo)電膜破損位置指示燈下方，用于指示破損導(dǎo)電膜編號。

優(yōu)選的是，所述導(dǎo)電膜設(shè)置為正方形，其邊長與所述輪胎的胎寬相等。

優(yōu)選的是，所述控制器粘附在所述輪胎胎側(cè)內(nèi)壁上。

一種基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置的控制方法，包括如下步驟：

步驟一、對導(dǎo)電膜進(jìn)行電流檢測，判斷導(dǎo)電膜是否破損；

步驟二、確認(rèn)破損后，通過將電流變化進(jìn)行比對，確定粗略輪胎破損信息和/或具體破損輪胎信息，并將破損輪胎信息發(fā)出；

步驟三、預(yù)警器接收到破損輪胎信息后，蜂鳴器響起和/或顯示器對破損輪胎以及破損位置進(jìn)行顯示。

優(yōu)選的是，所述步驟一中，判斷導(dǎo)電膜是否破損過程包括如下步驟：

步驟A、讀取上次未檢測到輪胎破損情況時(shí)存儲的各個(gè)導(dǎo)電膜的電流信號，作為本次檢測的初始值；

步驟B、檢測行駛車速，如果行駛車速大于設(shè)定初始值，確定汽車開始行駛，預(yù)警裝置開始工作，否則裝置休眠等待；

步驟C、循環(huán)讀取導(dǎo)電膜電流信號并計(jì)算導(dǎo)電膜的四個(gè)電流變化值；

步驟D、當(dāng)檢測到電流有變化時(shí)，再進(jìn)行連續(xù)多次檢測，連續(xù)檢測多次結(jié)果都表明電流確有變化時(shí)，確定導(dǎo)電膜破損。

優(yōu)選的是，所述步驟二中，確定粗略破損輪胎信息過程包括如下步驟：分別計(jì)算導(dǎo)電膜的四個(gè)電流變化值的絕對值，兩兩循環(huán)比較絕對值中的最大值，將找到的電流變化最大值對應(yīng)的區(qū)域編碼輸出，確定粗略破損輪胎信息。

優(yōu)選的是，所述步驟二中，確定具體破損輪胎信息過程包括如下步驟：

將接收到的電流與事先存儲的電流數(shù)據(jù)庫值進(jìn)行比對，如果標(biāo)定電流數(shù)據(jù)庫值中與接收到的電流信號值一致的數(shù)據(jù)，則獲得實(shí)際破損的導(dǎo)電膜電路網(wǎng)格矩陣中等效電阻的位置信息，進(jìn)而確定具體破損輪胎信息。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比較所具有的有益效果：

1、本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警系統(tǒng)彌補(bǔ)了輪胎被劃破不能及時(shí)報(bào)警的缺陷，避免了慢撒氣現(xiàn)象在高溫時(shí)導(dǎo)致的輪胎爆胎，第一時(shí)間保證了汽車行駛中的安全，并減少了駕駛員檢查輪胎的麻煩；

2、本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警系統(tǒng)能夠較為精確地找到輪胎的傷口，并通過車載數(shù)顯儀表及時(shí)通知駕駛員，并方便維修人員參考用于檢測漏點(diǎn)和補(bǔ)胎，檢測效率提高了導(dǎo)電膜片數(shù)倍，片數(shù)越多，檢測效率越快；

3、本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車輪胎防爆預(yù)警系統(tǒng)利用新型材料，成本低，質(zhì)量輕，且不影響輪胎強(qiáng)度和原有結(jié)構(gòu)；

4、本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警系統(tǒng)在輪胎被刺破后，只需按照常規(guī)補(bǔ)胎方式修理輪胎，無需修復(fù)導(dǎo)電膜，對未來使用影響微乎其微，與輪胎為全壽命一體化一次性消耗品。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置在汽車中的布置位置示意圖。

