大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器的製作方法

2023-05-02 14:32:26

專利名稱：大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種車輛的無線監護器，具體地說是應用在大型載重汽車中，監視油箱蓋、備胎是否擾動、蓄電池是否移除的監護器。
背景技術：
大型載重汽車體型龐大，泊車於車庫的可能性幾乎不存在，即便進入專有停車場，其受到盜竊的機率依然很大。特別是油箱、備胎、蓄電池就更容易受到不速之客的光顧了，甚至駕駛室有看護人員也不能有效阻止此類事件的發生。
發明內容本實用新型的目的是提供一種保證汽車油箱、備胎、蓄電池安全的無線監護器。為實現上述目的，本實用新型採用以下技術方案一種大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器，它由發送端和接收端構成，且汽車的蓄電池為發送端供電；其中，發送端包括分別設置在油箱蓋和備胎上的外置探測器，夕卜置探測器將獲取的狀態信號通過雙絞線連接外置探測器狀態檢測接口電路，外置探測器狀態檢測接口電路輸出的檢測結果送入編碼控制電路中進行編碼，經編碼後的狀態信號通過發射電路發送出去；在接收端，接收電路接收編碼後的狀態信號，經解碼電路解碼後送入控制輸出電路，控制輸出電路驅動報警電路工作。所述外置探測器狀態檢測接口電路的輸出端連接發送端主控電路，發送端主控電路的輸出端連接編碼控制電路。所述發送端主控電路由以下一種或幾種電路組成檢測主控電路板是否移動或震動的內置震動檢測電路；在發射電路工作時封鎖信號輸入的封鎖電路；在車輛靜止狀態下自動投入工作、當車輛持續震動下自動退出的監控自動投入退出電路；判斷電源是否斷電的電源斷電檢測電路。在所述的發送端主控電路中，還包括對內置震動檢測電路和監控自動投入退出電路進行輔助控制的時間基準電路。所述解碼電路的輸出端連接複合檢測電路，複合檢測電路的輸出端連接控制輸出電路；所述複合檢測電路包括通信檢測電路、電池欠壓檢測電路和間歇控制電路。採用上述技術方案的本實用新型，具有以下優點I、油箱蓋、備胎開拓性設置了各自獨立的探測器並與主機之間採用了電流傳輸型(單迴路、無極性、雙線連接、既饋送電源又傳遞信息)防破壞連接方式，在具有極強抗幹擾能力的同時也具備了防破壞報警功能。2、外置探測器、主機檢測均採用了 IC式加速度傳感器，徹底克服了一般壓電式傳感器的機械疲勞、碎裂、報警失效、聲音幹擾誤報警等痼疾。配合電路設計，本監護器對周邊相當近的離散型爆炸聲音、連續較強的其他聲音不敏感。3、在蓄電池被移除、本監護器發射主機失電的情況下，發射主機仍將最後發出發射失電信息，並會被接收器鎖定狀態，在此情況下即便恢復供電也不會改變報警狀態。4、在採用普通編碼電路的情況下，電路設計具備在同頻同碼幹擾時的報警能力。5、外置探測器、主機在電路上採用的雙絞線單迴路無極性連接，物理上採用的磁吸式安裝，非常方便於布線安裝和使用。6、操作簡單，監護器主機會在泊車後3-5分鐘自動開啟，車輛行駛3-5分鐘後自動關閉，用戶只須根據需要打開或關閉接收機電源開關即可。

圖I為本實用新型的原理框圖。圖2為本實用新型發送端外置探測器的電路原理圖。 圖3為本實用新型外置探測器狀態檢測接口電路的原理圖。圖4為本實用新型中發送端主板的電路圖。圖5為本實用新型中接收端的電路原理圖。
具體實施方式
