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CN110001313A - 轮胎监测装置及方法 - Google Patents

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CN110001313A
CN110001313A CN201811548537.6A CN201811548537A CN110001313A CN 110001313 A CN110001313 A CN 110001313A CN 201811548537 A CN201811548537 A CN 201811548537A CN 110001313 A CN110001313 A CN 110001313A
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CN
China
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instruction
pressure
pneumatic tyre
tire
apparatus surveillance
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Application number
CN201811548537.6A
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English (en)
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安德鲁·比尔
蒂莫·瓦恩斯
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Airbus Operations GmbH
Airbus Operations Ltd
Original Assignee
Airbus Operations GmbH
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Abstract

描述了一种被配置成安装在轮上的轮胎监测装置及其方法。该装置包括：压力传感器，用于感测轮上的轮胎的充气压力；无线通信接口，被配置成接收表示要求指示轮胎压力的命令的数据；存储器，存储预定压力值；指示器，被配置成提供第一指示和第二指示，其中，第一指示与第二指示不同；以及处理系统，被配置成响应于接收到要求指示轮胎压力的命令并至少部分地基于充气压力和预定压力值来操作指示器以提供第一指示或第二指示。

Description

轮胎监测装置及方法
技术领域
本公开内容涉及诸如轮胎监测装置的监测装置及其使用和配置的方法。在示例中，本公开内容涉及飞机轮胎监测装置。
背景技术
检查轮胎压力是交通工具维护的重要部分。轮胎压力应当保持在预定压力下，以确保轮胎按照制造商的意图执行。不正确的轮胎压力会导致轮胎故障，可能爆裂并且导致对交通工具的破坏和/或失控。由于飞机起落架上的轮胎遇到的高速度，因此定期检查压力，可能每天一次或更频繁地检查。轮胎压力的手动检查需要时间，减少该时间是有益的。
已经提出通过在轮中包括感测装置来使轮胎压力测量自动化，然后可以无线地询问轮中的感测装置以提供轮胎压力的测量。这与手动读数相比可以减少所需的时间，但是由于需要从轮到轮测量压力，仍会耗费时间。
确保由任何自动测量指示的轮胎压力是准确和/或可靠的也是重要的。这不仅仅是测量是准确的，而且显示器本身示出准确的压力表示。这在使用无线接口时变得更加重要，因为显示器可能因显示装置上的失灵或恶意软件而被损坏的可能性增加。
期望提供一种解决这些点中的一些或所有的轮胎压力测量系统。
发明内容
根据本发明的第一方面，提供了一种被配置成安装在轮上的轮胎监测装置。该装置包括：压力传感器，用于感测轮上的轮胎的充气压力；无线通信接口，被配置成接收表示要求指示轮胎压力的命令的数据；存储器，存储预定压力值；指示器，被配置成提供第一指示和第二指示，其中，第一指示与第二指示不同；以及处理系统。该处理系统被配置成响应于接收到要求指示轮胎压力的命令并至少部分地基于充气压力和预定压力值来操作指示器以提供第一指示或第二指示。
可选地，无线通信接口被配置成与至少一个其他轮胎监测装置通信。
可选地，处理系统被配置成还至少部分地基于通过无线通信接口来自至少一个其他轮胎监测装置的指示充气压力的数据来操作指示器以提供第一指示或第二指示。
可选地，无线通信接口被配置成通过第一网络与至少一个其他轮胎监测装置通信；以及被配置成通过第二网络与控制装置通信；其中，第一网络和第二网络是单独的。