圖2為本發(fā)明所述的輪內(nèi)檢測裝置在輪胎上的布置結(jié)構(gòu)圖。

圖3為本發(fā)明所述的單片導(dǎo)電膜電路圖。

圖4為本發(fā)明所述的輪內(nèi)檢測裝置的電氣原理圖。

圖5為本發(fā)明所述的車內(nèi)報(bào)警裝置的電氣原理圖。

圖6為本發(fā)明所述的車內(nèi)報(bào)警裝置的破損坐標(biāo)顯示器界面示意圖。

圖7為本發(fā)明所述的輪內(nèi)檢測裝置中單片機(jī)存儲的主程序流程框圖。

圖8為本發(fā)明所述的輪內(nèi)檢測裝置中單片機(jī)存儲的導(dǎo)電膜破損檢測子程序流程框圖。

圖9為本發(fā)明所述的輪內(nèi)檢測裝置中單片機(jī)存儲的破損位置粗略定位子程序流程框圖。

圖10為本發(fā)明所述的輪內(nèi)檢測裝置中單片機(jī)存儲的破損位置精確定位子程序流程框圖。

圖11為本發(fā)明所述的車內(nèi)報(bào)警裝置中警示單片機(jī)存儲的警示器控制程序流程框圖。

圖12為本發(fā)明所述的導(dǎo)電膜原理簡化電路圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，以令本領(lǐng)域技術(shù)人員參照說明書文字能夠據(jù)以實(shí)施。

本發(fā)明提供所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警系統(tǒng)共分為兩大部分：

1.輪內(nèi)檢測裝置

輪內(nèi)檢測裝置布置在輪胎內(nèi)部，嵌入在輪胎內(nèi)壁；主要包括導(dǎo)電膜組、判定單片機(jī)和無線傳輸模塊三部分。

導(dǎo)電膜組由多片導(dǎo)電膜并聯(lián)組成，每片導(dǎo)電膜是由多條導(dǎo)電絲正交排布組成的電阻矩陣，相鄰導(dǎo)電絲之間的平行間距綜合依據(jù)輪胎刺入物種類尺寸來確定；導(dǎo)電絲為添加型導(dǎo)電涂料，在聚乙烯涂料中添加導(dǎo)電微粒、固化劑、助劑等材料組成，這種導(dǎo)電絲的電阻均勻，具有一定的彈性和韌性，使其不會因?yàn)檎Ｐ旭傊休喬サ淖冃味l(fā)生斷裂。每塊導(dǎo)電膜一般設(shè)計(jì)為正方形，也可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成其他形狀；一個(gè)輪胎上布置的導(dǎo)電膜的數(shù)量依據(jù)輪胎的規(guī)格選定。正方形導(dǎo)電膜邊長推薦等于胎寬，也可根據(jù)需要選擇任意尺寸，多個(gè)導(dǎo)電膜組成導(dǎo)電膜組覆蓋輪胎胎冠內(nèi)壁。導(dǎo)電膜組按照一定順序貼在輪胎胎冠內(nèi)側(cè)并進(jìn)行標(biāo)號，每片導(dǎo)電膜四角都有電流檢測裝置，電流檢測裝置與判定單片機(jī)連接。當(dāng)輪胎上產(chǎn)生危險(xiǎn)傷痕時(shí)，導(dǎo)電膜相應(yīng)位置的導(dǎo)電絲也會隨之?dāng)嗔哑茐?，不同位置發(fā)生破損會使各區(qū)域電路的阻值發(fā)生不同的變化，導(dǎo)致電路輸出的電流發(fā)生變化，并將電流和導(dǎo)電膜的編號信息經(jīng)導(dǎo)線傳輸給判定單片機(jī)。導(dǎo)電膜中的導(dǎo)電絲排布密集，按照事先規(guī)定的順序粘貼在輪胎胎冠內(nèi)表面。當(dāng)輪胎被刺破導(dǎo)致電路電流發(fā)生變化時(shí)，通過比較四個(gè)電流值的變化量可得到導(dǎo)電膜的破損位置，可精確到一張導(dǎo)電膜的四分之一區(qū)域；如果進(jìn)行預(yù)先標(biāo)定，將得到的電流值與預(yù)先標(biāo)定值進(jìn)行比對，可以精確到具體是哪一根或哪幾根導(dǎo)電絲發(fā)生斷裂，但用這種方法所需標(biāo)定的數(shù)據(jù)量和實(shí)際應(yīng)用時(shí)傳輸?shù)男盘栭L度會根據(jù)一張導(dǎo)電膜上導(dǎo)電絲的數(shù)量而變化，導(dǎo)電絲越多，則需要標(biāo)定的數(shù)據(jù)越大，傳輸?shù)男盘栭L度越長。

