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基于NPX輪胎壓力監測系統設計

作者： 時(shí)間：2013-02-26 來(lái)源：網(wǎng)絡(luò ) 收藏
1 引言

隨著(zhù)汽車(chē)消費市場(chǎng)的日益升溫，汽車(chē)的安全性能更加被消費者所關(guān)注。在汽車(chē)的高速行駛中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔心和最難預防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。據統計，在中國高速公路上發(fā)生的交通事故有70％是由于爆胎引起的，而在美國這一比例高達80％?；诖?，美國運輸部(DOT)國家公路交通安全管理委員會(huì )(NHTSA)出臺法規。該法規規定：2003年11月到2006年10月31日期間美國新出廠(chǎng)的輕型汽車(chē)將逐步引入TPMS(Tire Pressure Monitoring Systerm)。鑒于如此大的市場(chǎng)潛力，國內一些公司也紛紛開(kāi)始投入TPMS的研制。

2 TPMS硬件系統構成

輪胎壓力監測系統分為直接系統和間接系統。間接系統即通過(guò)ABS來(lái)確定輪胎壓力變化的系統。ABS通過(guò)車(chē)速傳感器來(lái)確定輪胎故障，從而決定是否啟動(dòng)防抱死系統。目前這類(lèi)系統沒(méi)有直接系統準確率高，具體故障輪胎的確定也很困難，而且系統校準極其復雜。此外，在某些情況下此類(lèi)系統會(huì )無(wú)法正常工作：例如同一車(chē)軸的2個(gè)輪胎氣壓都低。

直接系統一般由輪胎監測模塊和主機接收顯示模塊構成。通過(guò)在每一個(gè)輪胎安裝一個(gè)輪胎監測模塊，在汽車(chē)行駛狀態(tài)下實(shí)時(shí)監測各個(gè)輪胎，安裝在駕駛臺的主機接收顯示模塊實(shí)時(shí)顯示各輪胎氣壓、溫度等，駕駛者可以直觀(guān)地了解各個(gè)輪胎狀況，在輪胎出現漏氣、低氣壓及高溫等異常情況時(shí)，系統會(huì )自動(dòng)報警，以保障行車(chē)安全。

2．1 輪胎監測模塊

輪胎監測模塊主要是用來(lái)嵌入到輪胎里面，監測輪胎內部氣壓和溫度狀況，并通過(guò)無(wú)線(xiàn)調制方式發(fā)送到的主機顯示模塊，故輪胎監測模塊主要應包含傳感器、微控制器、UHF發(fā)射器以及供電電池。整個(gè)模塊放置在輪胎里面，在汽車(chē)高速行駛時(shí)輪胎內部產(chǎn)生高溫情況下要能正常運行，并且能保證有效工作5～10年，故而模塊的小型化、寬工作溫度范圍以及低功耗設計顯得尤為重要。

2．1．1 NPX-C10746簡(jiǎn)介

NPX-C10746是GE Nova Sensor公司最新推出的輪胎壓力監測系統專(zhuān)用芯片，它是由一塊帶有大量外圍器件的Philip 8bit RISC內核組成的高集成度芯片。片內集成有壓力傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器、低噪聲放大器和12位A／D轉換器；內置RC振蕩器提供系統時(shí)鐘，無(wú)需外接晶體振蕩器；SOIC 14L封裝，工作溫度達汽車(chē)工業(yè)級(-40～+125℃)。

2．1．2 監測模塊硬件構成

輪胎監測模塊硬件結構圖如圖1所示。UHF發(fā)射芯片采用Atmel公司的ATA5757，該芯片集成度高、低功耗模式下電流1μA、MSOP-10封裝(3 x 5 mm)，能很好滿(mǎn)足監測模塊低功耗、小型化設計要求；工作電壓范圍2～3．6伏，在使用監測模塊使用單塊扣式電池供電時(shí)，可不加電源管理芯片，從而進(jìn)一步降低系統功耗，延長(cháng)工作時(shí)間。

監測模塊供電采用Tadiran公司的TLH-2450長(cháng)效鋰亞硫酰氯扣式電池，該電池額定工作溫度范圍在-40*(2～+125℃之間，并具有外形尺寸小、能量密度更大、自放電極低的特點(diǎn)。此外，供電電池串聯(lián)一個(gè)加速度開(kāi)關(guān)(即圖1中的Switch)，用作控制監測模塊電源。當車(chē)輪轉速超過(guò)2圈/秒時(shí)，加速度開(kāi)關(guān)導通，監測模塊開(kāi)始工作。

2．2 主機接收顯示模塊

主機顯示模塊安裝在汽車(chē)駕駛臺，通過(guò)改變指示燈顏色和數碼顯示來(lái)告知駕駛員，車(chē)輛各輪胎當前的壓力、溫度及供電電壓狀況是否異常。
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關(guān)鍵詞： NPX 輪胎壓力 監測系統

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