CN108058548A - 一种无源轮胎监测系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无源轮胎监测系统，包括RFID芯片，天线和供电模块。所述供电系统通过外界的压力使得压电薄膜传感器形变而产生电荷，经过电压转化模块给RFID芯片上的电路供电。通过RFID芯片上的通讯模块和多个传感器模块实时监测轮胎内的状况，如胎压，加速度，温度等数据，避免了传感节点的大型化以及采用电池供电，提高车辆运行中的安全性水平，可实现轮胎整个寿命周期的全程跟踪，提高了轮胎的信息化管理水平。
Description
技术领域
本发明涉及一种无源轮胎监测系统，属于机械和电子信息领域。
背景技术
在轮胎的生产制造以及使用售后过程中，轮胎信息的正确采集和存储在轮胎生产过程的控制、质量检验、质量跟踪管理以及使用维修等方面起着重要作用。目前，在轮胎的实际生产制造及使用过程中，主要采用条形码、胎侧信息及纸质记录等方式进行识别和管理。但由于轮胎数量多、流转频繁、数据更新频率高，一方面会造成轮胎信息识别准确性及效率降低等问题，导致轮胎生产信息流通前后脱节严重；另一方面，当轮胎质量出现问题时，无法通过轮胎上的信息获得更加完善、准确的追溯性记录。因此，如何准确完整地收集和记录轮胎的生产与使用情况信息，并通过快捷方便的方式对以上信息进行读取和数据处理，已经成为各大轮胎生产制造厂商以及轮胎使用管理企业关注的重要技术之一。随着传感器、轮内供电及车内互联技术的不断发展，直接式TPMS((Tire Pressure MonitorSystem,TPMS))逐渐成为了轮胎参数感知的主要研究方向。智能轮胎的核心部件是安装在轮胎内部的智能传感器、供电模块以及信号处理模块，在车辆行驶的过程中实时监测轮胎的各种相关数据信息。
在智能轮胎密封有限的空间内，需要安装传感器、信号处理以及无线通讯等电子模块，必须考虑和解决智能轮胎的供电问题。目前，在直接式胎压监测系统中普遍采用电池供电技术，但是，随着智能轮胎轮内电子模块的耗电量不断增加，提高电池容量势必会影响轮胎在高速运行时的动平衡，同时轮内的高温高压环境也使电池成为轮胎使用的安全隐患。
为了解决上述问题，本发明提出一种无源轮胎监测系统，采用精巧的设计，提高系统在轮胎中的使用寿命、效率及安全性。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明提供一种无源轮胎监测系统，至于轮胎内可为轮胎生命周期提供有效的信息。
为了实现本发明的目的和优点，本发明通过以下技术方案实现：
一种无源轮胎监测系统，包括RFID芯片，天线，供电模块。
所述供电模块主要包括压电薄膜传感器及其外围控制电路，通过压电薄膜传感的形变作用产生电荷。
所述RFID芯片上集成有核心微控制器MCU，电压转换模块，储能模块，信息存储模块，通讯模块，GPRS模块和多个传感器模块，以及少量的控制电路。
所述多个传感器模块包括，加速度传感器模块，聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器模块，温度传感器。
所述的天线采用柔性材料制成，形成螺旋环绕的薄膜，与RFID芯片的通讯模块连接，分布焊接在RFID芯片的两端。
所述的供电模块与所述RFID芯片中的电压转换模块相连接；所述电压转换模块，与核心微控制器MCU连接，给整个RFID芯片供电。信息存储模块，通讯模块，GPRS模块和多个传感器模块也均与核心微控制器MCU连接，受核心微控制器MCU控制。所述储能模块与所述电压转换模块连接，预先充满电，可在供电模块断电的情况下给整个RFID芯片供电。
在轮胎中植入无源轮胎监测系统之前，将RFID模块、天线和供电模块封装在橡胶胶片内部，在硫化时植入橡胶制品内部。
本发明的有益效果是：所述供电系统通过外界的压力使得压电薄膜传感器形变而产生电荷，经过电压转化模块给RFID芯片上的电路供电。通过通讯模块实时监测轮胎内的状况，如胎压，加速度，温度等数据，避免传感节点的大型化以及采用电池供电，提高车辆运行中的安全性水平，可实现轮胎整个寿命周期的全程跟踪，提高了轮胎的信息化管理水平。
附图说明
图1本发明内容系统框图。
图2本发明结构示意图。
图3本发明结构侧视图。
具体实施方式
下面结合实施例和附图1-3对本发明做更进一步地解释，以令本领域技术人员参照说明书文字能根据以实施。下列实施例仅用于说明本发明，但并不用来限定本发明的实施范围。
如图1所示是本发明内容系统框图，整个系统通过供电系统进行供电，供电系统通过外界的压力使得压电薄膜传感器形变而产生电荷。所述的供电模块与所述RFID芯片中的电压转换模块相连接；所述电压转换模块与核心微控制器MCU连接，给整个RFID芯片供电。信息存储模块，通讯模块，GPRS模块和PVDF传感器，温度传感器，加速度传感器也均与核心微控制器MCU连接，受核心微控制器MCU控制。所述储能模块与所述电压转换模块连接，在断电的情况下给整个RFID芯片供电。
本系统的结构如图2和3所示，天线薄膜焊接在RFID芯片的两端，环绕城螺旋状将系统植入在轮胎中之前，将RFID模块、天线和供电模块封装在橡胶胶片内部，在硫化时植入橡胶制品内部。
本发明通过通讯模块实时监测轮胎内的状况，如胎压，加速度，温度等数据，避免传感节点的大型化以及采用电池供电，提高车辆运行中的安全性水平，可实现轮胎整个寿命周期的全程跟踪，提高了轮胎的信息化管理水平。
Claims (3)
1.一种无源轮胎监测系统，其特征在于：包括RFID芯片，天线和供电模块；
所述的天线采用柔性材料制成，形成螺旋环绕的薄膜，与RFID芯片的通讯模块连接，分布焊接在RFID芯片的两端。
所述供电模块主要包括压电薄膜传感器及其外围控制电路，通过压电薄膜传感的形变作用产生电荷。
所述RFID芯片上集成有核心微控制器MCU，电压转换模块，储能模块，信息存储模块，通讯模块，GPRS模块和多个传感器模块，以及少量的控制电路。
2.根据权利要求书1中所述的一种无源轮胎监测系统，其特征在于：所述多个传感器模块包括，加速度传感器模块，聚偏二氟乙烯(PVDF)传感器模块，温度传感器。
3.根据权利要求书1中所述的一种无源轮胎监测系统，其特征在于：所述储能模块与所述电压转换模块连接，预先充满电，可在供电模块断电的情况下给整个RFID芯片供电。
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