由于車輛在行駛中，輪胎會經(jīng)常由于地面不平而發(fā)生形變，形變也可能會導(dǎo)致導(dǎo)電膜電阻發(fā)生輕微變化。判定單片機(jī)可以區(qū)分輪胎正常變形，并準(zhǔn)確判斷流經(jīng)導(dǎo)電膜的電流的變化是否由輪胎破損引起，判斷方法如下：判定單片機(jī)在檢測到導(dǎo)電膜的電流發(fā)生變化后，會將電流值記錄到隨機(jī)存儲器中，經(jīng)過1秒后再次讀取該導(dǎo)電膜的四個(gè)電流，若四個(gè)電流恢復(fù)則退出檢測，不發(fā)送故障信號；若電流不恢復(fù)，則經(jīng)過1秒后再次讀取，重復(fù)10次，若始終不恢復(fù)正常值。如果經(jīng)過判斷，輪胎確有破損，則對破損位置進(jìn)行定位，隨后將報(bào)警開啟信號、輪胎編號、導(dǎo)電膜編號和破損位置信息發(fā)送給車內(nèi)報(bào)警裝置。

各個(gè)輪內(nèi)檢測裝置之間獨(dú)立運(yùn)作，可以不受干擾地檢測各個(gè)輪胎的健康狀況，并通過各自的無線傳輸模塊將信號發(fā)送給車內(nèi)報(bào)警裝置。此外，由于電源、判定單片機(jī)和無線傳輸模塊固定在輪胎胎側(cè)內(nèi)壁，因此還需要對輪胎進(jìn)行動(dòng)平衡，在對應(yīng)位置加上配重塊。

2.車內(nèi)報(bào)警裝置

車內(nèi)報(bào)警裝置主要由無線接收模塊、警示單片機(jī)和警示器組成。

無線接收模塊負(fù)責(zé)接收從輪內(nèi)檢測裝置發(fā)來的信號，并將信號發(fā)送給警示單片機(jī)。

警示單片機(jī)接收到信號后，會對信號進(jìn)行處理，并驅(qū)動(dòng)警示器進(jìn)行報(bào)警。

警示器接收到信號后，會通過響起蜂鳴器警示駕駛員，并在顯示屏上亮起相應(yīng)的破損輪胎LED燈，顯示破損導(dǎo)電膜編號，并顯示導(dǎo)電膜破損位置坐標(biāo)或區(qū)域。

結(jié)合附圖對本發(fā)明做詳細(xì)的描述，本發(fā)明在原有輪胎的基礎(chǔ)上，通過嵌入以導(dǎo)電膜為核心元件的輪內(nèi)檢測裝置，并結(jié)合車內(nèi)報(bào)警裝置共同完成汽車防爆胎預(yù)警的功能。

如圖1所示，本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警系統(tǒng)主要由輪內(nèi)檢測裝置200和車內(nèi)報(bào)警裝置300兩部分組成；其中，輪內(nèi)檢測裝置200布置在輪胎100內(nèi)部，嵌入在輪胎內(nèi)壁上；輪內(nèi)檢測裝置200的供電電源為電池，車內(nèi)報(bào)警裝置300布置在汽車中控儀表臺上，由自帶的太陽能電池板或引入汽車12V電源供電。