如圖I所示，一種大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器，它由發送端和接收端構成，且汽車的蓄電池為發送端供電；其中，發送端包括分別設置在油箱蓋和備胎上的外置探測器，外置探測器將獲取的狀態信號通過外置探測器狀態檢測接口電路送入編碼控制電路中進行編碼，經編碼後的狀態信號通過發射電路發送出去。在接收端，接收電路接收編碼後的狀態信號，經解碼電路解碼後送入控制輸出電路，控制輸出電路驅動報警電路工作。需要說明的是，外置探測器狀態檢測接口電路輸出的狀態信號需要經過發送端主控電路的處理，經發送端主控電路處理後再進行編碼。發送端主控電路由以下一種或幾種電路組成檢測主控電路板是否移動或震動的內置震動檢測電路、在發射電路工作時封鎖信號輸入的封鎖電路、在車輛靜止狀態下自動投入工作、當車輛持續震動下自動退出的監控自動投入退出電路、判斷電源是否斷電的電源斷電檢測電路、以及對內置震動檢測電路和監控自動投入退出電路進行輔助控制的時間基準電路。同樣地，在接收端，解碼電路的輸出信號也要經過一定的處理，其處理過程主要在複合檢測電路中完成，上述複合檢測電路包括通信檢測電路、電池欠壓檢測電路和間歇控制電路。具體地說，如圖2所示，發送端外置探測器由加速度傳感器集成電路U902，集成運算放大器U901 (四運算放大器)，低壓差線性穩壓器U903等組成。其中，加速度傳感器集成電路U902是低功耗三軸加速度傳感器。X、Y、Z軸檢測輸出的位移、震動信號經電阻R901、R902、R903和電容C902耦合至集成運算放大器U901A進行小信號放大，放大後的信號連接入集成運算放大器U901B、U901C及外圍元件組成的窗口電壓比較器，其中可變電阻R-P0T901設定了窗口電壓，即靈敏度，窗口電壓比較器的檢測輸出經二極體D901、D902送入運算放大器U901D及外圍元件等組成的脈衝展寬電路進行延時，輸出脈衝寬度(即延時時間)取決於電阻R910對電容C907的充電幅度。運算放大器U901D輸出經由電阻R914、三極體Q901擴流後推動雙色發光二極體LED901-1發紅光、LED901-2發綠光以指示工作狀態。三端集成穩壓器U903及外圍元件組成微功耗低壓差線性穩壓器，為本機提供穩定的3V輸出。二極體D903、D904、D905、D906組成的整流橋，在這裡起到電源供給的整流式極性變換，實現無極性接入。如圖3所示，外置探測器狀態檢測接口電路主要由集成電路U801 (四比較器)，電壓基準集成電路DW801，集成電路U802，三極體Q801等組成。電容C808，C809、集成電路U802等組成本部分電路的獨立穩壓器，用以提供本部分電路的電源。三極體Q801、集成電路U801、電壓基準集成電路DW801及外圍元件組成階梯電壓比較器，電阻R802、DW801提供比較所需的基準電壓。外置探測器工作電流信息通過三極體Q801集電極引入本接口電路，R803是採樣電阻，工作電流在其上轉換為樣本電壓。正常情況下，兩隻外置探測器連接正常且工作於未觸發狀態，電阻R803壓降大於24. 9mV，小於35. 5mV,電壓比較器U801四個輸出端1、2、13、14對地皆處於高阻狀態，發光管LED801不發光。當外置探測器或線路有任意一處連接斷開，採樣電阻R803壓降將小於24. 9mV，則 比較器U801C轉為低電平輸出，通過三極體Q803驅動LED801-B間歇發紅光。其中三極體Q802/Q803受控於主板送出的脈衝信號，工作於間歇通斷狀態。當外置探測器有一個處於觸發狀態，電阻R803壓降將大於35. 5mV,比較器U801D轉為低電平輸出，通過三極體Q802驅動發光管LED801-A間歇發綠光。當外置探測器有二個處於觸發狀態，採樣電阻R803壓降將大於43. 6mV,比較器U801B轉為低電平輸出，發光管LED801-A持續發綠光，此時三極體Q802被對地短路，此時間歇通斷功能不再起作用。當外置探測器或線路有任一位置處於連線(短路)狀態，採樣電阻R803壓降將大於64. 4mV，比較器U801A轉為低電平輸出，發光管LED801-B持續發紅光。