基于射頻芯片nRF905的汽車TPMS系統(tǒng)設(shè)計(jì)

目前的TPMS(tire pressure monitoring system)主要分為兩種類型，一種是間接式的，一種就是直接式的。而直接式的TPMS系統(tǒng)一直因其報(bào)警準(zhǔn)確性差、在無(wú)線傳輸中受到輪轂的屏蔽電磁波和磁場(chǎng)的干擾而影響其進(jìn)一步的發(fā)展。

本文以Nordic公司生產(chǎn)的射頻芯片為基礎(chǔ)，介紹了汽車TPMS系統(tǒng)的無(wú)線收發(fā)系統(tǒng)的電路設(shè)計(jì)與解決方案，從而對(duì)上述直接式的TPMS系統(tǒng)加以改進(jìn)。


1 TPMS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)



本文中提到的TPMS系統(tǒng)是通過(guò)射頻信息的收發(fā)與相關(guān)信息的提示來(lái)完成的。在輪胎部分的主要有壓力檢測(cè)模塊與射頻發(fā)射模塊，在駕駛員部分主要有射頻接收模塊和顯示報(bào)警模塊。

壓力檢測(cè)模塊主要是實(shí)時(shí)的檢測(cè)所測(cè)輪胎的壓力數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的變化存儲(chǔ)到中心處理器上，等待射頻發(fā)射模塊進(jìn)行發(fā)射。在射頻接收模塊接收到數(shù)據(jù)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的處理并將數(shù)據(jù)在附件LCD上進(jìn)行顯示，并判斷數(shù)據(jù)的安全性，在發(fā)現(xiàn)輪胎的壓力超出了所能接受的范圍后通過(guò)蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警提醒駕駛員。具體的工作原理圖如圖1所示。

2 無(wú)線收發(fā)芯片的比較與選擇

由于無(wú)線收發(fā)芯片的種類和數(shù)量比較多，無(wú)線收發(fā)芯片的選擇在設(shè)計(jì)中是至關(guān)重要的，正確的選擇可減小開發(fā)難度，縮短開發(fā)周期，降低成本，將產(chǎn)品更快推向市場(chǎng)。選擇無(wú)線收發(fā)芯片時(shí)應(yīng)考慮需要幾點(diǎn)兇素：功耗、發(fā)射功率、接收靈敏度、收發(fā)芯片所需的外圍元器件數(shù)量、芯片成本、數(shù)據(jù)傳輸是否需要進(jìn)行曼徹斯特編碼等。

用來(lái)評(píng)價(jià)無(wú)線數(shù)據(jù)收發(fā)的幾項(xiàng)重要指標(biāo)有：接收靈敏度、動(dòng)態(tài)范圍、選擇性、接收頻率穩(wěn)定度、發(fā)射輸比功率、效率、發(fā)射頻率范圍、功耗等因素。下面對(duì)市場(chǎng)上的現(xiàn)階段比較流行的三種無(wú)線收發(fā)芯片進(jìn)行了相關(guān)的性能比較，如表1所列。



對(duì)照表1以及技術(shù)指標(biāo)的表述，對(duì)于接收和發(fā)送數(shù)據(jù)，滿足頻段的范圍越大，靈敏度越高，在相同條什下的接收電流越小，發(fā)射電流越大，所需外圍器件越少等條件的收發(fā)芯片應(yīng)用也就越廣泛，并且可以適合于多種情況。

綜合以上考慮，nRF905的優(yōu)越性就很明顯了，所以在本設(shè)計(jì)中選擇nRF905是最適用的。