可选地，无线通信接口包括第一收发器和第二收发器，第一收发器的传输范围比第二收发器的传输范围长。
可选地，第二收发器被配置成用于与配置装置通信。
可选地，指示器包括视觉指示器。
可选地，指示器包括听觉指示器。
可选地，轮胎监测装置包括用于感测轮的温度或轮胎内部的气体的温度的温度传感器。
如上所述的具有或不具有描述的可选特征的轮胎监测装置可以被配置成用于在飞机轮胎上使用。
在第二方面，轮胎压力测量系统可以包括多个如上所述的具有或不具有描述的可选特征的轮胎监测装置，其中，多个轮胎监测装置彼此通信。
可选地，轮胎压力测量系统还包括控制装置。该控制装置包括被配置成向多个轮胎监测装置中的至少一个发送指示命令的数据的无线通信接口。
可选地，轮胎压力测量系统还包括配置装置，该配置装置包括被配置成向多个轮胎监测装置中的至少一个发送指示配置命令的数据的无线通信接口。
可选地，配置装置的无线通信接口的发送范围小于1m。
根据第三方面，提供了一种使用监测装置来检查轮胎压力的方法，该监测装置包括指示器、压力传感器和无线通信接口。该方法包括在监测装置处：经由无线通信接口从控制装置接收指示检查轮胎压力的请求的数据；以及响应于检查轮胎压力的请求：使用压力传感器来确定与监测装置相关联的轮胎的第一充气状态；并且至少部分地基于第一充气状态来使用指示器提供指示。
可选地，该方法包括：响应于检查轮胎压力的请求来确定至少一个其他轮胎的第二充气状态；并且其中，使用指示器提供指示还至少部分地基于第二充气状态。
可选地，使用指示器提供指示包括：当处于(i)第一充气状态是由压力传感器测量的第一压力低于第一预定阈值和(ii)第二充气状态指示第二压力低于第二预定阈值中的至少一个时，使用指示器提供第一指示；以及否则使用指示器来提供第二指示，其中，第二指示与第一指示不同。
可选地，该方法还包括使用无线通信接口向控制装置发送充气压力的数据。
根据第四方面，提供了一种配置监测装置的方法，该监测装置包括存储器和无线通信接口。该方法包括在监测装置处：经由无线通信接口从第一装置接收指示第一配置消息的数据；确定由压力传感器测量的压力近似为零；响应于配置消息和压力为零的确定进入配置模式。
可选地，该方法还包括：当在配置模式下时经由无线通信接口从第二装置接收指示第二配置消息的数据；以及基于第二配置消息在存储器中设置配置参数。
可选地，使用第一无线通信模式来接收指示第一配置消息的数据，并且使用第二无线通信模式来接收指示第二配置消息的数据。
根据第五方面，提供了一种具有或不具有描述的可选特征的监测装置，包括：存储器；压力传感器；无线通信接口；以及被配置成执行上述第四方面的方法的处理器。
本发明的另外的特征和优点将根据参照附图进行的对本发明的通过仅示例的方式给出的优选示例的以下描述中变得明显。
附图说明
图1示出了根据本发明的第一示例的轮胎压力传感器系统的示意图。
图2示出了用于在图1的示例中使用的轮胎监测装置的示意图。
图3示出了用于在图1的示例中使用的控制装置的示意图。
图4示出了用于在图1的示例中使用的配置装置的示意图。
图5示出了安装在飞机中的轮胎压力传感器网络的示意图。
图6示出了对可以与图1的示例一起使用的轮胎监测装置的初始设置过程的流程图。
图7示出了可以与图1的示例一起使用的轮胎压力检查过程的流程图。
图8示出了可以由图2的轮胎监测装置使用的轮胎压力检查过程的流程图。
图9示出了可以与图1的示例一起使用的轮胎更换过程的流程图。
图10示出了可以与图1的示例一起使用的轮胎监测装置更换过程的流程图。
具体实施方式
在以下描述中，出于解释的目的，阐述了某些示例的许多具体细节。说明书中对“示例”或类似语言的引用意味着结合该示例描述的特定特征、结构或特性被包括在至少一个示例中，但不一定包括在其他示例中。
本文描述的某些方法和系统涉及对飞机中的传感器网络的操作。在本文描述的示例中，对“飞机”的引用包括所有类型的飞机，诸如例如军用或商用飞机、或无人驾驶飞机(UAV)的固定翼飞机以及例如直升机的旋翼飞机。
根据本文的示例，提供一种无线轮胎监测系统，其中，在控制装置上和在传感器本身的指示器上均提供状态的指示。这提供了对控制装置上提供的结果的附加保证，并且可以允许诸如手机或平板电脑的控制装置的使用，而不需要附加的硬件来给出控制装置上显示的数据为正确的保证。在一些示例中，故障的指示导致所有轮胎监测装置指示故障，即使对于不存在故障的轮胎监测装置也一样，使得故障的标识更简单。
根据本文的示例，无线轮胎监测系统包括三个元件：无线轮胎监测装置、控制装置和配置装置。这使得系统是安全的且易于使用。例如，可能需要配置装置向无线轮胎监测装置输入一些或所有配置命令，从而通过要求特定装置用于配置来提供安全性。同时，可以通过提供控制装置来提高易用性，该控制装置可以是运行应用程序以用于其他功能的执行、诸如使用该系统来检查轮胎压力的移动装置。