此時，三極體Q801基極被二極體D802箝位，集電極電流將會被限制在約22mA以下，可確保外電路在短路狀態下線路及設備也不會損壞。集成電路U801輸出端對地轉為低阻時，二極體D803或D804將洩放掉電容C805上的電荷，三極體Q804轉為導通，外檢測輸出變為高電平，持續時間取決於電阻R818對電容C805的充電時間。如圖4所示，在發送端主控電路中，內置震動檢測電路主要由三軸加速度傳感器U102、四運算放大器U101、三端集成穩壓器U104等組成。內置震動檢測的基本原理與前述外置探測器基本相同，此處不再贅述。監控自動投入退出電路主要由雙電壓比較器U201、電阻R201/202/203/204、電容C201、二極體D201等組成。當檢測到震動信息時，四運算放大器的UlOlD驅動三極體Q102輸出低電平信號使無線發射電路工作；另外一路送給雙電壓比較器U201處理一、在靜止狀態自動投入、退出電路(U201及周邊)收到震動輸出信號後，集成電路U201B的7腳變為低電平，封鎖了三極體Q501輸出，聯機信息不再發射，電路只向外發射震動信息；二、當連續收到持續震動信號(高電平)超過一定時長(大約3-5分鐘，如車輛啟動運行後)電容C201充電到電阻R203/R204設定的電壓時，比較器U201A的I腳轉為低電平，封鎖三極體Q102輸出，此時監護器全面退出信息發送狀態；三、當車輛停泊超過一定時長，比較器U201A的I腳又轉為高阻狀態，本機自動投入監控狀態，恢復聯機無線發射並進入監護狀態。時間基準電路主要由震蕩分頻器U501、電阻R501/502、電容C501等組成，聯機、震動發射、外檢指示都受其同步控制。其中，電阻R501、電容C501決定了震蕩分頻器U501震蕩周期的長短；電阻R504/R503、電容C503配合三極體Q501，使發光管LED602隻在震蕩分頻器U501的Q14 口輸出長脈衝的前沿點亮，同時發射出聯機信息。此聯機信息發射間隔時間約12秒，震蕩分頻器U501的Q9輸出口通過C0N4四線連接器J301送出，用於驅動三極體 Q802/803。電源及斷電檢測電路主要由三端集成穩壓器U701、三極體Q701、二極體D701/702/703、電阻R701/702/703等組成。其中，二極體D701起防電源極性接反的作用，二極體D702用作U701的防反充電，因為電容C704用得比較大，它不但作為穩壓之用，其儲能還將提供外部供電路切斷後的整機的短時間能源供應，以發送最後的斷電信息。Q701是斷電檢測三極體，外接電源正常時Q701截止，一旦外電路失電，電阻R701/R702將立即提供三極體Q701的基極電流，Q701將立即導通，同時驅動發射電路發出斷電信息。外檢弓I入接口及封鎖電路主要由三極體Q301/Q302、電阻R301/302/303/304/305、電容C301等。三極體Q301受控於發射電路,在編碼發送時封鎖信號輸入(同時被封鎖的還
有U101B、U101C的輸出)，以消除強電磁幹擾對前級的影響。三極體Q302是單反相器，用以驅動三極體Q603。三極體Q601/602/603在這裡連接成電子開關，一是給編碼電路U601、發射電路供電，二是分別控制各自對應的編碼控制端。D601/602/603是編碼電路的或邏輯供電二極體。發光管LED601是發射指示。315MH (或433MH)無線發射電路採用市售成品模塊，可根據需要選用不同的發射功率、頻率，以滿足不同場合需求。發射模塊原理此處不贅述。如圖5所示，接收端中，接收電路中的無線接收模塊採用市售成品版。解碼電路UOOl根據發送端編碼情況有不同的解碼輸出，三極體Q001/002/003/004/005則對應導通，驅動發光二極體LED點亮。複合檢測電路主要由電壓比較器U002、電容C010、電阻R018等周邊元件組成。