如圖2所示，本發(fā)明所述的輪內(nèi)檢測裝置200包括導(dǎo)電膜組220、單片機(jī)判定電路210；其中，導(dǎo)電膜組220由多片獨(dú)立的導(dǎo)電膜并聯(lián)組成，每塊導(dǎo)電膜一般設(shè)計(jì)為正方形，也可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成其他形狀；一個(gè)輪胎上布置的導(dǎo)電膜的數(shù)量依據(jù)輪胎的規(guī)格選定，正方形導(dǎo)電膜邊長推薦選作胎寬，也可根據(jù)需要選擇任意尺寸，多個(gè)導(dǎo)電膜組成的導(dǎo)電膜組220嵌入并均勻覆蓋輪胎胎冠內(nèi)壁表面，并按照一定順序進(jìn)行編號，輪胎一側(cè)的側(cè)壁上標(biāo)注有導(dǎo)電膜編號起始標(biāo)記224，導(dǎo)電膜編號順序是從導(dǎo)電膜編號起始標(biāo)記224開始順時(shí)針旋轉(zhuǎn)為序，便于維修人員迅速查找漏點(diǎn)，導(dǎo)電膜兩兩之間盡量緊密布置，不留間隙，若出現(xiàn)輪胎內(nèi)壁周長無法整除導(dǎo)電膜邊長的情況，即最后一部分不足以布置一張導(dǎo)電膜的情況時(shí)，可使其覆蓋最初粘貼的導(dǎo)電膜(編號為1號的導(dǎo)電膜)；單片機(jī)判定電路210粘附在輪胎胎側(cè)內(nèi)壁上，包括判定單片機(jī)、電源(紐扣電池)、無線傳輸模塊。為避免單片機(jī)判定電路210的質(zhì)量造成輪胎動(dòng)不平衡，在輪胎內(nèi)壁對稱位置需要粘貼配重塊；導(dǎo)電膜組220在輪胎出廠時(shí)即安裝于輪胎內(nèi)部，與輪胎作為一整體銷售，導(dǎo)電膜不影響輪胎原有結(jié)構(gòu)和性能，并且除電源(電池)外與輪胎同壽命，輪胎被刺導(dǎo)致導(dǎo)電膜破損后只需按照常規(guī)方式補(bǔ)胎，無需額外修復(fù)導(dǎo)電膜，故可以與輪胎全壽命；輪胎傷痕定位裝置可放置于車內(nèi)任意位置，與輪內(nèi)檢測裝置200進(jìn)行無線通信。

如圖3所示，本發(fā)明所述的導(dǎo)電膜電路主要包括導(dǎo)電膜、電源接入端、電流檢測裝置221；其中，導(dǎo)電膜為利用電路打印技術(shù)打印出的多條導(dǎo)電絲正交排布形成的電阻網(wǎng)格矩陣，電阻網(wǎng)格矩陣表面覆蓋有彈性橡膠進(jìn)行絕源。導(dǎo)電絲為添加型導(dǎo)電涂料，在聚乙烯涂料中添加導(dǎo)電微粒、固化劑、助劑等材料組成，這種導(dǎo)電絲的電阻均勻，具有一定的彈性和韌性，使其不會因?yàn)檎Ｐ旭傊休喬サ淖冃味l(fā)生斷裂；每個(gè)網(wǎng)格邊長對應(yīng)一個(gè)導(dǎo)電絲等效電阻222；電阻網(wǎng)格間距可以依據(jù)輪胎刺入物尺寸綜合確定；間距越小，網(wǎng)格越密，漏點(diǎn)檢測定位精度越高，但是響應(yīng)的數(shù)據(jù)量越大，對單片機(jī)寄存器要求越高。綜合考慮可以優(yōu)選為3mm；每塊導(dǎo)電膜一般設(shè)計(jì)為正方形，也可根據(jù)需要設(shè)計(jì)成其他形狀；單片導(dǎo)電膜的尺寸根據(jù)輪胎規(guī)格選擇，推薦單片導(dǎo)電膜邊長等于胎寬，也可根據(jù)需求更改，但必須保證拼接后能保證覆蓋胎寬，導(dǎo)電膜利用工業(yè)膠粘于輪胎胎冠內(nèi)壁；實(shí)施例所述的電流檢測裝置221由分布在導(dǎo)電膜四個(gè)邊角的電流傳感器組成，當(dāng)導(dǎo)電膜某個(gè)或某些位置的導(dǎo)電絲等效電阻222發(fā)生斷裂，其導(dǎo)電膜的總電阻必將發(fā)生變化，電流檢測裝置221能夠通過其電流檢測值的變化判斷導(dǎo)電膜阻值變化，并將此信號發(fā)送給判定單片機(jī)用于檢測輪胎刺入物造成的導(dǎo)電膜(輪胎)破損位置223；圖示實(shí)例為導(dǎo)電膜電阻矩陣的單個(gè)電阻發(fā)生破損，實(shí)際情況也可能同時(shí)破損多個(gè)相鄰電阻。電流檢測裝置能夠?qū)ι鲜鰞煞N情況都作出檢測；電流檢測裝置221的精度取決于所采用的電阻矩陣中導(dǎo)電絲的數(shù)量，導(dǎo)電絲越多，檢測精度越高，但響應(yīng)數(shù)據(jù)編碼數(shù)量越大；需要說明的是，采用四個(gè)分布在導(dǎo)電膜邊角的電壓傳感器同樣可以用于檢測導(dǎo)電膜阻值的變化，本實(shí)施例采用電流傳感器。電源接入端的負(fù)極與四個(gè)電流檢測裝置的輸出端相連，電源接入端的正極與導(dǎo)電膜中心相連。