还描述了提供如下配置轮胎监测装置以增加安全性的方法的示例：例如通过要求附加的认证因素和对轮胎监测装置要处于配置模式的物理要求。
图1示出了根据本发明的第一示例的轮胎压力传感器系统的示意图。该系统包括多个轮胎监测装置10、控制装置12和配置装置14，所有这些均布置成经由无线通信进行通信。轮胎监测装置被安装在交通工具——在这种情况下是飞机(如下面参照图5更详细地解释的)——的每个轮上。控制装置12与轮胎监测装置10分离，并且可以是仅在轮胎压力传感器系统中起作用的专用控制装置，或者是也可以用于除与轮胎压力传感器系统一起使用之外的其他目的的计算装置。示例计算装置包括移动装置，诸如膝上型电脑、平板电脑、蜂窝电话和无线通信装置。
图1的轮胎压力传感器系统中的无线通信可以使用局域网或个域网，并且可以具有包括集中式和网状无线系统的任何合适的拓扑。在集中式系统中，可以将单个装置指定为主装置以协调通信，或者可以使用一个或更多个附加的无线接入点、网关或控制器(未示出)。在一些示例中，轮胎监测装置10、控制装置12和配置装置14均可以利用同一无线技术来进行通信并且形成单个网络。在其他示例中，轮胎监测装置10、控制装置12和配置装置14中的一个或更多个可以与系统的其他元件分离。这样的分离可以在软件中例如通过提供合适的防火墙和/或使用不同的网络ID和加密密钥来提供。这样的分离也可以由硬件例如通过不同的无线通信技术来提供。可以将硬件和软件分离两者组合。例如，在图1的系统中，控制装置利用与配置装置不同的无线通信技术来与轮胎感测装置通信，这可以提高系统的安全性。
图2示出了用于在图1的轮胎压力传感器系统中使用的轮胎监测装置10的示意图。轮胎监测装置10被配置成用于例如通过机械连接到轮上的提供到轮胎的入口的开口来安装在轮上。轮胎监测装置10包括处理器200、无线通信接口202、指示器204、电源206以及压力传感器208、温度传感器209、第一存储器210和第二存储器211。
处理器200可以是包括具有一个或更多个处理核的微处理器的任何合适的处理装置。在使用中，处理器200协调和控制其他部件，并且可以用于从存储器210、211读取计算机程序指令和数据并且/或者向存储器210、211写入计算机程序指令和数据。在一些示例中，处理器可以对低电力操作进行优化，或者具有对低电力操作进行优化的至少一个处理核。
无线通信接口202连接到处理器200，并且用于发送和接收来自轮胎压力传感器系统的其他装置的数据。在该示例中，无线通信接口包括两个收发器212、214，这两者使用不同的无线技术。第一收发器212被提供用于相对远程的多达约50m或约100m的通信。例如，第一收发器可以使用根据IEEE 802.11(WiFi)的标准来在2.4GHz或5GHz工业科学和医学(ISM)频带上通信，或者可以使用无线航空电子内部通信(WAIC)标准。第一收发器还包括如下加密模块，其用于例如根据利用预共享密钥的高级加密标准(AES)对发送的数据进行加密和对接收的数据进行解密。第二收发器214被提供用于相对短程的通信。例如，第二收发器214可以使用根据IEEE 802.15诸如蓝牙(RTM)、IEEE 802.15.4或近场通信(NFC)的标准。第二收发器可以在装置之间的小于5m、小于3m、小于1m、小于50cm、小于25cm或者可能需要接触或小于1cm的范围内操作。与第一收发器212类似，第二收发器214还包括用于对发送的数据进行加密和对接收的数据进行解密的加密模块。
在一些示例中，可以在无线通信接口中提供单个无线收发器。在该情况下，单个收发器可以使用相对短程或相对远程的通信，或者按需要调整范围(诸如通过控制发送电力)。
指示器204连接到处理器200并且由处理器200控制，以向轮胎压力传感器系统的用户提供指示。在该示例中，指示器是LED，但是在其他示例中，指示器是另一形式的光、诸如LCD或电子墨水显示器的显示器，或任何其他形式的视觉指示。在其他示例中，指示器是听觉指示器，诸如蜂鸣器、寻呼机、扬声器或任何其他声音产生部件。在另外的示例中，指示器可以包括听觉和视觉指示部件两者。指示器提供至少第一指示和第二指示，例如第一颜色发射光和第二颜色发射光。还可以提供诸如连续的或闪烁的光的另外的指示。轮胎监测装置具有壳体(未示出)，并且指示器204可以在壳体外部提供指示，例如LED可以安装到壳体外部，或者声音可以能够从壳体内发出。
电源206向感测装置的元件提供电力。电源206可以是诸如锂电池的电池。在该示例中，电源是电力足以使传感器在正常操作中运行约2年至3年的锂电池。在其他示例中，电源可以包括例如收集振动和/或电磁辐射以对电容器或电池充电的电力收集系统，然后该电容器或电池用于为装置供电。
