基于MPXY8300的智能胎压监测系统设计

　　摘要：本文介绍了基于飞思卡尔MPXY8300传感器芯片的智能胎压监测系统设计与实现，系统包含胎压监测模块与中央控制模块。本系统可以根据胎压与车速动态调节采样频率，具有漏气检测等功能，功耗低，可靠性高。实验数据表明，本系统能够可靠稳定地工作。

　　引言

　　胎压监测系统是一种新型的汽车安全保障系统，能够监测每个轮胎的胎压、温度等信息，并通过车载显示系统实时显示给驾驶员，当出现胎压过低等危险信号时，能够及时发出警告，使驾驶员及时发现汽车的安全隐患，避免灾难事故的发生^[1]。

　　目前的胎压监测系统面临使用寿命低、功能单一等问题^[2]。本文针对这些问题设计了基于飞思卡尔MPXY8300传感器芯片的智能胎压监测系统。该系统具有以下特点：

　　(1)系统集成度高，可靠性好;

　　(2)具有漏气检测功能;

　　(3)功耗低，使用寿命长。

　　1 系统架构

　　本文设计的智能胎压监测系统包括两个部分：胎压监测模块与中央控制模块，系统架构如图1所示。其中胎压监测模块需要降低功耗、减小尺寸，而中央控制模块需要对数据进行有效的分析、及时发出警告。目前主流的胎压监测电路有高通、英飞凌和飞思卡尔三种方案^[3]。其中，飞思卡尔的方案将压力传感器、加速度传感器、温度传感器、射频收发电路与MCU内核集成到一颗芯片上，集成度较高，且芯片的功耗很低，所以本文选用飞思卡尔的MPXY8300作为胎压监测模块的核心。为了增加模块的使用寿命，在降低芯片功耗的同时，需要选用合适的电池。本文使用ER2450为胎压监测模块供电。ER2450是一款高品质的锂亚电池，具有很低的自放电率，存储寿命可达10年，能够满足系统的需求。

　　中央控制模块包括射频接收电路、单片机、声光报警电路与LCD。射频接收电路采用飞思卡尔的MC33696芯片，单片机采样TI公司的MSP430F149芯片。MC33696工作在434MHz，在接收到胎压监测模块发来的数据后，通过SPI接口发送给单片机，由单片机进行数据解析，将胎压、温度、电池电量等数据显示到LCD上，当胎压或温度出现异常时，通过声光报警电路发出警告信号，使驾驶员及时了解轮胎的安全状况。

　　2 系统硬件设计

　　2.1 胎压监测模块硬件设计

　　胎压监测模块由传感器芯片MPXY8300、ER2450电池以及一些简单的外围元件组成。MPXY8300是一款20引脚的传感器芯片，内部包含电容式压力传感器、温度传感器、X轴和Z轴的加速度传感器、315/434MHz的射频发射电路以及HCS08单片机内核^[4]。该芯片具有多种低功耗模式，可以在休眠的状态下关闭传感器电路、射频发射电路甚至单片机内核，以极大程度地降低待机功耗。胎压监测模块的电路如图2所示。