如圖4所示，本發(fā)明所述的輪內(nèi)檢測裝置200的單片機(jī)判定電路210主要包括判定單片機(jī)、電源模塊和無線傳輸模塊；如圖4所示的輪內(nèi)檢測裝置200的電氣原理圖，每片導(dǎo)電膜的電流檢測裝置221的信號輸出端與判定單片機(jī)模擬量信號輸入端相連；電源模塊實(shí)施例中采用紐扣電池，以減小質(zhì)量，電源模塊為導(dǎo)電膜組、判定單片機(jī)和無線傳輸模塊供電；汽車停車時(shí)，判定電路不工作，判定單片機(jī)處在低功耗休眠狀態(tài)，以減少電源模塊功率損耗。判定單片機(jī)通過比較讀取的每個(gè)導(dǎo)電膜四個(gè)電流檢測裝置的電流值變化對破損位置進(jìn)行定位；位置信息可以是導(dǎo)電膜某個(gè)四分之一區(qū)域或整張導(dǎo)電膜的精確位置，大致區(qū)域和精確位置取決于實(shí)現(xiàn)標(biāo)定存儲的數(shù)據(jù)量和選取的控制單片機(jī)的寄存器大小；如果進(jìn)行大量事先標(biāo)定，就可通過與標(biāo)定值進(jìn)行比對得到精確的破損位置，本實(shí)例以大致區(qū)域?yàn)槔f明。判定單片機(jī)通過上述方法獲取破損導(dǎo)電膜破損區(qū)域或破損位置坐標(biāo)信號后，將自身所在的輪胎編號、有破損的導(dǎo)電膜編號，及其破損導(dǎo)電膜破損區(qū)域或破損位置坐標(biāo)信號傳輸給無線傳輸模塊，無線傳輸模塊將上述信號編碼后通過無線電信號傳輸給車內(nèi)報(bào)警裝置。

如圖5所示，本發(fā)明所述的車內(nèi)報(bào)警裝置300包括無線接收模塊、警示單片機(jī)和警示器組成；無線接收模塊通過其天線接收從輪內(nèi)檢測裝置200發(fā)來的信號，并將信號經(jīng)導(dǎo)線發(fā)送給警示單片機(jī)通信信號輸入端，警示單片機(jī)的多個(gè)I/O輸出端分別與警示器相連，將破損輪胎的位置信息發(fā)送給警示器；警示器由蜂鳴器、破損坐標(biāo)顯示器組成，分別起到聲、光報(bào)警的作用，電源模塊從車載12V電源獲得供電后，將轉(zhuǎn)換后的5V和12V直流電經(jīng)導(dǎo)線分別提供給無線接收模塊、警示單片機(jī)以及蜂鳴器、破損坐標(biāo)顯示器使用；需要說明的是，本發(fā)明所述的車內(nèi)報(bào)警裝置200的電源不僅限于從實(shí)施例所示的車載12V電源獲取電能，也可以從其自身的太陽能電池板獲得能源，或者直接集成在汽車儀表中，從儀表獲取電能。