在使用中，无线感测装置可以在“睡眠”或低电力模式下度过其操作寿命的大部分，使得除处理器和无线通信接口之外的大多数部件断电。这可以保存电池寿命。例如，轮胎监测装置可以默认处于低电力模式，收听用于测量或报告轮胎压力的命令。由于可能相对较少地需要轮胎压力读数，或许仅每天一次，所以这可以提供有用的电力节省。在其他示例中，可以更频繁地例如每10分钟、15分钟、20分钟、30分钟、1小时或2小时感测压力，并且可以存储压力以在趋势监测中使用。
压力传感器208连接到处理器200，并且可以是用于测量压力的例如电容传感器的任何合适的传感器。类似地，温度传感器209连接到处理器200，并且可以是用于测量温度的诸如热电偶的任何合适的传感器。温度传感器209可以布置成直接测量轮的温度或轮胎内部的气体的温度。在温度传感器209测量轮的温度的情况下，可以对轮的温度进行处理以确定轮胎中气体的温度。例如，可以使用算法或查找表。
压力传感器208和温度传感器209到处理器200的连接可以是数字的，提供来自传感器本身中的模数转换器(ADC)或类似物的经测量的压力和/或温度的数字表示，在这种情况下处理器可以包括ADC以对所接收的信号进行采样。包括压力传感器和温度传感器两者可以对确定温度补偿压力值有用。尽管该示例包括压力传感器和温度传感器，但是其他示例可以仅包括压力传感器，或者可以包括另外的传感器。
该示例包括两个存储器元件210和211。在该示例中，存储器210是可以在不需要施加电力的情况下保留数据的诸如闪存的非易失性可重写存储器。其他示例可以包括由电源保持供电的易失性存储器、或者只读和可重写存储器的组合。存储器210连接到处理器200并且用于存储用于由处理器执行的计算机程序指令以及如下数据两者，该数据是诸如来自压力传感器208的数据或通过无线通信接口202接收的数据。在一些示例中，存储器210可以存储由压力传感器208和温度传感器209感测的压力和/或温度读数的历史记录。例如，可以存储前十天的读数，其中，一旦存储器装满，最新的数据就将替换最旧的数据。
存储器211是安全存储器，对其的写入和/或读取访问受到限制，例如仅可由处理器200上运行的某些进程访问。可以在存储器211中存储诸如无线加密密钥的配置数据。在其他示例中，可以在单个物理装置中提供单个存储器，或者可以提供存储器210和211，其中存储器210与存储器211之间具有逻辑划分。
图3示出了用于在图1的示例中使用的控制装置12的示意图。控制装置12包括处理器300、显示器302、输入系统304、电源306、无线接口308、存储器310和有线通信接口312。在该示例中，控制装置是诸如蜂窝电话或平板计算机的移动装置。
处理器300是可以包括一个或更多个处理核的任何合适的处理装置，例如多用途微处理器、片上系统或系统级封装。处理器300连接到诸如LCD、OLED或电子墨水显示器的显示器302以向控制装置的用户显示信息。
在该示例中，输入系统304包括触摸屏界面，其使得用户能够通过触摸屏幕上的用户界面元素来与控制装置交互。输入系统304除触摸屏之外还可以包括一个或更多个按钮以及诸如用于语音识别的麦克风和用于图像输入的相机的其他输入装置。其他示例可以不包括触摸屏界面。
控制装置由电源306供电，在该示例中，电源306是可充电锂离子电池。其他示例可以使用替选电源，诸如其他电池技术、干线电力或诸如太阳能的能量收集。
无线接口308被包括以用于控制装置12与轮胎压力传感器系统中的其他装置通信。在该示例中，提供单个无线接口308，其被配置成与轮胎监测装置10通信。例如，可以使用相对远程的无线通信技术，诸如符合IEEE 802.11标准族的无线通信技术。这使得控制装置12能够与来自相对远程的轮胎监测装置交互。
在其他示例中，控制装置可以设置有以诸如IEEE 802.11和IEEE802.15.4的不同的无线技术操作的多个收发器。
存储器310包括诸如闪存的非易失性元件以及诸如RAM的易失性元件。非易失性元件用于存储操作系统软件和应用软件。在该示例中，控制装置运行标准操作系统软件，并且装载有应用软件以与轮胎压力传感器系统交互。为了限制对轮胎压力传感器网络的访问，应用软件可以从安全源提供并对公众不可用，并且/或者要求在操作之前输入凭证。
有线通信接口312被提供用于到计算系统的连接。有线通信接口312可以是例如诸如通用串行总线(USB)的串行数据连接、并行数据连接或诸如以太网的网络连接。有线通信接口312可以使得控制装置能够向计算系统传达从轮胎监测装置读取的值和/或其他状态信息，例如以存储长期趋势并辅助车队管理。替选地或另外地，无线通信接口308可以用于与计算系统通信。
图4示出了用于在图1的示例中使用的配置装置14的示意图。配置装置14通常包括与控制装置12相同的元件：处理器400、显示器402、输入系统404、电源406、无线408、存储器410和有线通信接口412，并且除非下面另外描述，否则这些通常与以上对控制装置描述的相同，。在该示例中，配置装置是移动装置，但是限制于仅与轮胎监测系统一起操作。例如，配置装置可以是仅能够运行用于与轮胎监测系统交互的软件的计算装置或平板电脑。
