專利名稱：一種動態檢測輪胎溫度實驗裝置的制作方法
技術領域：
本發明屬于檢測技術領域，具體涉及一種動態檢測輪胎溫度實驗裝置。
背景技術：
隨著交通業的發展和汽車的普及，交通安全問題日益嚴重，人們對汽車行駛的安全性能提出了更高的要求。作為汽車的重要組成部件，輪胎與地面直接接觸、支承車身、緩沖外界沖擊、保證車輛的正常行駛，其性能直接影響汽車的安全性、操縱穩定性、舒適性和節能經濟性。因而汽車制造和交通運輸部門對輪胎的要求也日益苛刻。溫度是影響輪胎性能的重要因素，近年來越來越受到人們的關注。輪胎溫度過高 時，會降低輪胎材料性能以及橡膠-簾線間粘著力，破壞輪胎的行駛性能甚至導致爆胎，出現嚴重的交通事故，影響著整車的安全性，同時還對汽車的燃油經濟性、操縱性有著至關重要的影響，作為影響輪胎性能的重要因素，輪胎溫度越來越受到人們的關注，檢測輪胎溫度獲取溫度數據并對其進行分析具有重要的現實意義。目前，輪胎胎體溫度的常規檢測手段是將溫度傳感器插入到輪胎胎體內測量胎體溫度，采用有線傳輸方式傳輸溫度采集數據，其存在以下不足I)由于輪胎行駛過程中，溫度信號傳輸線會在輪胎不斷滾動過程中斷開，因此輪胎胎體溫度信號的傳送是一個難點。為了解決這個問題，有研究者通過滑環裝置將溫度信號傳送出去，至駕駛室內的顯示表。但是彈簧片與滑環時常接觸不良，導致信號傳送時斷時續；2)同時溫度測量點少，無法同時獲取輪胎不同位置的溫度；3)不能在線實時分析顯示溫度數據。
發明內容
本發明克服了現有技術的不足，提出了一種動態檢測輪胎溫度實驗裝置，所述裝置采用無線射頻技術解決輪胎溫度數據傳輸問題；同時測量16個點溫度；以嵌入式系統為核心，低功耗設計，大屏幕彩色液晶顯示；通過RFID無線接收模塊接收發射單元的溫度信息，實時的將信息在液晶屏上以數字、曲線、棒圖等形式顯示出來，并通過大容量存儲器將溫度信息存儲下來，以備離線分析使用。本發明的技術方案為一種動態檢測輪胎溫度實驗裝置，包括發射單元、數據終端單元和數據終端計算機，所述發射單元包括發射處理器、溫度傳感器和RFID發射模塊，所述發射單元安裝在輪胎的輪輞內，對輪胎內部溫度進行采集和發送，所述數據終端單元包括接收處理器、溫度接收器和液晶顯示模塊，所述接收處理器通過RS232總線與所述數據終端計算機相連接，所述溫度接收器通過串行總線與所述接收處理器相連接，所述接收處理器通過標準接口連接液晶顯示模塊，所述液晶顯示模塊設有液晶觸摸屏，所述液晶觸摸屏完成數據顯示工作，所述數據終端計算機將采集的數據建立輪胎運行溫度場模型，建立輪胎運行過程的狀態和故障預判算法，并具有自修正功能，溫度傳感器能夠對輪胎運行過程中的多個典型點進行溫度采樣，測量輪胎內部溫度后，通過RFID發射模塊將溫度數據傳輸到所述溫度接收器，溫度接收器接收溫度數據并輸送給數據終端計算機，由數據分析軟件完成實現數據分析和處理，傳送給液晶顯示模塊顯示輪胎溫度測量值，實現實時監控。在所述數據終端計算機上設有數據分析軟件，數據分析軟件用所采集的數據分析建立輪胎運行過程的狀態并建立故障預判算法。RFID發射模塊采用高功率無天線工作形式。所述發射單元采用鋁殼封裝，采用鋰電池供電。 本發明具有如下有益效果本發明用基于射頻標識技術的無線通信(即RFID)實現溫度傳感器與中央處理單元的數據傳輸，在微處理器內完成初步數據處理，傳送給液晶顯示輪胎溫度測量值，實現實時監控；同時溫度數據被傳送給數據終端計算機，實現數據分析和處理。數據終端計算機通過RS232總線與數據終端單元連接，通過串口通信接收溫度數據并且進行處理。處理效果好，實用性強。
以下結合附圖
和具體實施方式
進一步說明本發明。圖I為本發明基本架構示意圖。圖2為本發明發射單元電源電路原理示意圖。圖3為本發明發射單元發射處理器及其接口電路原理示意圖。圖4為本發明發射單元溫度傳感器電路原理示意圖。圖5為本發明數據終端單元電路原理示意圖。
具體實施例方式參見圖I至圖5所示，本發明包括發射單元、數據終端單元和數據終端計算機，所述發射單元包括發射處理器、溫度傳感器和RFID發射模塊，所述發射單元安裝在輪胎的輪輞內，對輪胎內部溫度進行采集，所述數據終端單元包括接收處理器、溫度接收器和液晶顯示模塊，所述接收處理器通過RS232總線與所述數據終端計算機相連接，所述溫度接收器通過串行總線與所述接收處理器相連接，所述接收處理器通過標準接口連接液晶顯示模塊，所述液晶顯示模塊設有大尺寸的液晶觸摸屏，所述液晶觸摸屏完成數據顯示工作，所述數據終端計算機將采集的數據建立輪胎運行溫度場模型，建立輪胎運行過程的狀態和故障預判算法，并具有自修正功能。溫度傳感器能夠對輪胎運行過程中的多個典型點進行溫度采樣。RFID發射模塊采用高功率無天線工作形式。