TPMS系統設計

摘要：應用最新的集成TPMS芯片MPXY8300，設計出TPMS的整體方案，實(shí)現了TPMS的各項功能，使其具有智能化的測量監控功能，系統具有一定的實(shí)用價(jià)值和應用前景。
關(guān)鍵詞：TPMS；發(fā)射；接收；數據處理；報警

0 引言
在汽車(chē)行駛中，汽車(chē)輪胎的低氣壓、高氣壓、漏氣、溫度過(guò)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(chē)輪胎壓力監視系統“Tire Pressure Monitoring System”的英文簡(jiǎn)稱(chēng)，主要用于在汽車(chē)行駛時(shí)實(shí)時(shí)地對輪胎壓力進(jìn)行自動(dòng)檢測，對輪胎漏氣和高氣壓進(jìn)行報警，以保證行車(chē)安全。
基于MPXY8300設計的TPMS系統，由安裝在輪胎里的發(fā)射模塊與安裝在駕駛室內的接收模塊組成，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(guò)無(wú)線(xiàn)射頻方式進(jìn)行數據傳送的，數據的通信無(wú)線(xiàn)傳輸協(xié)議為，載波頻率是434MHz，數據傳輸速率9600bps，調制方式為頻移鍵控方式，數據采用曼徹斯特編碼。

1 硬件設計
TPMS的發(fā)射模塊由MPXY8300、電源和發(fā)射天線(xiàn)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。系統框圖如圖1所示。

1．1 發(fā)射模塊
發(fā)射模塊由天線(xiàn)、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(xiàn)為小環(huán)行板載天線(xiàn)，電池為鋰亞電池。發(fā)射模塊實(shí)現輪胎壓力、溫度、加速度等的檢測、測量數據的初步處理、數據的RF無(wú)線(xiàn)傳輸等功能。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調制模式，帶有512字節RAM和16K字節Flash的8位MCU，帶有探測器和解碼器的LF輸入，過(guò)溫關(guān)斷，供電電壓測量，多達二路的加速計用于運動(dòng)監測和輪胎位置識別，由LFO驅動(dòng)的低功耗喚醒計時(shí)器和周期性復位，獨特的用于媒介保護的集成過(guò)濾器，針對FMVSS 138設計，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，加速度傳感器通過(guò)檢測汽車(chē)的加速度，實(shí)現汽車(chē)停止、運轉、告訴運動(dòng)等情況的判斷，從而進(jìn)入系統自檢、自動(dòng)喚醒、工作方式選擇等功能，汽車(chē)高速行駛時(shí)按運動(dòng)速度自動(dòng)智能確定檢測時(shí)間的周期，以逐漸縮短巡回檢測周期和提高預警能力、節省電能等。