在该示例中，配置装置的无线通信接口408是相对短程的通信系统，例如IEEE802.15.4、蓝牙(RTM)、NFC或RFID。如下面将更详细地解释的，这使得配置装置能够在配置轮胎监测装置时用作附加的认证因素。
配置装置的有线通信接口412可以用于以如下安全的方式向配置装置提供信息，该安全方式例如使得一些加密密钥能够通过诸如串行数据连接的有线接口而不是无线接口来更新。
在一些示例中，配置装置14可以被省略并且其位置由控制装置12代替。控制装置12可以包括诸如IEEE 802.15.4、蓝牙(RTM)或NFC的短程无线通信接口。可以将应用软件装载至控制装置上以如下使得控制装置也能够用作附加的认证因素：可能通过维护仅能用合适的凭证访问的密码密钥来控制用于配置命令的发送的短程无线通信接口的操作。
图5示出了安装在飞机中的轮胎压力传感器网络的示意图。飞机500包括机身510、机翼520、主起落架530和前起落架540。根据示例，飞机500包括根据本文描述的示例中的任何示例的传感器网络。飞机500可以与本文描述的方法中的任何方法结合使用。根据示例，在飞机500周围的各个位置处分布多个无线节点。例如，在起落架530、540和机翼520中以及在机身510中。在主起落架530和前起落架540的每个轮上安装轮胎监测装置。
在示例中，轮胎监测装置还与座舱系统通信以向驾驶舱上的飞行员提供轮胎压力信息。在这些示例中，驾驶舱控制台也可以用作控制装置。
图6示出了对可以与图1的示例一起使用的轮胎监测装置的初始设置过程的流程图。当没有轮胎压力传感器装置被装配到交通工具诸如图5的飞机时，使用图6的该过程。图6的过程可以用于改装或作为制造过程的一部分。在开始该过程之前，提供一组轮胎监测装置。例如，对于期望监测压力的每个轮可以存在一个轮胎监测装置，或者可以存在多于一个轮胎监测装置(例如，以在一个或更多个轮上的轮胎的压力测量中提供冗余)。
首先，在框602处，控制装置12用于启动轮胎压力传感器系统控制应用。该应用在包括选项“系统设置”的显示器上呈现用户界面。“系统设置”选项由用户例如通过与控制装置12的触摸屏输入的交互来选择。
接下来，在框604处，控制装置12上的应用提示用户输入用于要安装轮胎监测装置的第一轮的配置信息。这可以包括“轮位置”、“交通工具标识”和“参考压力”中的一个或更多个。例如，飞机的轮位置可以为用于前起落架的“前右”、“前左”以及用于主起落架的“1”、“2”、“3”、“4”。参考压力可以特定于交通工具的特定轮或多个轮，例如主起落架轮可以具有与前起落架轮不同的参考压力。“交通工具标识”可以是飞机尾部标识。一旦输入信息，用户就选择诸如“上传”的选项，以将信息存储在应用中。然后，控制装置周期性地广播：其具有可用于上传的配置参数，并且等待接收来自要安装在轮中的轮胎感测装置的通信。在一些示例中，控制器装置可以提供显示或其他提示以使轮胎感测装置准备被配置有所输入的参数。例如，视觉或听觉提示可以指导用户“用配置装置接触轮胎感测装置”。
框604还可以包括向其他装置例如局域网或者另一网络中的服务器系统、诸如因特网上的安全服务器发送数据。在一些示例中，框604中的交通工具标识和参考压力可以通过利用控制装置拍摄交通工具标识的照片、使用光学字符识别来确定标识、并且然后在数据库中查找参考压力来自动地填充，该数据库可以在服务器上或者本地存储在控制装置本身的存储器中。在其他示例中，可以通过控制装置来读取条形码或其他形式的编码标识。
接下来，在框606处，用户向要安装在轮中的轮胎感测装置提供配置命令。在一些示例中，这通过用配置装置14接触轮胎感测装置来提供，配置装置14利用诸如NFC的短程通信来提供配置命令。然后，轮胎感测装置进入配置模式并且收听广播配置参数的控制装置。配置命令可以包括网络密钥，使得轮胎感测装置能够加入轮胎传感器网络以便收听控制装置广播。
在框608处，轮胎监测装置联系控制装置，并诸如通过交换用于加密的会话密钥以及在配置命令中从控制装置传送的配置参数建立安全通信会话。轮胎感测装置将配置参数存储在其存储器中并且退出配置模式。因为轮胎感测装置测量到零压力，所以轮胎感测装置的处理器指导指示器提供“故障”指示，诸如预定时间段内的连续红光。在一些示例中，与控制装置的通信使用与和配置装置的通信不同的通信模式或技术，例如使用诸如IEEE802.11的较远程技术。
在框610处，轮胎监测装置被装配到轮。假设由压力传感器测量的压力高于在框608处加载的参考压力的预定阈值，则处理器指导指示器提供“OK”指示，诸如预定时间段内的连续绿光。在该示例中，预定阈值是参考压力的约89％。在其他示例中，预定阈值可以是参考压力的约95％、参考压力的约90％或参考压力的约85％。
