輪胎中的集成TPMS模塊和RFID標籤數據共享系統的製作方法

2023-10-26 01:40:57 2

本發明總體涉及用於合併在輪胎內的電子標籤和傳感器模塊的數據管理。

背景技術：

rfid電子標籤和tpms（胎壓監控系統）傳感器被合併到各種完成的物品或產品（諸如輪胎）中。這類rfid標籤包括儲存數據（諸如輪胎識別碼）的能力。在輪胎的壽命周期中，當接收到詢問信號時，儲存在標籤存儲器中的數據被從標籤傳送到遠程讀取器，以提供有用的產品識別信息。tpms模塊測量輪胎參數，諸如胎壓和胎溫。有益的是在輪胎中集成tpms操作和rfid標籤的操作，以便在整個輪胎使用壽命期間，保持將測量的輪胎參數數據與唯一輪胎識別碼相關聯的能力。

技術實現要素：

在本發明的一個方面，為輪胎組件提供集成的傳感器模塊和rfid標籤數據共享系統。所述系統包括：獨立式識別標籤，該識別標籤被安裝到所述輪胎，用於儲存和傳送可訪問的唯一輪胎識別代碼；傳感器模塊，該傳感器模塊被安裝到輪胎，並其具有用於測量一個或多個輪胎參數的一個或多個傳感器，並且從傳感器傳送所述測量的輪胎參數數據；以及在識別標籤和傳感器模塊中的數據共享接口，通過該數據共享接口，通過與識別標籤的數據通信，傳感器模塊訪問並儲存唯一的輪胎識別代碼。

在另一方面，所述測量的輪胎參數數據可被識別標籤裝置訪問用於傳送到遠程接收器。

根據另一方面，所述傳感器模塊能夠操作為傳送輪胎識別代碼，並且該識別標籤包括用於測量輪胎參數的至少一個基於標籤的傳感器，並且其中，所述識別標籤通過數據共享接口與傳感器模塊共享來自基於標籤的傳感器的測量的數據。

本發明還涉及以下技術方案：

1.一種輪胎組件，所述輪胎組件具有用於共享基於輪胎的信息的集成的系統，包括：

輪胎；

識別標籤裝置，所述識別標籤裝置被安裝到所述輪胎，用於儲存能夠訪問的唯一輪胎識別代碼，所述識別標籤裝置能夠操作為將所儲存的輪胎識別代碼傳送到遠程接收器；

傳感器模塊，所述傳感器模塊被安裝到所述輪胎，並且具有用於測量至少一個輪胎參數的至少一個傳感器，所述傳感器模塊能夠操作為從所述至少一個傳感器傳送測量的輪胎參數數據；

在所述識別標籤裝置和所述傳感器模塊中的數據共享接口，通過所述數據共享接口，在所述識別標籤裝置和所述傳感器模塊之間共享所述唯一輪胎識別代碼。

2.如技術方案1所述的輪胎組件，其中，所述測量的輪胎參數數據被所述識別標籤裝置訪問並儲存。

3.如技術方案2所述的輪胎組件，其中，所述識別標籤裝置能夠操作為將所述測量的輪胎參數數據傳送到所述遠程接收器。

4.如技術方案1所述的輪胎組件，其中，所述傳感器模塊能夠操作為傳送所述輪胎識別代碼。

5.如技術方案1所述的輪胎組件，其中，所述識別標籤裝置包括至少一個基於標籤的傳感器，用於測量至少一個標籤測量的輪胎參數；並且其中，所述識別標籤裝置能夠操作為通過所述數據共享接口將所測量的數據從所述至少一個基於標籤的傳感器傳送到所述傳感器模塊。

6.如技術方案5所述的輪胎組件，其中，所述傳感器模塊包括儲存存儲器，所述儲存存儲器能夠操作為儲存來自所述至少一個基於標籤的傳感器的測量的數據。

7.一種輪胎組件，包括：

輪胎；

獨立式識別標籤裝置，所述識別標籤裝置被安裝到所述輪胎，用於儲存能夠訪問的唯一輪胎識別代碼，所述識別標籤裝置能夠操作為將所儲存的輪胎識別代碼傳送到遠程接收器；

獨立式傳感器模塊，所述傳感器模塊被安裝到所述輪胎，並且具有用於測量至少一個輪胎參數的至少一個傳感器，所述傳感器模塊能夠操作為從所述至少一個傳感器傳送測量的輪胎參數數據；