如圖6所示，本發(fā)明所述警示器的破損坐標(biāo)顯示器界面主要包括四個(gè)破損輪胎指示燈310、十六個(gè)導(dǎo)電膜破損位置指示燈320、四個(gè)破損導(dǎo)電膜編號指示屏330；四個(gè)圓環(huán)形的破損輪胎指示燈310為一圈環(huán)形LED背景燈，分別代表汽車的四個(gè)輪胎破損狀態(tài)，亮起時(shí)代表該輪胎出現(xiàn)了破損，否則代表該輪胎沒有破損。每個(gè)破損輪胎指示燈的下方為破損導(dǎo)電膜編號指示屏330，其為一個(gè)兩位的數(shù)碼管，該數(shù)字代表導(dǎo)電膜編號，亮起時(shí)能夠顯示該破損輪胎哪個(gè)導(dǎo)電膜被刺破，當(dāng)該輪胎沒有破損時(shí)，該兩位數(shù)碼管熄滅；每個(gè)破損輪胎指示燈310環(huán)帶的中心有一呈田字格布置的四個(gè)導(dǎo)電膜破損位置指示燈320，每個(gè)格子里是一個(gè)發(fā)光二極管，亮起時(shí)代表該導(dǎo)電膜的某四分之一區(qū)域發(fā)生破損，當(dāng)該輪胎沒有破損時(shí)，四個(gè)發(fā)光二極管熄滅；無論哪個(gè)輪胎出現(xiàn)破損，本發(fā)明所述的車內(nèi)報(bào)警裝置的控制單片機(jī)都會激活警示器的蜂鳴器鳴叫，已提醒駕駛員注意輪胎是否安全，是否有爆胎可能。

如圖7所示，本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警系統(tǒng)的輪內(nèi)檢測裝置的判定單片機(jī)內(nèi)存儲有主程序，其主要軟件功能為讀取某個(gè)輪胎中各個(gè)導(dǎo)電膜的四個(gè)電流值，檢測某個(gè)輪胎的導(dǎo)電膜組是否發(fā)生異物刺入破損，并上報(bào)車內(nèi)報(bào)警裝置相關(guān)的輪胎編號、破損導(dǎo)電膜編號和破損位置區(qū)域或坐標(biāo)值，其程序流程為：

第一步，初始化；判定單片機(jī)讀取上次系統(tǒng)關(guān)機(jī)前未檢測到輪胎破損情況時(shí)存儲在單片機(jī)寄存器里的各個(gè)導(dǎo)電膜電流檢測裝置上報(bào)的電流信號值，作為本次的初始值，并將故障碼A歸零；

第二步，判斷車輛是否開始行駛；如果行駛車速V大于某個(gè)設(shè)定初始值V₀，認(rèn)為汽車開始行駛，于是系統(tǒng)開始工作；否則系統(tǒng)休眠等待；

第三步，循環(huán)讀取各個(gè)導(dǎo)電膜的四個(gè)電流檢測裝置的電流信號，并在每次讀取后調(diào)用導(dǎo)電膜破損檢測子程序，k為導(dǎo)電膜編號，K為導(dǎo)電膜總數(shù)；

第四步，檢測故障碼A，若A＝1，表明確有故障，此時(shí)通過無線傳輸模塊向車內(nèi)報(bào)警裝置發(fā)送報(bào)警開啟信號、輪胎編號、導(dǎo)電膜編號和破損位置信息；否則重復(fù)上述第二步到第四步。

如圖8所示，本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置的輪內(nèi)檢測裝置的判定單片機(jī)內(nèi)存儲有導(dǎo)電膜破損檢測子程序，其軟件功能為接受來自導(dǎo)電膜組的電流檢測裝置檢測到的電流信號，通過檢測導(dǎo)電膜是否發(fā)生破損從而監(jiān)視輪胎健康狀態(tài)，其程序流程為：

第一步，計(jì)算某個(gè)導(dǎo)電膜的四個(gè)電流變化量其中為初始化時(shí)設(shè)定的初始值，i＝1,2,3,4代表四個(gè)電流序號；并設(shè)延遲循環(huán)次數(shù)n＝0；

第二步，比較四個(gè)電流變化量，即ΔI_k，1&ΔI_k，2&ΔI_k，3&ΔI_k，4＝0？若四個(gè)電流都無變化，則退出子程序；反之任何一個(gè)電流有變化，則進(jìn)行第三步；

第三步，判斷檢測次數(shù)是否小于10次，如果是則延遲1秒后，檢測次數(shù)加1，重復(fù)第一步；反之，故障碼A置1，執(zhí)行破損位置粗略定位子程序或破損位置精確定位子程序。