在框612处，确定是否存在要安装的另外的轮胎监测装置。如果存在，则执行返回到框604，并且对不同的轮重复配置过程。如果不再存在要安装的轮胎监测装置，则执行继续到框614。
在框614处，确认传感器系统的正确的操作。这可以包括利用在配置过程期间提供给控制装置的数据进行的内部检查。例如，检查轮参考压力是一致的，检查前起落架轮之间的一致的参考压力，检查主起落架轮之间的一致的参考压力，以及检查所有轮之间的一致的交通工具标识。确认正确的操作还可以包括：例如通过提示用户进行每个轮的手动测量并进入控制装置来检查由压力传感器测量的压力与每个轮的手动测量结果匹配。确认正确的操作还可以包括：利用配置装置来获得和显示数据，并且检查该数据与所需的数据匹配。这可以防止控制装置的损害，例如如果数据已经损坏，使得显示的值与实际值不匹配。确认正确的操作可以全部或部分地自动化，例如在一些示例中可以使不需要手动检查的所有检查自动化。
尽管图6的过程已经被描述为使用控制装置和配置装置，但是在一些示例中，单个装置可以用作控制装置和配置装置两者。例如，装置可以具有远程收发器和短程收发器两者(以与轮胎感测装置相同的方式)并且被配置成适当地使用每个。
图7示出了一旦传感器系统已经建立就可以与图1的示例一起使用的轮胎压力检查过程的流程图。首先，在框702处，用户启动控制装置12上的轮胎监测控制应用。接下来，在框704处，控制装置对范围内的轮胎监测装置进行扫描。这可以包括：建立直接的点对点接触，或者建立通过轮胎监测装置的网络例如通过接入点、主装置或网状网络中的任何装置的接触。扫描可以包括将轮胎监测装置从低电力模式唤醒。扫描可以包括使用安全网络密钥来与传感器网络通信。
在框706处，控制装置显示检测到的交通工具的标识符。根据通信范围和位置，可以检测到多于一个交通工具。例如，若干飞机可以位于控制装置的范围内的同一吊架。
在框708处，用户选择期望的标识符。然后将命令发送到对应于标识符的轮胎监测装置，以使轮胎监测装置读取压力并且向控制装置报告回来。在框710处接收响应并且在框712处在控制装置上显示响应。压力的显示可以包括数值和诸如“OK”或“低压力”的状态指示中的一者或二者。
在框714处，可以进行所接收的数据的交叉检查以确保数据一致性。然后该过程结束。
贯穿图7的过程，控制装置与传感器装置之间的通信可以是安全的，例如通过网络密钥进行加密。用于与控制装置通信的网络密钥可以与用于传感器装置之间的通信的网络密钥不同，以增强系统的安全性。
当交换安全密钥时，可以通过利用具有有限传输距离的无线通信技术来增加安全性，例如802.11(WiFi)标准可以允许在50m的距离上传输或者在畅通空间中进一步传输。仅这个可以足以提供增加的安全性，原因是需要物理接近来拦截通信。在一些示例中，与加密数据本身的传输相比，当传输加密密钥时，可以通过减小传输电力来增加安全性，对于初始密钥交换过程需要更靠近的接近。
图8示出了可以由图2的轮胎监测装置使用的轮胎压力检查过程的流程图。该过程被提供以在来自系统的压力测量中提供附加的保证和容错，例如以防止控制装置中的损坏操作或错误。通过该过程，监测装置使用其指示器、独立于控制装置来提供轮胎压力状态的指示。
首先，在框802处，轮胎监测装置通过无线通信接口来接收用于检查压力的命令。作为响应，在框804处，处理器使用压力传感器来测量轮胎中的压力。然后在框806中，将测量的压力与参考压力进行比较，以确定轮胎是否具有低压力。在该示例中，如果由压力传感器感测的压力小于参考压力的89％，则出现低压力。当测量的压力小于参考压力的95％、小于参考压力的90％或小于参考压力的85％时，其他示例可以确定低压力。如果检测到低压力，则执行前进到框808，否则执行前进到框812。
在框808处，处理器使用指示器例如通过提供预定时段内的连续红光来指示故障状况。例如，预定时段可以是5分钟、2分钟、1分钟或30秒。在框810处，处理器还再次利用无线通信接口来向其他轮胎监测装置广播故障指示。
在框812处，处理器检查以查看是否已经经由无线通信接口接收到来自其他轮胎监测装置的任何故障消息。可以经由其他轮胎监测装置或通过集线器或接入点直接接收这样的故障消息。在该示例中，在框808处，在故障指示的发送之后，在没有首先被请求的情况下接收到这样的故障消息。在其他示例中，可以响应于由轮胎监测装置向其他轮胎监测装置发送的状态查询来接收故障消息。如果接收到任何故障消息，则执行前进到框814，在框814处，处理器使用指示器来显示故障状况。例如，故障指示可以与框808中使用的故障指示相同。在其他示例中，故障指示可以与框808中使用的故障指示不同，例如第二故障指示，诸如预定时段内的闪烁红光。通过利用第二故障指示，轮胎监测装置可以指示另一轮胎中的故障，仍指示其自身测量的压力并不低的信号。
