基于SP37的新型TPMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：簡要介紹了胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的組成，提出了一種基于新型傳感器SP37的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用SP37和MAX1473作為無線收發(fā)芯片，詳細(xì)闡述了其軟件和硬件設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵技術(shù)。實(shí)際測試效果表明，該系統(tǒng)接收靈敏度可達(dá)到-100 dBm，高速跑車時(shí)速100 km時(shí)工作穩(wěn)定。
關(guān)鍵詞：TPMS；SP37；MAX1473；壓力；溫度

汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(Tyre Pressure Monitoring System，TPMS)是一種能對汽車輪胎氣壓、溫度進(jìn)行自動(dòng)檢測，并對輪胎異常情況進(jìn)行報(bào)警的預(yù)警系統(tǒng)。目前直接式TPMS發(fā)射模塊較多采用以下兩種方案：1)電池+單片機(jī)+傳感器+射頻芯片，2)是電池+內(nèi)部集成MCU的傳感器+射頻芯片。前一種方案由于集成度低、體積和功耗大而被市場逐漸淘汰，后一種方案是當(dāng)前市場上較為先進(jìn)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)形式。隨著半導(dǎo)體及硅顯微機(jī)械加工技術(shù)的快速發(fā)展，一種新的設(shè)計(jì)方案即電池+內(nèi)部集成MCU和RF的專用傳感器正成為TPMS發(fā)射模塊設(shè)計(jì)的主流。這種方案集成度更高，體積和功耗更小，使用壽命更長，產(chǎn)品競爭力也更強(qiáng)。本文選用Infineon新一代系統(tǒng)級芯片SP37作為胎壓傳感器和射頻發(fā)射器，選用MAXIM公司的MAX1473作為接收芯片，設(shè)計(jì)完成了一種新型胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。

1 系統(tǒng)描述
胎壓監(jiān)測系統(tǒng)組成如圖1所示，輪胎壓力傳感器分別安裝在4個(gè)車輪輪轂上，負(fù)責(zé)測量輪胎內(nèi)部的壓力、溫度和電池電壓等物理狀況，并將測量數(shù)據(jù)通過無線形式按照一定的規(guī)律發(fā)給胎壓控制器。駕駛員通過胎壓控制器上的顯示屏和按鍵可查看4個(gè)輪胎的壓力值、溫度值。當(dāng)某一個(gè)輪胎的溫度、壓力或電池電壓超過了報(bào)警閥值，胎壓控制器能夠準(zhǔn)確識(shí)別輪胎的位置，并且發(fā)出圖形、聲音、文字報(bào)警。

2 系統(tǒng)硬件方案設(shè)計(jì)
該TPMS系統(tǒng)包括兩種硬件模塊：輪胎壓力傳感器和胎壓控制器，兩種模塊的硬件結(jié)構(gòu)如圖2所示。輪胎壓力傳感器主要由電池和集傳感器、單片機(jī)和RF發(fā)射單元于一體的SP37組成，外圍器件少，重量輕，成本低。胎壓控制器采用了基于ASK調(diào)制模式的MAX1473作為無線接收芯片，由8位單片機(jī)控制實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的接收、顯示和報(bào)警。本設(shè)計(jì)方案遵循歐洲標(biāo)準(zhǔn)，無線信號調(diào)制中心頻率為433．92 MHz。