所述發射單元采用鋁殼封裝，采用鋰電池供電。工作原理為發射單元安裝在輪輞上，對輪胎內部溫度采集數據進行傳送。數據終端單元完成溫度數據顯示、處理及分析功能。溫度傳感器測量輪胎內部溫度后，通過RFID發射模塊將溫度數據傳輸出去。溫度接收器接收溫度數據并輸送給數據終端單元上的接收處理器，在接收處理器內完成初步數據處理，傳送給液晶顯示模塊顯示輪胎溫度測量值，實現實時監控；同時溫度數據被傳送給數據終端計算機，實現數據分析和處理。數據終端計算機通過RS232總線與數據終端單元連接，通過串口通信接收溫度數據并且進行處理。系統的結構圖如圖I所示，發射單元采用Philip公司高性能單片P89V51RD2機作為內核，以RFID無線發射模塊將溫度傳感器的溫度信息發送出來。溫度傳感器檢測點設計為16路，以對輪胎運行過程中的多個典型點進行溫度采樣。溫度傳感器采集轉換處理芯片使用Maxim公司高性能自帶冷端補償功能的max6675，精度可到O. 2度，12位采集分辨率，并且可斷偶檢測報警。為增加模塊的機械強度和減少輪胎高速運行過程中模塊的故障率，無線模塊采用高功率無天線形式，型號為NRF905。整個發射單元以鋁殼封裝。由于該發射單元是固定在運動輪轂上，無法外接電源線，我們采用鋰電池供電。發射單元各部分電路圖如圖2所示電源部分由三塊串聯鋰電供電約9. 6v，通過穩壓芯片產生5V和3. 3V給系統使用。發射處理器和接口部分見圖3，通過串行總線與NRF905通信，完成數據交互，通過譯碼器完成對溫度傳感器轉換芯片的片選。如圖4所示，溫度傳感器轉換芯片，與預埋的溫度傳感器接線，通過SPI接口與單片機通信。數據終端單元采用嵌入式系統為核心，低功耗設計，大屏幕彩色液晶顯示。通過RFID無線接收模塊接收發射單元的溫度信息，實時的將信息在液晶屏上以數字、曲線、棒圖等形式顯示出來，并通過大容量存儲器將溫度信息存儲下來，以備離線分析使用，見圖5，通
過NRF905實現數據接收，并通過串行總線將數據傳送給由接收處理器和外圍電路組成的嵌入式系統。嵌入式系統以X86為核心CPU，通過標準接口連接液晶觸摸屏，并通過總線與接收單元通信，完成數據的接收和顯示工作。數據終端計算機采用美國NI公司Labview開發，將數據終端單元的采集數據通過總線傳輸到數據終端計算機存儲。然后可將采集的數據進行建立起輪胎運行時的溫度場模型。并可通過多次試驗來驗證和修正所建模型。同時也可利用所采集的數據通過分析建立輪胎運行過程的狀態和故障預判算法，并進行驗證和修正。
權利要求
1.一種動態檢測輪胎溫度實驗裝置，其特征在于包括發射單元、數據終端單元和數據終端計算機，所述發射單元包括發射處理器、溫度傳感器和RFID發射模塊，所述發射單元安裝在輪胎的輪輞內，對輪胎內部溫度進行采集和發送，所述數據終端單元包括接收處理器、溫度接收器和液晶顯示模塊，所述接收處理器通過RS232總線與所述數據終端計算機相連接，所述溫度接收器通過串行總線與所述接收處理器相連接，所述接收處理器通過標準接口連接液晶顯示模塊，所述液晶顯示模塊設有液晶觸摸屏，所述液晶觸摸屏完成數據顯示工作，所述數據終端計算機將采集的數據建立輪胎運行溫度場模型，建立輪胎運行過程的狀態和故障預判算法，并具有自修正功能，溫度傳感器能夠對輪胎運行過程中的多個典型點進行溫度采樣，測量輪胎內部溫度后，通過RFID發射模塊將溫度數據傳輸到所述溫度接收器，溫度接收器接收溫度數據并輸送給數據終端計算機，由數據分析軟件完成實現數據分析和處理，傳送給液晶顯示模塊顯示輪胎溫度測量值，實現實時監控。
2.根據權利要求I所述的動態檢測輪胎溫度實驗裝置，其特征在于在所述數據終端計算機上設有數據分析軟件，數據分析軟件用所采集的數據分析建立輪胎運行過程的狀態并建立故障預判算法。
3.根據權利要求I或2所述的動態檢測輪胎溫度實驗裝置，其特征在于RFID發射模塊采用高功率無天線工作形式。
4.根據權利要求3所述的動態檢測輪胎溫度實驗裝置，其特征在于所述發射單元采用鋁殼封裝，采用鋰電池供電。
全文摘要
本發明涉及一種動態檢測輪胎溫度實驗裝置，所述裝置采用無線射頻技術解決輪胎溫度數據傳輸問題；同時測量16個點溫度；以嵌入式系統為核心，低功耗設計，大屏幕彩色液晶顯示；通過RFID無線接收模塊接收發射單元的溫度信息，實時的將信息在液晶屏上以數字、曲線、棒圖等形式顯示出來，并通過大容量存儲器將溫度信息存儲下來，以備離線分析使用。
文檔編號B60C23/20GK102658765SQ20121016495
公開日2012年9月12日 申請日期2012年5月25日 優先權日2012年5月25日
發明者余真珠, 馬連湘 申請人:青島科技大學