在所述識別標籤裝置和所述傳感器模塊中的數據共享接口，通過所述數據共享接口，從與所述識別標籤裝置的數據通信，所述傳感器模塊訪問並儲存所述唯一輪胎識別代碼；

其中，所述傳感器模塊能夠操作為傳送所述輪胎識別代碼；

其中，所述識別標籤裝置包括至少一個基於標籤的傳感器，用於測量至少一個標籤測量的輪胎參數；並且其中，所述識別標籤裝置能夠操作為通過所述數據共享接口將所測量的數據從所述至少一個基於標籤的傳感器傳送到所述傳感器模塊；以及

其中，所述傳感器模塊包括儲存存儲器，所述儲存存儲器能夠操作為儲存來自所述至少一個基於標籤的傳感器的測量的數據。

8.如技術方案7所述的輪胎組件，其中，所述測量的輪胎參數數據被所述識別標籤裝置訪問並儲存。

9.如技術方案8所述的輪胎組件，其中，所述識別標籤裝置能夠操作為將所測量的數據從所述至少一個基於標籤的傳感器傳送到所述遠程接收器。

附圖說明

將以示例方式參照附圖描述本發明，在附圖中：

圖1是具有裝配有rfid標籤和tpms模塊的輪胎的車輛的系統示意圖；

圖2是將用於數據共享和儲存的tpms和rfid裝置集成在輪胎中的系統的框圖。

具體實施方式

首先參照圖1，常規的rfid標籤10被示出為附著到輪胎12的側壁14上。標籤10，在此也被稱作「輪胎身份（id）標籤」，處於偶極配置，但如果需要也可採用其他標籤配置。rfid標籤是通用類型的標籤，包括支撐集成電路（ic）封裝的襯底並具有導體線圈式天線臂。美國專利8,441,355示出和描述了這種標籤，該專利的全部內容通過引用合併於此。

標籤10提供唯一輪胎id代碼，通過該代碼，輪胎在輪胎的整個使用壽命期間被明確地識別。輪胎id代碼幫助追蹤何種輪胎位於車輛（諸如卡車22）上，並識別何時載有標籤的輪胎已被更換。輪胎12是常規構造的輪胎，具有胎面區域16和由輪胎內襯19限定的輪胎胎腔18。標籤10可操作為將輪胎id信息無線地傳送到遠程接收器（未示出）以用於識別。

胎壓監控傳感器（tpms）模塊20被固定到輪胎12並與輪胎胎腔18通信。tpms模塊20的優選安裝位置是通過合適的手段（諸如粘合劑）安裝到輪胎內襯19。通常，tpms模塊20是模塊封裝，其中，一個或多個傳感器被封裝以用於測量一個或多個重要的輪胎參數，所述參數諸如輪胎胎腔空氣壓力和輪胎溫度。對用於輪胎性能和健康度評估的監控來說，所測量的輪胎參數是重要的。相應地，tpms模塊20裝配有天線，該天線用於將輪胎參數數據或信息無線地傳送到遠程接收器以用於分析。tpms模塊20和輪胎標籤10是通常可商購的裝置。裝置10、20由此被修改成彼此互相通信數據，如本文描述的。

輪胎12安裝至以卡車牽引車形式示出的車輛22。但是，本文描述的數據共享和多重獨立式裝置集成的原理可同等地應用於其他類型的車輛，諸如乘用車、非道路用設備（off-roadequipment）等。

參照圖2，以框圖的形式示出了主題的集成tpms模塊和rfid標籤數據共享系統。tpms模塊20和rfid標籤10是獨立式裝置，如圖1中所見並且如圖2的框圖所表現的。獨立式tpms模塊20已合併入電路數據儲存存儲器40，該電路數據儲存存儲器40包括對唯一輪胎識別代碼42的儲存。相應地，tpms模塊20在此可被稱作「具有存儲器的tpms」。tpms模塊20被提供以輪胎id代碼24，最初在輪胎12開始服務時提供和儲存該輪胎id代碼24。之後，從rfid輪胎標籤10，tpms模塊20可更新和驗證該輪胎id代碼，其中rfid輪胎標籤10在輪胎的整個使用壽命期間與輪胎12保持關聯。

