當胎壓監(jiān)測變得智能

“聯(lián)網(wǎng)汽車”這個詞一般讓人聯(lián)想到自動駕駛汽車。但聯(lián)網(wǎng)汽車其實可以提供多種功能，其中一項是胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）。

顧名思義，TPMS提供車輛輪胎充氣壓力的實時數(shù)據(jù)，所以不會出現(xiàn)輪胎突然沒氣了的窘?jīng)r。除此之外，TPMS還提供有關輪胎溫度的關鍵信息，溫度過高可能說明車輪未對準而造成摩擦過大，這會導致輪胎過早磨損并降低駕駛安全性。較新的輪胎型號還能測量加速度，有些還可以測量輪胎的旋轉(zhuǎn)方向。此外，TPMS傳感器還可以提示其自身的電池電壓水平，提醒何時應更換電池。

TPMS自身只能實現(xiàn)這些功能。但是有了集成的藍牙低功耗連接性，其在聯(lián)網(wǎng)汽車中的功能和應用將得到很大的擴展。

TPMS的基本概況

TPMS在2007年和2014年分別成為美國和歐盟的強制性要求。有兩種類型的TPMS，直接（dTPMS）和間接（iTPMS）。間接胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（iTPMS）不使用物理壓力傳感器，它主要通過測量每個車輪的轉(zhuǎn)速來監(jiān)測氣壓。這種方法是有效的，因為充氣不足的輪胎其直徑略小于充氣正常的輪胎（因此角速度更快）。這些差異可以通過ABS/ESC系統(tǒng)的輪速傳感器測量。

iTPMS的一個主要難點是它無法測量絕對胎壓值。當輪胎充氣至正確的壓力時，按下復位按鈕可校準相對于初始讀數(shù)的所有后續(xù)測量值。此外，iTPMS對不同輪胎類型、路面和行駛速度的影響很敏感。

與iTPMS相比，直接胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（dTPMS）報告絕對胎壓值。它通過使用一般位于每個輪胎輪輞內(nèi)的壓力傳感器來實現(xiàn)。有些系統(tǒng)還測量和報告輪胎溫度。許多TPMS在車輛行駛和停車時都顯示實時胎壓。

大多數(shù)dTPMS都是電池供電的。一些傳感器采用基于電磁感應的無線電力系統(tǒng)，類似于RFID標簽讀取中使用的系統(tǒng)。這使傳感器更輕巧。

為dTPMS供電的電池不可更換，當電池耗盡時，整個傳感器都需要更換。此外，dTPMS內(nèi)的敏感電子元件會隨著時間而磨損，并且會受到壓力和振動的影響。低斷面輪胎中的TPMS傳感器容易更快磨損，特別是在路況較差的情況下。

今天，在美國TPMS最常使用315MHz來將輪胎信息傳輸?shù)杰囕v中的接收器。不過，不同地區(qū)使用的頻率有所差異，因此沒有單個全球平臺可以支持它。在行駛模式下，傳感器平均每60至180秒傳輸一次。在停車或靜止模式下，取決于制造商，傳感器可以周期性地傳輸，或者當傳感器檢測到胎壓變化時進行傳輸。如果輪胎發(fā)生快速漏氣，大多數(shù)傳感器會進入警報模式發(fā)出警報。

不過，直接TPMS無線電信號技術容易受到干擾。大多數(shù)TPMS傳感器使用125 kHz的低頻信號激活。接收到此低頻信號迫使傳感器進行傳輸。汽車商店中可以找到的幾種廣泛使用的測試設備會在這些頻率附近發(fā)出信號。來自其他車輛的信號有時也會啟動傳輸。

這些困難使得一些制造商將TPMS建立在藍牙低功耗（BLE）通信標準上。BLE既提供單一的全球平臺，可以減少開發(fā)、質(zhì)量認證等各項成本，同時允許固件進行無線更新和其他原本無法實現(xiàn)的保養(yǎng)維護。簡言之，BLE可以確保TPMS傳感器始終更新到最新版本，并且是安全和優(yōu)化的。

Dialog半導體公司的DA14585是尺寸最小、功耗最低、集成度最高的藍牙SoC。它不僅可以作為向TPMS添加藍牙低功耗連接性的途徑，而且還適用于遙控、接近標簽、信標、連網(wǎng)醫(yī)療設備和智能家居節(jié)點等應用。它支持所有藍牙標準，包括藍牙5和藍牙低功耗Mesh。

此外，BLE提供更多數(shù)據(jù)帶寬，為新的潛在應用打開了大門。例如，它可以方便在整個車輛中裝配其他傳感器，例如可以更密切監(jiān)測輪胎狀況的輪胎變形傳感器等。

目前的OEM TPMS芯片僅提供與車身電子設備的連接，當胎壓讀數(shù)降至需要引起注意的水平時，在儀表盤向駕駛員顯示警報。但是，有BLE連接功能的TPMS傳感器可以直接連接到駕駛員的智能手機，以實現(xiàn)更直接的通信。對于儀表盤已顯示TPMS警報的情況來說，此功能可能是多余的，但對于儀表板缺少此警報的車輛，此功能會很有用。

運輸行業(yè)尤其可以從有BLE連接功能的TPMS受益。運輸公司需要優(yōu)化其車輛的輪胎充氣壓力，以盡可能地減少輪胎磨損和油耗。十八輪車必須連接由各種制造商生產(chǎn)的各種拖車。要實現(xiàn)能覆蓋所有卡車和拖車儀表盤的標準TPMS改裝系統(tǒng)還有很長的路要走，但直接連接到駕駛員手機或平板電腦的TPMS可以很好地填補這一市場空白。

有BLE連接功能的TPMS不僅可以監(jiān)測輪胎的磨損和充氣壓力。例如，使用尺寸最小、功耗最低、集成度最高的藍牙5 SoC SmartBond DA14585可以實現(xiàn)的功能。該芯片的BLE連接為TPMS提供了一系列額外潛在應用，包括無鑰開鎖、車載診斷（OBD）Telematics、以及各種傳感器應用和遠程控制功能。

集成了SmartBond DA14585和其BLE連接功能的TPMS傳感器可以提升車輛的跟蹤、監(jiān)測和維護。此外，他們還可以降低制造成本，并為工程師實現(xiàn)新的智能汽車應用提供途徑。