該部分電路完成無線聯機訊號檢測、電池電壓跌落檢測、間歇控制等功能。LED指示電路接收控制器設置了 5個發光管LED分別是聯機正常(綠色)，普通警示(紅色)，嚴重警示(紅色)，發射缺失(紅色)，本機欠電(黃色)。聲音警示電路主要由三極體Q008/009、訊響器BUZ001等組成。三極體Q008/Q009是訊響器的電子開關。BUZ001是訊響器，其發聲受Q008/Q009控制。電源電路主要由集成電路U003、電容C001/002/003等組成。針對電容COlO端電壓的窗口電壓比較器用以完成無聯機信號檢測電路，電阻RO18是電容COlO的充電迴路，二極體D002、電阻R030是其可控放電迴路(受控於三極體Q003的通斷)一 無線聯機訊號正常接收情況下，集成電路UOOl有間歇的解碼輸出，則三極體Q003控制電容COlO間歇放電，COlO端電壓不會超出R013所設定的電壓範圍，比較器U002C/D沒有輸出(13、14對地高阻狀態)，三極體Q008 (基級高電位)處於截止狀態，發聲電路不工作。二 但在電路剛接通時，電容COlO端電壓從O起開始充電，在低於R013下端電位這段時間，比較器U002C的14腳輸出低電位，發聲電路工作，這就是每次開機即發出測試聲
音的基本原理。三一旦JSH001接收模塊收不到聯機信號，集成電路UOOl無解碼輸出，電容COlO將一直處於充電狀態，直至超出電阻R013上端電位，U002D的13腳輸出低電位，發聲電路工作。這就是收不到聯機信號後的報警聲音。此時所有發光管均不點亮但依然發出報警聲。在解碼集成電路UOOl的11、12、13腳任意一個有解碼輸出時，三極體Q007都將導通，發聲電路開啟。比較器U002B專用於檢測接收器電池電壓，電池電壓一旦低於設定值，U002B的I腳輸出低電位，當比較器UOOl的17腳有解碼輸出時即發出短暫的聲音報警，提示接收器電池已接近用完，需要充電(接收器充電時仍可正常使用)。比較器U002A及周邊元件接成無穩態震蕩模式，專用於驅動訊響器間歇發聲。電源部分由電荷泵式升壓集成電路U003 (G320)及電容C001、C002、C003完成，3. 6V輸入經此電路升壓為穩定的5V供整機使用。綜上述在接收機剛開機(測試聲音)、電池欠電(短提示聲)、收不到聯機信號及發 生有效報警事件(連續報警聲)時，均將發出報警聲音。在發生有效報警事件，解碼有輸出及電池欠電時相應的發光管也將點亮。在安裝時，位於油箱蓋和備胎上的外置探測器均使用普通雙絞線連接至主機，不必講究正負極性，只要連接可靠即可。發送端主機安裝在車輛自備蓄電池附近，電源線直接接在蓄電池上，但須注意極性正確(反極性接入時，不會造成任何損壞，但不能正常工作)。天線一般應直立安裝。監護器接入約5分鐘後，進入穩定監護工作狀態。接收器打開電源開關即進入監護工作狀態，電池弱時應及時補充充電。充電時也可正常使用。充電器可使用普通市售手機充電器，只要接口一致即可。當外置探測器有一個或兩個被震動、移動而處於觸發狀態，或外置探測器連接線被切斷、短路，比較器U801都將有輸出，三極體Q804輸出高電平，此高電平通過連接器送入主機，三極體Q302、Q603導通，編碼電路、發射電路開啟，無線信號通過天線輻射出去。接收器收到編碼信號後，送給解碼電路U001，UOOl的12腳轉為高電平，驅動三極體Q002點亮發光管嚴重警示LED003，同時發聲電路開啟。當主機受到震動或被移動時，內置探測器也將有輸出，驅動三極體Q602導通，對應接收器普通警示LED002點亮。發聲電路開啟。當主機電源突然缺失後，三極體Q701立即導通，並依靠電容C704存儲的電能將斷電信息發送出去，此時接收機內解碼電路13腳輸出高電平，三極體Q004導通，發射缺失發光管LED004點亮，發聲電路開啟。同時二極體D002導通，接收電路輸出被箝位，接收器將鎖定在該狀態一直不變。