本程序中的延遲時(shí)間和總檢測次數(shù)可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修改。

當(dāng)只需粗略定位某個(gè)輪胎的導(dǎo)電膜具體破損位置時(shí)，本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置輪內(nèi)檢測裝置中單片機(jī)存儲的破損位置粗略定位子程序流程如圖9所示。該軟件功能為通過比較某個(gè)導(dǎo)電膜的四個(gè)電流值變化量大小將破損位置定位到該導(dǎo)電膜的四分之一區(qū)域，其程序流程為：

第一步，給變量賦初始值，m＝1，ΔI＝0，M_k＝0，m＝1,2,3,4，代表四個(gè)電流序號；

第二步，兩兩循環(huán)比較ΔI_k,m中的最大值；

第三步，將找到的電流變化最大值對應(yīng)的區(qū)域編碼M_k輸出；

M_k＝0時(shí)代表導(dǎo)電膜四個(gè)區(qū)域沒有發(fā)生破損，M_k＝1代表導(dǎo)電膜第二象限(左上角)區(qū)域(方位如圖12所示)發(fā)生破損，M_k＝2代表導(dǎo)電膜第一象限(右上角)區(qū)域發(fā)生破損，M_k＝3代表導(dǎo)電膜第三象限(左下角)區(qū)域發(fā)生破損，M_k＝4代表導(dǎo)電膜第四象限(右下角)區(qū)域發(fā)生破損。

當(dāng)需要精確定位某個(gè)輪胎的導(dǎo)電膜具體破損位置時(shí)，本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警裝置輪內(nèi)檢測裝置中單片機(jī)存儲的破損位置精確定位子程序流程如圖10所示，步驟如下：

首先將讀取的電流值與事先存儲在判定單片機(jī)寄存器里的標(biāo)定的電流數(shù)據(jù)庫值進(jìn)行比對；標(biāo)定的電流數(shù)據(jù)庫值來自事先在實(shí)驗(yàn)室通過單一破損導(dǎo)電膜某個(gè)等效電阻或相鄰的某些等效電阻獲得的對應(yīng)的四個(gè)電流數(shù)據(jù)。導(dǎo)電膜網(wǎng)格矩陣越密，標(biāo)定工作量越大；

如果存儲的標(biāo)定電流數(shù)據(jù)庫值中有與讀取值一致的數(shù)據(jù)，則表明可以通過該組電流數(shù)據(jù)值在寄存器中查找電流數(shù)據(jù)庫獲得實(shí)際破損的導(dǎo)電膜電路網(wǎng)格矩陣中某個(gè)或某些等效電阻的位置信息，將查得的位置信息賦予x_k，y_k，將M_k置0；

如果存儲的標(biāo)定電流數(shù)據(jù)庫值中沒有與讀取值一致的數(shù)據(jù)，則無法準(zhǔn)確獲得導(dǎo)電膜實(shí)際破損的具體位置信息，此時(shí)則執(zhí)行破損位置粗略定位子程序，得到粗略的破損位置信息，并將x_k和y_k置0。

如圖11所示，本發(fā)明所述的車內(nèi)報(bào)警裝置中警示單片機(jī)存儲的警示裝置控制程序流程有如下步驟：

第一步，接收從無線接收模塊收到的報(bào)警信息；

第二步，控制破損輪胎指示燈310開閉；

第三步，控制破損導(dǎo)電膜編號指示屏330顯示破損導(dǎo)電膜編號；

第四步，在粗略定位時(shí)控制導(dǎo)電膜破損位置指示燈320開閉，或在精確定位時(shí)控制破損坐標(biāo)顯示器顯示破損位置坐標(biāo)；

第五步，控制蜂鳴器響起或關(guān)閉。

實(shí)施例

如圖12所示，按照上述實(shí)施例的敘述，當(dāng)只需要定位破損導(dǎo)電膜的區(qū)域位置信息時(shí)，在本實(shí)施例中，將本發(fā)明所述的導(dǎo)電膜電路可以簡化為2×2的等效電阻網(wǎng)格矩陣，該等效電阻網(wǎng)格矩陣也是圖9所示的輪內(nèi)檢測裝置中單片機(jī)存儲的破損位置粗略定位子程序的計(jì)算和判定依據(jù)，具體說明如下：

