新闻中心

EEPW首页 > 汽车电子 > 设计应用 > 高集成度胎压监测发射系统设计与实现

高集成度胎压监测发射系统设计与实现

作者:张春芳 王家龙 马玉清时间:2013-11-27来源:电子产品世界

  摘要:介绍了胎压监测()的基本构成和特性,给出了基于的胎压监测设计方案,讨论关键元器件的选取及使用注意事项,并介绍了系统的软件设计和低功耗策略。该设计实现的具有高集成度、低功耗、低成本、射频效率高等特点。

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/192740.htm

  前言

  车辆在行驶过程中,车辆驾驶人员最担心和最难预防的就是爆胎问题,它会引起或诱发严重的交通事故,特别是在车辆高速行驶时,轮胎爆破将更加危险。据统计,国内的公路交通事故70%以上都是由轮胎问题引起的,而在美国这一比例则高达80%。为了预防爆胎,轮胎压力监测系统逐渐成为车辆的必要配置,轮胎气压监视系统属于“事前主动”型安保,即在轮胎出现危险征兆时,如轮胎快漏气、温度高、气压高、气压低等能及时报警,采取措施,将事故消灭在萌芽状态,确保汽车在行驶过程中始终处于安全状态。

  发射系统的组成

  安装在轮胎内的发射模块是整个的核心部件,轮胎内部环境非常恶劣,轮胎又是经常处于高速的运动状态下。该产品又是汽车产品安全件,其应在各种环境下具有高可靠性,如阴天、下雨、雪天等不同天气环境;各种路况,例如国道、高速、乡村公路、山路等等;冬季中极寒冷地区(-40℃);夏季中的炎热地区(汽车在频繁刹车时轮胎内温度可达125℃);不同的车速(0~200km/h)等。另因其防水、防腐蚀需要,整个发射PCB板和电池被环氧灌封胶所密封,所以发射模块一旦安装上,整个使用期间,就不能更换电池和元器件,一般发射系统都要求有5~6年使用工作寿命,这就需要在设计时要严格选择各个器件。

  TPMS发射系统主要完成的功能是:对轮胎的压力、温度、加速度等信息进行测量,并将测量得到的压力、温度等信息进行处理,判断是否出现高温、高压、低压等情况,若出现上述情况之一,则系统把数据信息叠加到433.92MHz的载波上,通过天线进行发射,提供给车身控制器。根据胎压发射系统需要完成的功能,发射系统需要包括:(1)压力温度;(2)微控制器;(3)发射器;(4)电池;(5)天线。依据上面的描述,汽车胎压监测发射系统组成框图如图1所示。

  关键元器件选择

  选择

  芯片是发射系统的核心元器件,汽车轮胎独特的工作环境条件,决定了的高要求:宽温工作区(-40~125℃)、宽电源电压范围内较高的测量精度和可靠性、较低的功耗、恶劣环境无线信号传输稳定性要求。

  较早以前的TPMS发射系统一般由温度压力+微控制器+芯片(如SP12+PIC16F+TDK5100F或MAX7044)组成,到后来的温度压力,微控制器集成在一起+芯片(如SP30+TDK5100F或MAX7044)组成,到最近的Infineon(英飞凌)公司推出的把温度压力,微控制器、芯片都集成在一块芯片上,整个TPMS发射系统只需要一颗芯片就可以完成控制、测量、发射射频的所有功能,大大简化开发的时间和系统成本。

  Infineon(英飞凌)公司的0-25-106-0,芯片内部集成了图2所有功能处理模块,其整合了硅显微机械加工的压力、温度与加速度,内部集成一个低功耗8位兼容8051指令的控制器,并内部集成了ASK/调制方式的发射器,射频输出功率5~8dBm(50Ω负载);集成了高灵敏度125kHz低频接收器。

  SP37具有下电、运行、空闲、关断4种工作模式,并有IT/LT唤醒、PORT唤醒和LF低频检测唤醒3种唤醒方式,能够有效地满足系统低功耗设计要求。压力测量范围0~3.5Bar;温度测量范围-40~+125℃,向心加速度测量范围-12g~115g,工作电压范围1.9~3.6V。基于SP37的电路原理图如图3所示。


上一页 1 2 3 下一页

评论

技术专区

关闭