如果在框812处没有接收到故障消息，则执行前进到框816，在框816处，处理器使用指示器来提供“OK”指示。例如，通过提供预定时段内的连续绿光。例如，预定时段可以是5分钟、2分钟、1分钟或30秒。以这种方式，仅在所有轮胎监测装置已经确定其相关联的轮胎的压力不低时给出“OK”指示。
最后在框818处，响应于命令发送测量的轮胎压力的数据。该数据可以包括另外的信息，诸如存储的参考压力、确定的状态和轮位置。附加信息的发送可以允许验证轮胎监测装置的正确的操作以及检查存储在存储器中的配置数据还未改变或已经正确地设置。框818中的发送可以直接发送到控制装置12、发送到另一轮胎监测装置10用于向前路由，或者发送到接入点或其他无线节点。
利用图8的方法，轮胎压力状态的确认由轮胎监测装置本身提供。任何传感器中的故障会导致所有传感器指示故障。
在其他示例中，代替在框810处发送故障指示，所有轮胎监测装置可以改为向其他轮胎监测装置发送其测量的压力。然后，可以通过每个独立的轮胎监测装置来独立地检查接收的压力，以确定是否存在故障。这可以防止例如如果存储的参考压力已经损坏则传感器不指示低压力状况的故障。
在另外的示例中，当在框806中确定轮胎压力不低时，轮胎监测装置可以发送“OK”状态通知。这样的示例可以提供所有传感器正在正确地操作的保证，因为没接收到数据指示轮胎监测装置中的失灵或故障。
图9示出了可以与图1的示例一起使用的轮胎更换过程的流程图。有必要周期性地更换交通工具上的轮胎，这可以发生在轮胎监测装置的寿命内。为了重复使用现有的轮胎监测装置，可以使用以下程序。
首先，在框902处，移除轮胎监测装置。然后，轮胎监测装置将读取零压力，因此指示器将由处理器控制来指示故障。在步骤904处，检查故障指示。如果没有指示故障，则轮胎监测装置有故障并且应当被替换。在框906处，例如遵循图10的过程安装新的轮胎监测装置。
如果指示故障，则在框908处，更换轮胎并且重新装配轮胎监测装置。然后，在框910处，针对“OK”指示来检查指示器。如果存在“OK”指示，则该过程结束。如果不存在“OK”指示，则轮胎监测装置有故障，在框906处丢弃它并且装配新的一个轮胎监测装置。
在一些示例中，可以例如通过相对于手动测量结果来检查测量的轮胎压力来进一步确认重新装配的轮胎监测装置的操作。
利用图9的过程，轮胎更换还用于验证轮胎监测装置正在正确地工作。
在一些示例中，框910中的“OK”指示还可以包括电池寿命检查以确保：预期轮胎监测装置的预期电池寿命足够长以使装置持续直到估计的下一次轮胎更换。例如，处理器可以将近似为零的测量的压力(当从轮移除装置时)与轮胎更换相关联，并且当由压力传感器再次测量非零压力时执行电池检查。
图10示出了可以与图1的示例一起使用的轮胎监测装置更换过程的流程图。该过程用于例如由于故障而将轮胎监测装置更换为新的轮胎监测装置。
在框1002处，从轮移除轮胎监测装置。然后在框1004处，从经移除的装置中删除配置数据以确保不会无意地重新安装轮胎监测装置。例如，框1004可以包括使用配置装置14来通过向轮胎监测装置发送配置命令擦除数据以擦除其数据。
接下来，在框1006处，将用于新的轮胎监测装置的配置数据输入到控制装置。然后在框1008处，例如通过遵循框606和框608的以上过程将配置数据加载到新的感测装置。在框1010处，将新的轮胎监测装置附接到轮。然后可以在框1012处确认系统的正确的操作。
在一些示例中，新的轮胎监测装置的配置可以自动地从经移除的装置克隆并且复制到新的装置。例如，框1004可以包括在擦除之前读取和存储配置数据，然后在框1008处使用该配置数据来配置新的装置。然后，框1006可以省略或者改为显示对于用户的配置数据以在加载到新的装置之前确认该配置数据是正确的。
尽管以上过程描述了对配置命令中的一些使用短程通信，但是其他示例可以对这些命令使用远程通信并且通过例如使用不同的加密协议来区分它们自身。
尽管以上过程描述了使用通用移动装置作为控制装置，但是控制装置也可以是仅提供用于与轮胎监测系统一起或更一般地与交通工具一起使用的专用装置。这可以随着更大的控制可用而提高安全性。
尽管以上过程描述了作为光的指示器的使用，但是其他示例可以使用诸如显示器和/或音频部件的其他指示器。例如，代替简单地显示连续的或闪烁的颜色，显示器还可以显示测量的压力本身的信息。在提供音频和视觉指示器两者的情况下，一些指示可以不使用音频和视觉指示器两者。例如，“OK”指示可以使用仅视觉指示器，而音频指示器仅在故障时激活。
在上述所有过程中，当感测的压力近似为零，诸如小于35kPa(小于5psi)时，可以通过仅使轮胎监测装置进入配置模式并且/或者接受配置命令来获得附加的安全性。这确保了轮胎监测装置在安装在具有充气轮胎的轮上时不能重新配置。当感测的压力不再近似为零时，还可以通过自动地退出配置模式来提供另外的安全性。还可以通过以下中的一个或更多个来另外地或替选地提供另外的安全性：对轮胎监测装置可以处于配置模式的时间量设置限制；以及在配置完成时诸如在配置命令完成之后自动地退出配置模式。
