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基于MPXY8300和STM32的汽车胎压监测系统设计 

作者:曹景胜时间:2018-04-26来源:电子产品世界收藏
编者按:汽车胎压过低、过高或处于高温等异常情况是引起道路交通事故的重要原因之一,因此汽车行驶安全引起人们的普遍关注。设计了基于MPXY8300和STM32的汽车胎压监测系统,采用MPXY8300胎压传感器实时采集汽车轮胎的胎压和温度,同时将传感数据无线传输到以STM32微控制器为核心的嵌入式接收终端进行显示和监测。测试和实验结果显示监测准确、稳定,能可靠地减少由于胎压造成的汽车行驶安全问题。

作者 曹景胜 辽宁工业大学 汽车与交通工程学院(辽宁 锦州 121001)

本文引用地址:http://www.eepw.com.cn/article/201804/379039.htm

*基金项目:2016年辽宁省教育厅重大科技平台项目(编号:JP2016014)

曹景胜(1984-),男,硕士,实验师,研究方向:智能汽车电子与汽车主动安全技术研究与开发。

摘要:汽车胎压过低、过高或处于高温等异常情况是引起道路交通事故的重要原因之一,因此汽车行驶安全引起人们的普遍关注。设计了基于的汽车系统,采用胎压传感器实时采集汽车轮胎的胎压和温度,同时将传感数据无线传输到以微控制器为核心的嵌入式接收终端进行显示和监测。测试和实验结果显示监测准确、稳定,能可靠地减少由于胎压造成的汽车行驶安全问题。

0 前言

  汽车作为人们出行的重要交通工具得到了快速发展,但是随之而来的是交通事故的增多,其中汽车胎压异常是造成道路交通事故的重要原因之一,因此如何智能监测汽车行驶过程中的胎压情况,当胎压出现异常能及时进行报警和必要的处理,提高汽车行驶安全性[1-3],引起了人们的高度关注。本文设计了基于的汽车系统,采用MPXY8300胎压传感器实时采集汽车轮胎的胎压和温度,并将数据无线传输到以STM32微控制器为核心的嵌入式接收终端进行显示和监测,解决了汽车行驶过程中胎压过低、过高、爆胎等胎压异常问题。

1 系统总体架构

  系统包括采集发射终端和接收显示终端两部分。其中采集发射终端基于MPXY8300传感器,实时采集汽车4个轮胎的压力和温度,并将传感器数据无线传输到安装在驾驶室内部的接收显示终端。接收显示终端以STM32微控制器为核心,无线接收传感器数据并解调出有效的胎压和温度值显示在12864中文液晶屏上,使得车主实时观测到汽车胎压,若胎压出现异常情况,则进行声光预警。系统总体架构如图1所示。

2 系统硬件设计

  系统硬件电路设计主要包括采集发射终端的MPXY 8300传感器电路、3.7 V锂电池供电电路、RF发射电路、轮胎压力采集电路、轮胎温度采集电路等;接收显示终端的STM32最小系统电路、直流电源供电电路、MC33594 RF接收电路、12864液晶显示电路等。系统硬件设计框图如图2所示。

  2.1 MPXY8300传感器电路

  采集发射终端选用的是飞思卡尔(现被NXP收购)生产的MPXY8300胎压传感器,该传感器是专门用于监测汽车胎压的20管脚芯片,内部集成了压力、温度、微控制器和RF输出,其中RF输出为MC33493模块,能够实现曼彻斯特或双相位数据编码和ASK/FSK调制功能[4]。MPXY8300最小系统电路原理图如图3所示。

  2.2 RF接收电路

  针对采集发射终端无线发送的传感器数据,接收显示终端则采用RF接收芯片进行无线接收,设计中采用的是MC33594射频接收芯片。该芯片是飞思卡尔公司为匹配MPXY8300胎压传感器中集成的MC33493射频应用而推出的高灵敏度、低功耗无线射频接收器。该芯片内部集成压控振荡器(VCO)、中频带通滤波器 [5],接收灵敏度可达-105 dbm。设计中采用SPI接口与STM32微控制器的PA5引脚(SPI1_SCK)、PA6引脚(SPI1_MISO)、PA7引脚(SPI1_MOSI)进行硬件连接。RF接收电路原理图如图4所示。

3 系统软件设计

  系统软件主要包括胎压采集发射和无线接收显示两部分嵌入式软件,基于C语言进行编写,采集发射嵌入式软件主要分为系统初始化模块、汽车胎压采集模块、轮胎温度采集模块、RF无线发射模块等,该软件运行于采集发射终端;无线接收显示嵌入式软件主要分为系统初始化模块、MC33594 RF无线接收解调模块、12864液晶显示模块等,其软件流程图如图5所示。

  系统实物现已制作完毕,将采集发射终端安装在汽车轮胎的气门处[6],接收显示终端安放于汽车驾驶室仪表盘附近,进行软硬件联合调试,其胎压性能测试和实验结果如表1所示,结果表明达到了设计预期。

4 结论

  针对汽车胎压异常情况引起道路交通事故的问题研究和设计了基于MPXY8300和STM32的汽车胎压监测系统,采用MPXY8300胎压传感器实时采集汽车轮胎的胎压和温度,同时将传感数据无线传输到以STM32微控制器为核心的嵌入式接收终端进行显示和监测。极大提高了汽车行驶安全的效率,具有很好的市场应用前景。

  参考文献:

  [1]芦世雄.基于MPXY8300的智能胎压监测系统设计[J].电子产品世界,2014,21(08):52-54.

  [2]蒲翠萍.基于MPXY8300的TPMS的设计[J].电子技术,2011,38(01):73-74.

  [3]王春艳.基于MPXY8300的TPMS传感器设计[J/OL].济南大学学报(自然科学版),2012,26(02):175-178.

  [4]罗宇飞,李怀俊.基于智能传感器MPXY8300的TPMS设计[J].单片机与嵌入式系统应用,2010,(09):42-44.

  [5]黄晓峰,龙永红.基于MPXY8300的轮胎压力监测系统设计[J].自动化与仪表,2011,26(10):31-34.

  [6]廖敏娜,张向文,顾明亮.基于MPXY8300传感器的胎压监测系统的设计与实现[J].仪表技术与传感器,2011,(11):65-67.

  本文来源于《电子产品世界》2018年第5期第43页,欢迎您写论文时引用,并注明出处。



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