此外，如之前解釋的，tpms模塊20具有監控和測量輪胎參數的一個或多個傳感器26，所述輪胎參數諸如胎腔壓力（p）、輪胎溫度（t）和接地印跡長度（l）。這類傳感器在輪胎操作時持續測量重要的參數，並憑藉集成的天線28將測量的輪胎參數數據傳送到遠程接收器（未示出）。此外，tpms模塊和存儲器40具有各自的唯一地址作為互連接口20的一部分，該互連接口20允許用於信息和數據共享。優選的接口是可商購的i2c或spi，以供集成電路（ic）合併和使用。本文使用的「i2c」或「spi」各自代表荷蘭埃因霍溫的philipssemiconductor(現在是nxp)公司開發的內置集成電路（i2c），或伊利諾州紹姆堡的motorola公司開發的串行外設接口（spi）。

rfid輪胎標籤10被提供有用於數據t、p、l等32的儲存（32），以及用於輪胎id34的儲存。標籤10也具有天線36，用於將輪胎id和傳感器數據無線地傳送到遠程接收器（未示出）。rfid標籤10還裝配有i2c或spi接口30。標籤10還可裝配有其自己的傳感器38和t、p、l等44，憑藉i2c或spi共享的接口30通信和儲存輪胎參數信息。傳感器38產生的數據還可被通信到tpms模塊20。rfid標籤被進一步封裝以從tpms傳感器38通信和接收輪胎參數測量值。圖中示出了四個地址，該四個地址全部憑藉共用的i2c或spi接口互相連結。因此能夠在全部四個地址之間共享數據。

在輪胎中使用的tpms模塊目前所經歷的一個主要問題是，當tpms模塊被從輪胎/車輪組件移除，並且唯一id不再應用於輪胎時，用於輪胎/車輪組件的唯一識別器變得無法應用。圖2的系統通過經由i2c或spi接口，提供在rfid標籤10和tpms模塊20之間的通信來解決這一問題。由rfid標籤載有的唯一輪胎id在輪胎的整個使用壽命期間與輪胎保持在一處。由i2c或spi接口使能的rfid集成電路可被傳送到tpms模塊20並被儲存，由此確保tpms模塊20準確地反映其所附接到的輪胎。此外，由i2c或spi接口使能的rfid標籤10集成電路（ic）可從tpms模塊20獲得溫度、壓力等數據，然後可被標籤10傳送。rfid標籤10因此具有其自己的獨立式溫度、壓力等傳感器，這是因為i2c或spi接口允許通信和共享多種裝置數據。此外，存儲器40可連接到tpms模塊20，該tpms模塊20保持嵌入在輪胎中並且保持可應用的唯一輪胎id。

根據以上，應該明白是的實現了用於輪胎組件的集成的傳感器模塊和rfid標籤數據共享系統。輪胎裝配有rfid標籤和tpms模塊。rfid標籤和tpms模塊互相通信。結果是，來自tpms模塊的輪胎數據與儲存在rfid標籤中的永久輪胎id相關聯。這是在車輛水平完成的，並且這種關聯可以自動地完成。此外，主題中的系統解決了目前無法在場（yard）內的利用rfid手持式讀取器訪問tpms數據的問題。存在能夠閱讀tpms和rfid的讀取器，但這類讀取器成本高昂。通過在tpms模塊和rfid標籤之間關聯和共享數據，標準的rfid標籤讀取器可訪問tpms數據和rfid。所述系統包括：獨立式識別標籤10，該識別標籤10被安裝到輪胎12上，用於儲存和傳送可訪問的唯一輪胎識別碼；獨立式tpms傳感器模塊20，該tpms傳感器模塊20被安裝到輪胎，並且具有用於測量一個或多個輪胎參數的一個或多個傳感器，並且傳送來自傳感器的測量的輪胎參數數據；以及在識別標籤和傳感器模塊中的數據共享i2c或spi接口，由此，通過與識別標籤的數據通信，傳感器模塊訪問並儲存唯一的且正確的輪胎識別代碼。測量的輪胎參數數據可被識別標籤裝置訪問用於傳送到遠程接收器。tpms模塊20還被提供以存儲器40，用於儲存正確的輪胎id和輪胎參數傳感器信息。rfid標籤10還可具有相關聯的傳感器38，傳感器38產生輪胎參數信息，用於被rfid標籤10傳送到遠程接收器。共用的i2c或spi接口允許在獨立式tpms模塊20和rfid標籤10之間自由共享輪胎id和輪胎參數傳感器測量結果。

鑑於本文提供的對本發明的描述，可對本發明進行改變。雖然為了闡明本發明的目的，已經示出了某些代表性實施例和細節，但對本領域技術人員來說顯然的是可進行各種變化和修改而不違背本發明的範圍。因此，應該理解，可對所描述的特定實施例進行變化，並且這些變化落在由以下所附權利要求所限定的本發明的完全的意圖範圍內。