假設(shè)圖中導(dǎo)電膜每一根等效電阻的阻值均為10Ω，電源電壓為12V，在如圖所示處接入四個(gè)電流表A1、A2、A3、A4，電路在正常情況下，四個(gè)表檢測到的電流均為800mA；若電阻R1斷開，則四個(gè)電流表檢測到的電流分別為：I1＝400mA，I1＝I2＝I3＝1000mA，于是計(jì)算可得，|ΔI1|＝400mA，|ΔI2|＝|ΔI3|＝|ΔI4|＝200mA，|ΔI1|＞|ΔI2|＝|ΔI3|＝|ΔI4|，即可推斷出斷路部分在如圖電路的左上角區(qū)域，不同位置發(fā)生斷路則各個(gè)電流檢測裝置檢測出的電流和電流變化量各不相同不同，越靠近斷路部分的電流檢測裝置檢測到的電流變化越大，即可通過比較電流變化量大小的方式確定斷路位置在導(dǎo)電膜的哪一個(gè)區(qū)域；該比較四個(gè)電流變化量大小方法可以迅速判別處導(dǎo)電膜破損區(qū)域象限，但是無法準(zhǔn)確判定導(dǎo)電膜具體破損位置，即具體是哪根等效電阻發(fā)生斷裂。由于實(shí)際維修時(shí)，如果能夠找到輪胎大致破損區(qū)域已經(jīng)大大提高了輪胎側(cè)漏補(bǔ)胎的工作效率，故準(zhǔn)確獲得破損位置坐標(biāo)信息意義不是很大，且會增加控制單片機(jī)寄存器容量負(fù)擔(dān)，導(dǎo)致系統(tǒng)成本增加。

本發(fā)明所述的基于導(dǎo)電膜的汽車防爆胎預(yù)警系統(tǒng)工作原理如下：

在整個(gè)系統(tǒng)安裝于車上后，啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)車輛開始行駛時(shí)，輪內(nèi)檢測裝置啟動(dòng)。當(dāng)輪胎被刺破時(shí)輪內(nèi)檢測裝置中的導(dǎo)電膜會隨之破損，導(dǎo)電膜中的導(dǎo)電絲會斷裂，導(dǎo)電膜電路中的電流檢測裝置檢測到的四個(gè)電流會根據(jù)破損位置的不同而發(fā)生不同的變化，電流檢測裝置將四個(gè)電流值信號傳輸給判定單片機(jī)，判定單片機(jī)會對這個(gè)導(dǎo)電膜進(jìn)行多次檢測以確保檢測的準(zhǔn)確性。若確定導(dǎo)電膜發(fā)生破損就會開始判斷輪胎破損位置，判定單片機(jī)既可通過簡單的比較電流變化量大小的方式來粗略的判斷輪胎破損的大概位置，也可通過與預(yù)先存儲在寄存器中的標(biāo)定值比對的方式得到精確的破損位置。得到輪胎破損位置之后，判定單片機(jī)會通過無線傳輸模塊將開啟報(bào)警信號、輪胎編號、導(dǎo)電膜編號和破損位置信息發(fā)送給車內(nèi)報(bào)警裝置。車內(nèi)報(bào)警裝置通過無線接收模塊接收到的信號會發(fā)送給警示單片機(jī)，警示單片機(jī)會對接收到的信號進(jìn)行處理，發(fā)送給警示器，驅(qū)動(dòng)蜂鳴器響起，顯示屏上顯示破損位置坐標(biāo)，以達(dá)到在輪胎氣壓發(fā)生變化前第一時(shí)間提醒駕駛員，并防止可能的爆胎意外發(fā)生的效果。

盡管本發(fā)明的實(shí)施方案已公開如上，但其并不僅僅限于說明書和實(shí)施方式中所列運(yùn)用，它完全可以被適用于各種適合本發(fā)明的領(lǐng)域，對于熟悉本領(lǐng)域的人員而言，可容易地實(shí)現(xiàn)另外的修改，因此在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念下，本發(fā)明并不限于特定的細(xì)節(jié)和這里示出與描述的圖例。