基于MPXY8300和STM32的汽車(chē)胎壓監測系統設計　

作者 曹景勝 遼寧工業(yè)大學(xué) 汽車(chē)與交通工程學(xué)院(遼寧 錦州 121001)

*基金項目：2016年遼寧省教育廳重大科技平臺項目(編號：JP2016014)

曹景勝(1984-)，男，碩士，實(shí)驗師，研究方向：智能汽車(chē)電子與汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)。

摘要：汽車(chē)胎壓過(guò)低、過(guò)高或處于高溫等異常情況是引起道路交通事故的重要原因之一，因此汽車(chē)行駛安全引起人們的普遍關(guān)注。設計了基于MPXY8300和STM32的汽車(chē)胎壓監測系統，采用MPXY8300胎壓傳感器實(shí)時(shí)采集汽車(chē)輪胎的胎壓和溫度，同時(shí)將傳感數據無(wú)線(xiàn)傳輸到以STM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進(jìn)行顯示和監測。測試和實(shí)驗結果顯示監測準確、穩定，能可靠地減少由于胎壓造成的汽車(chē)行駛安全問(wèn)題。

0 前言

　　汽車(chē)作為人們出行的重要交通工具得到了快速發(fā)展，但是隨之而來(lái)的是交通事故的增多，其中汽車(chē)胎壓異常是造成道路交通事故的重要原因之一，因此如何智能監測汽車(chē)行駛過(guò)程中的胎壓情況，當胎壓出現異常能及時(shí)進(jìn)行報警和必要的處理，提高汽車(chē)行駛安全性^[1-3]，引起了人們的高度關(guān)注。本文設計了基于MPXY8300和STM32的汽車(chē)胎壓監測系統，采用MPXY8300胎壓傳感器實(shí)時(shí)采集汽車(chē)輪胎的胎壓和溫度，并將數據無(wú)線(xiàn)傳輸到以STM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進(jìn)行顯示和監測，解決了汽車(chē)行駛過(guò)程中胎壓過(guò)低、過(guò)高、爆胎等胎壓異常問(wèn)題。

1 系統總體架構

　　系統包括采集發(fā)射終端和接收顯示終端兩部分。其中采集發(fā)射終端基于MPXY8300胎壓監測傳感器，實(shí)時(shí)采集汽車(chē)4個(gè)輪胎的壓力和溫度，并將傳感器數據無(wú)線(xiàn)傳輸到安裝在駕駛室內部的接收顯示終端。接收顯示終端以STM32微控制器為核心，無(wú)線(xiàn)接收傳感器數據并解調出有效的胎壓和溫度值顯示在12864中文液晶屏上，使得車(chē)主實(shí)時(shí)觀(guān)測到汽車(chē)胎壓，若胎壓出現異常情況，則進(jìn)行聲光預警。系統總體架構如圖1所示。

2 系統硬件設計

　　系統硬件電路設計主要包括采集發(fā)射終端的MPXY 8300傳感器電路、3.7 V鋰電池供電電路、RF發(fā)射電路、輪胎壓力采集電路、輪胎溫度采集電路等;接收顯示終端的STM32最小系統電路、直流電源供電電路、MC33594 RF接收電路、12864液晶顯示電路等。系統硬件設計框圖如圖2所示。

　　2.1 MPXY8300傳感器電路

　　采集發(fā)射終端選用的是飛思卡爾(現被NXP收購)生產(chǎn)的MPXY8300胎壓傳感器，該傳感器是專(zhuān)門(mén)用于監測汽車(chē)胎壓的20管腳芯片，內部集成了壓力、溫度、微控制器和RF輸出，其中RF輸出為MC33493模塊，能夠實(shí)現曼徹斯特或雙相位數據編碼和ASK/FSK調制功能^[4]。MPXY8300最小系統電路原理圖如圖3所示。

　　2.2 RF接收電路

　　針對采集發(fā)射終端無(wú)線(xiàn)發(fā)送的傳感器數據，接收顯示終端則采用RF接收芯片進(jìn)行無(wú)線(xiàn)接收，設計中采用的是MC33594射頻接收芯片。該芯片是飛思卡爾公司為匹配MPXY8300胎壓傳感器中集成的MC33493射頻應用而推出的高靈敏度、低功耗無(wú)線(xiàn)射頻接收器。該芯片內部集成壓控振蕩器(VCO)、中頻帶通濾波器 ^[5]，接收靈敏度可達-105 dbm。設計中采用SPI接口與STM32微控制器的PA5引腳(SPI1_SCK)、PA6引腳(SPI1_MISO)、PA7引腳(SPI1_MOSI)進(jìn)行硬件連接。RF接收電路原理圖如圖4所示。

3 系統軟件設計

　　系統軟件主要包括胎壓采集發(fā)射和無(wú)線(xiàn)接收顯示兩部分嵌入式軟件，基于C語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，采集發(fā)射嵌入式軟件主要分為系統初始化模塊、汽車(chē)胎壓采集模塊、輪胎溫度采集模塊、RF無(wú)線(xiàn)發(fā)射模塊等，該軟件運行于采集發(fā)射終端;無(wú)線(xiàn)接收顯示嵌入式軟件主要分為系統初始化模塊、MC33594 RF無(wú)線(xiàn)接收解調模塊、12864液晶顯示模塊等，其軟件流程圖如圖5所示。

　　系統實(shí)物現已制作完畢，將采集發(fā)射終端安裝在汽車(chē)輪胎的氣門(mén)處^[6]，接收顯示終端安放于汽車(chē)駕駛室儀表盤(pán)附近，進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調試，其胎壓性能測試和實(shí)驗結果如表1所示，結果表明達到了設計預期。

4 結論

　　針對汽車(chē)胎壓異常情況引起道路交通事故的問(wèn)題研究和設計了基于MPXY8300和STM32的汽車(chē)胎壓監測系統，采用MPXY8300胎壓傳感器實(shí)時(shí)采集汽車(chē)輪胎的胎壓和溫度，同時(shí)將傳感數據無(wú)線(xiàn)傳輸到以STM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進(jìn)行顯示和監測。極大提高了汽車(chē)行駛安全的效率，具有很好的市場(chǎng)應用前景。

　　參考文獻：

　　[1]蘆世雄.基于MPXY8300的智能胎壓監測系統設計[J].電子產(chǎn)品世界,2014,21(08):52-54.

　　[2]蒲翠萍.基于MPXY8300的TPMS的設計[J].電子技術(shù),2011,38(01):73-74.

　　[3]王春艷.基于MPXY8300的TPMS傳感器設計[J/OL].濟南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,26(02):175-178.

　　[4]羅宇飛,李懷俊.基于智能傳感器MPXY8300的TPMS設計[J].單片機與嵌入式系統應用,2010,(09):42-44.

　　[5]黃曉峰,龍永紅.基于MPXY8300的輪胎壓力監測系統設計[J].自動(dòng)化與儀表,2011,26(10):31-34.

　　[6]廖敏娜,張向文,顧明亮.基于MPXY8300傳感器的胎壓監測系統的設計與實(shí)現[J].儀表技術(shù)與傳感器,2011,(11):65-67.

　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第5期第43頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。