除非關掉電源再重新開機才會解除。在內置和外置探測器均未觸發無輸出時，U501的3腳每隔約12秒送出一高電平，驅動三極體Q501Q601導通，編碼發射電路發出持續約I. 2秒的聯機信號，接收器將持續不斷接收到聯機信號，聯機正常指示燈(綠色)LED001則間歇點亮。當主機的發射天線被剪斷、移除，或受到同頻率電磁壓制、幹擾，或超出服務距離，接收器不能正確接收主機發送的信息，解碼電路沒有正確解碼輸出，則接收器中的電容COlO失去放電迴路而持續充電，直至超出電阻RO13所設定的窗口電壓，集成電路U002D轉為低阻輸出，發聲電路開啟並持續(但所有發光管均不點亮)，直至接收到正確的聯機信息或被關機。綜上述，主機的內置或外置探測器被觸發、連接線被破壞、天線被破壞、電磁幹擾等均將引發接收器的有效報警。這就是本無線監護器可以高可靠運行，可對多種破壞形式作出反應的根本所在。 本無線監護器主機可在泊車後自動開啟，車輛運行後自動關閉，因而使用非常簡單，只需在需要監護時打開接收器的電源開關即可。
權利要求1.一種大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器，其特徵在於它由發送端和接收端構成，且汽車的蓄電池為發送端供電；其中，發送端包括分別設置在油箱蓋和備胎上的外置探測器，外置探測器將獲取的狀態信號通過雙絞線連接外置探測器狀態檢測接口電路，外置探測器狀態檢測接口電路輸出的檢測結果送入編碼控制電路中進行編碼，經編碼後的狀態信號通過發射電路發送出去；在接收端，接收電路接收編碼後的狀態信號，經解碼電路解碼後送入控制輸出電路，控制輸出電路驅動報警電路工作。
2.根據權利要求1所述的大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器，其特徵在於所述外置探測器狀態檢測接口電路的輸出端連接發送端主控電路，發送端主控電路的輸出端連接編碼控制電路。
3.根據權利要求2所述的大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器，其特徵在於所述發送端主控電路由以下一種或幾種電路組成 檢測主控電路板是否移動或震動的內置震動檢測電路； 在發射電路工作時封鎖信號輸入的封鎖電路； 在車輛靜止狀態下自動投入工作、當車輛持續震動下自動退出的監控自動投入退出電路； 判斷電源是否斷電的電源斷電檢測電路。
4.根據權利要求3所述的大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器，其特徵在於在所述的發送端主控電路中，還包括對內置震動檢測電路和監控自動投入退出電路進行輔助控制的時間基準電路。
5.根據權利要求1所述的大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器，其特徵在於所述解碼電路的輸出端連接複合檢測電路，複合檢測電路的輸出端連接控制輸出電路；所述複合檢測電路包括通信檢測電路、電池欠壓檢測電路和間歇控制電路。
專利摘要一種大型載重汽車油箱備胎蓄電池無線監護器，它由發送端和接收端構成，且汽車的蓄電池為發送端供電；其中，發送端包括分別設置在油箱蓋和備胎上的外置探測器，外置探測器將獲取的狀態信號通過雙絞線連接外置探測器狀態檢測接口電路，外置探測器狀態檢測接口電路輸出的檢測結果送入編碼控制電路中進行編碼，經編碼後的狀態信號通過發射電路發送出去；在接收端，接收電路接收編碼後的狀態信號，經解碼電路解碼後送入控制輸出電路，控制輸出電路驅動報警電路工作。
文檔編號B60R25/10GK202669745SQ20122025054
公開日2013年1月16日 申請日期2012年5月31日 優先權日2012年5月31日
發明者刁明勳 申請人:刁明勳