TPMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：應(yīng)用最新的集成TPMS芯片MPXY8300，設(shè)計(jì)出TPMS的整體方案，實(shí)現(xiàn)了TPMS的各項(xiàng)功能，使其具有智能化的測(cè)量監(jiān)控功能，系統(tǒng)具有一定的實(shí)用價(jià)值和應(yīng)用前景。
關(guān)鍵詞：TPMS；發(fā)射；接收；數(shù)據(jù)處理；報(bào)警

0 引言
在汽車行駛中，汽車輪胎的低氣壓、高氣壓、漏氣、溫度過高等都可能造成爆胎，從而引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。TPMS是汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)“Tire Pressure Monitoring System”的英文簡(jiǎn)稱，主要用于在汽車行駛時(shí)實(shí)時(shí)地對(duì)輪胎壓力進(jìn)行自動(dòng)檢測(cè)，對(duì)輪胎漏氣和高氣壓進(jìn)行報(bào)警，以保證行車安全。
基于MPXY8300設(shè)計(jì)的TPMS系統(tǒng)，由安裝在輪胎里的發(fā)射模塊與安裝在駕駛室內(nèi)的接收模塊組成，相應(yīng)的軟件部分也有發(fā)射模塊軟件和接收模塊軟件兩大部分。發(fā)射模塊和接收模塊是通過無線射頻方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送的，數(shù)據(jù)的通信無線傳輸協(xié)議為，載波頻率是434MHz，數(shù)據(jù)傳輸速率9600bps，調(diào)制方式為頻移鍵控方式，數(shù)據(jù)采用曼徹斯特編碼。

1 硬件設(shè)計(jì)
TPMS的發(fā)射模塊由MPXY8300、電源和發(fā)射天線組成。接收模塊由接收芯片MC33596、微控制器MC68HC908KX8、顯示報(bào)警和電源電路組成。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

1．1 發(fā)射模塊
發(fā)射模塊由天線、電池和傳感器、單片機(jī)、發(fā)射器集成芯片組成。傳感器含有壓力、溫度、加速度、電壓檢測(cè)和信號(hào)預(yù)處理等功能；天線為小環(huán)行板載天線，電池為鋰亞電池。發(fā)射模塊實(shí)現(xiàn)輪胎壓力、溫度、加速度等的檢測(cè)、測(cè)量數(shù)據(jù)的初步處理、數(shù)據(jù)的RF無線傳輸?shù)裙δ?。發(fā)射電路如圖2所示。

MPXY8300集成壓力和溫度傳感器，集成基于PLL的315／434MHz RF發(fā)射器，多種波特率選擇，同時(shí)支持FSK／ASK調(diào)制模式，帶有512字節(jié)RAM和16K字節(jié)Flash的8位MCU，帶有探測(cè)器和解碼器的LF輸入，過溫關(guān)斷，供電電壓測(cè)量，多達(dá)二路的加速計(jì)用于運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)和輪胎位置識(shí)別，由LFO驅(qū)動(dòng)的低功耗喚醒計(jì)時(shí)器和周期性復(fù)位，獨(dú)特的用于媒介保護(hù)的集成過濾器，針對(duì)FMVSS 138設(shè)計(jì)，采用了新一代電容式傳感器技術(shù)，使之功耗更低、集成能力更高。MPXY8300智能傳感器還包含了加速度計(jì)，加速度傳感器通過檢測(cè)汽車的加速度，實(shí)現(xiàn)汽車停止、運(yùn)轉(zhuǎn)、告訴運(yùn)動(dòng)等情況的判斷，從而進(jìn)入系統(tǒng)自檢、自動(dòng)喚醒、工作方式選擇等功能，汽車高速行駛時(shí)按運(yùn)動(dòng)速度自動(dòng)智能確定檢測(cè)時(shí)間的周期，以逐漸縮短巡回檢測(cè)周期和提高預(yù)警能力、節(jié)省電能等。