汽車(chē)輪胎預警監測系統設計

2．2 中央監視模塊
CC2530和LCD之間通過(guò)SPI接口通信，CC2530的引腳P1_5(SCLK)和引腳P1—6(MOSI)分別與LCDSPI接口連接。系統中K1，K2和K3用來(lái)配置系統的工作參數，低電平有效。LED1(Green)和LED2(Red)分別指示警告和正常。監視模塊電路圖如圖4所示。

3 軟件設計
本系統的軟件是基于德州儀器公司的Z—Stack2007設計的。為了降低功耗，對協(xié)議棧簡(jiǎn)化，刪減了不必須的功能。
3．1 數據幀的設計
CC2530發(fā)送數據和接收數據時(shí)，RF射頻前端工作，此時(shí)消耗功率最大，因此應該減少輪胎檢測模塊的數據發(fā)送數和發(fā)送數據的長(cháng)度。為了能夠識別一個(gè)系統中每個(gè)輪胎的參數值和防止多個(gè)系統之間的設備沖突，將設備的擴展地址加入到數據幀。壓力、溫度和電壓值分別占用一個(gè)字節。數據幀的具體格式如表3所示。

中央監視模塊解析收到的數據幀，通過(guò)擴展地址來(lái)一一對應每只輪胎，然后將溫度、壓力和電量信息對應到相應輪胎。
3．2 檢測模塊軟件設計
CC2530被喚醒后，立刻進(jìn)入溫度、壓力和電池電壓的測量。為了能夠精確測量輪胎內壓力和溫度采用逐次逼近的方式，但是逐次逼近方式需要64個(gè)時(shí)鐘周期的采樣時(shí)間。因此對采樣的時(shí)間順序進(jìn)行優(yōu)化，在最短時(shí)間內完成數據采樣。
P=2．5×Output±(誤差)
式中：P為輪胎壓力測量值(單位：kPa)；Output為MPXY8020A輸出的8位精度壓力模數轉換值；誤差為溫度和電源電壓等因素影響產(chǎn)生測量誤差的軟件修正值。
根據上式將壓力模數值轉換成輪胎壓力值。由于壓力測量值受到溫度和電源電壓的影響偏離真實(shí)值，通過(guò)軟件方式對誤差值進(jìn)行進(jìn)行修正，最后得出準確的壓力值。MPXY8020A測量的溫度值也偏離真實(shí)值，其測量誤差如圖5所示。MPXY8020A測量值的軟件校正值和CC2530片內溫度傳感器測量值的平均值視為真實(shí)溫度。

監測模塊連續20次溫度和壓力測量值的變化幅度在傳感器誤差允許范圍內相等時(shí)，認為汽車(chē)處在停止狀態(tài)，此時(shí)系統休眠時(shí)間延長(cháng)，休眠時(shí)間最長(cháng)至10 min。休眠時(shí)間大于3 s時(shí)，CC2530屏蔽MPXY8020A喚醒，進(jìn)入PM2功耗模式。