高集成度胎压监测发射系统设计与实现

　　为了使发射系统在一块电池下工作5～6年，系统节电是一个重要任务，故我们采取：

　　(1)将所有不用的I/O口设置为输入低电平;系统平时工作在POWER DOWN模式，当检测或发射周期到达后，才进入RUN模式工作;
　　(2)SP37平时处于SLEEP模式，当需要发射数据时，才将其唤醒，进入到RUN模式;
　　(3)利用SP37集成的加速度传感器，检测汽车是在行车状态还是停车状态，如在行车状态，则定时检测和发射，如在停车状态，则不检测发射，减低系统功耗。

　　本系统电池选择renata的推出的耐高低高温TPMS专用电池CR2450HT，供电电压+3.0V，电池容量480mAh，具有寿命长、能量密度大、自放电低、重量轻(6.6g)、温宽(-40～+125℃)等特点，配合系统的低功耗策略，完全可满足5～6年寿命的要求。

　　天线

　　天线的性能将直接影响数据传输的质量，它是发射系统提升功率的重要因素。轮胎压力传感器的天线靠近气门嘴，因而在设计天线时必须考虑轮胎金属丝的屏蔽，轮辋金属的反射影响，以及车轮高速旋转时天线不断变换方向、角度的影响等，所以天线设计时必须考虑以下因素：

　　(1)极化选择，线极化容易受到天线姿态的影响，旋转的车轮对天线的工作极化要求相对较高，圆极化比较适合;
　　(2)天线与射频模块连接，需要解决好阻抗匹配的问题，这也是天线设计的重点;
　　(3)由于轮胎压力传感器安装在轮胎内，受到车身、天线运动等对性能的影响，主要是指对天线的增益、方向图形状、圆极化轴比、阻抗(电阻和电抗)等的影响;
　　(4)小型化设计，安装在轮胎内部的天线，必须考虑小型化设计，433.92MHz的工作频率，波长为691.37mm，常规的天线尺寸一定不能满足要求。

　　基于以上考虑，我们选用法向模工作的螺旋天线作为本方案的发射天线，如图6所示，这种天线具有加工容易、成本低、工作极化为圆极化、易于匹配等优点，如图6所示，经过台架试验和路试试验后表明我们的设计思路和匹配方法是有效的。

　　系统软件设计

　　SP37集成的微处理器为8051内核，软件用C语言在Keil uVision环境下，通过仿真器就可以进行仿真调试，而不像SP12、SP30那样，必须用汇编进行仿真调试。系统组成模块如图7所示：Main为系统主程序模块，Function为系统接口函数模块，SP37 Library为SP37的库函数模块。Main模块调用Function模块，Function模块调用SP37 Library模块。

　　因为发送系统要考虑节电功能，所以系统平时处于休眠状态，当接收到加速度唤醒信号时进行测量并发射数据。程序逻辑流程如图8所示。首先进行系统初始化，然后开始判断是否到达检测周期，若检测周期到则测量压力值等，否则直接转入休眠;测量完成后判断是否需要发射，如果需要发射则发射射频数据，否则转入休眠;休眠时间到后，系统自动唤醒，重复上述处理过程。

　　结束语

　　轮胎压力监测系统是将是汽车安全系统的必备功能之一，本文设计的轮胎压力传感器无论台架试验还是各种情况的道路测试，系统保持高可靠性，系统的射频收发准确率达到98%，当轮胎出现异常危险情况时，实时提醒驾驶者，将因轮胎故障问题造成的事故消灭在萌芽之中，利用SP37的单芯片方案设计的TPMS发射系统，由于集成度高、性能稳定、功耗低，是一款非常优秀的设计方案，本系统成功应用将会对汽车行驶安全系统带来更高使用价值和社会价值。

　　参考文献：
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