应当注意，除非另外明确说明，否则本文使用的术语“或”应解释为意指“和/或”。
以上示例应当理解为本发明的说明性示例。应当理解，关于任何一个示例描述的任何特征可以单独使用、或者与描述的其他特征组合使用，并且还可以与示例中的任何其他示例的一个或更多个特征、或者示例中的任何其他示例的任何组合组合使用。此外，在不脱离本发明的由所附权利要求书限定的范围的情况下，也可以采用以上未描述的等同和修改。

Claims (18)

1.一种轮胎监测装置，被配置成安装在轮上并且包括：
压力传感器，用于感测所述轮上的轮胎的充气压力；
无线通信接口，被配置成接收表示要求指示轮胎压力的命令的数据；
存储器，存储预定压力值；
指示器，被配置成提供第一指示和第二指示，其中，所述第一指示与所述第二指示不同；以及
处理系统，被配置成响应于接收到要求指示轮胎压力的所述命令并至少部分地基于所述充气压力和所述预定压力值来操作所述指示器以提供所述第一指示或所述第二指示。
2.根据权利要求1所述的轮胎监测装置，其中，所述无线通信接口被配置成与至少一个其他轮胎监测装置通信。
3.根据权利要求2所述的轮胎监测装置，其中，所述处理系统被配置成还至少部分地基于通过所述无线通信接口来自所述至少一个其他轮胎监测装置的指示充气压力的数据来操作所述指示器以提供所述第一指示或所述第二指示。
4.根据权利要求2或3所述的轮胎监测装置，其中，所述无线通信接口被配置成：
通过第一网络与所述至少一个其他轮胎监测装置通信；以及
通过第二网络与控制装置通信；
其中，所述第一网络和所述第二网络是单独的。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的轮胎监测装置，其中，所述无线通信接口包括第一收发器和第二收发器，所述第一收发器的传输范围比所述第二收发器的传输范围长。
6.根据权利要求5所述的轮胎监测装置，其中，所述第二收发器被配置成用于与配置装置通信。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的轮胎监测装置，其中，所述指示器包括视觉指示器。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的轮胎监测装置，其中，所述指示器包括听觉指示器。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的轮胎监测装置，包括用于感测所述轮的温度或所述轮胎内部的气体的温度的温度传感器。
10.根据前述权利要求中任一项所述的轮胎监测装置，被配置成用于在飞机轮胎上使用。
11.一种轮胎压力测量系统，包括多个根据权利要求1至10中任一项所述的轮胎监测装置，其中，所述多个轮胎监测装置彼此通信。
12.根据权利要求11所述的轮胎压力测量系统，包括：
控制装置，包括被配置成向所述多个轮胎监测装置中的至少一个发送指示命令的数据的无线通信接口。
13.根据权利要求11或12所述的轮胎压力测量系统，包括：
配置装置，包括被配置成向所述多个轮胎监测装置中的至少一个发送指示配置命令的数据的无线通信接口。
14.根据权利要求13所述的轮胎压力测量系统，其中，所述配置装置的所述无线通信接口的发送范围小于1m。
15.一种使用监测装置来检查轮胎压力的方法，所述监测装置包括指示器、压力传感器和无线通信接口，所述方法包括在所述监测装置处：
经由所述无线通信接口从控制装置接收指示检查轮胎压力的请求的数据；以及
响应于检查轮胎压力的所述请求：
使用所述压力传感器来确定与所述监测装置相关联的轮胎的第一充气状态；并且
至少部分地基于所述第一充气状态来使用所述指示器提供指示。
16.根据权利要求15所述的方法，包括响应于检查轮胎压力的所述请求：
确定至少一个其他轮胎的第二充气状态；
并且其中，所述使用所述指示器提供指示还至少部分地基于所述第二充气状态。
17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述使用所述指示器提供指示包括：
当处于(i)所述第一充气状态是由压力传感器测量的第一压力低于第一预定阈值和(ii)所述第二充气状态指示第二压力低于第二预定阈值中的至少一个时，使用所述指示器提供第一指示；以及
否则使用所述指示器提供第二指示，其中，所述第二指示与所述第一指示不同。
18.根据权利要求15至17中任一项所述的方法，还包括：
使用所述无线通信接口向所述控制装置发送所述充气压力的数据。
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