TPMS系統(tǒng)設計

摘要：應用最新的集成TPMS芯片MPXY8300，設計出TPMS的整體方案，實現(xiàn)了TPMS的各項功能，使其具有智能化的測量監(jiān)控功能，系統(tǒng)具有一定的實用價值和應用前景。
關鍵詞：TPMS；發(fā)射；接收；數(shù)據(jù)處理；報警

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”的英文簡稱，主要用于在汽車行駛時實時地對輪胎壓力進行自動檢測，對輪胎漏氣和高氣壓進行報警，以保證行車安全。
基于MPXY8300設計的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 硬件設計
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、發(fā)射器集成芯片組成。傳感器含有壓力、溫度、加速度、電壓檢測和信號預處理等功能；天線為小環(huán)行板載天線，電池為鋰亞電池。發(fā)射模塊實現(xiàn)輪胎壓力、溫度、加速度等的檢測、測量數(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，帶有探測器和解碼器的LF輸入，過溫關斷，供電電壓測量，多達二路的加速計用于運動監(jiān)測和輪胎位置識別，由LFO驅動的低功耗喚醒計時器和周期性復位，獨特的用于媒介保護的集成過濾器，針對FMVSS 138設計，采用了新一代電容式傳感器技術，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，加速度傳感器通過檢測汽車的加速度，實現(xiàn)汽車停止、運轉、告訴運動等情況的判斷，從而進入系統(tǒng)自檢、自動喚醒、工作方式選擇等功能，汽車高速行駛時按運動速度自動智能確定檢測時間的周期，以逐漸縮短巡回檢測周期和提高預警能力、節(jié)省電能等。