高集成度胎壓監(jiān)測(cè)發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　為了使發(fā)射系統(tǒng)在一塊電池下工作5～6年，系統(tǒng)節(jié)電是一個(gè)重要任務(wù)，故我們采取：

　　(1)將所有不用的I/O口設(shè)置為輸入低電平;系統(tǒng)平時(shí)工作在POWER DOWN模式，當(dāng)檢測(cè)或發(fā)射周期到達(dá)后，才進(jìn)入RUN模式工作;
　　(2)SP37平時(shí)處于SLEEP模式，當(dāng)需要發(fā)射數(shù)據(jù)時(shí)，才將其喚醒，進(jìn)入到RUN模式;
　　(3)利用SP37集成的加速度傳感器，檢測(cè)汽車是在行車狀態(tài)還是停車狀態(tài)，如在行車狀態(tài)，則定時(shí)檢測(cè)和發(fā)射，如在停車狀態(tài)，則不檢測(cè)發(fā)射，減低系統(tǒng)功耗。

　　本系統(tǒng)電池選擇renata的推出的耐高低高溫TPMS專用電池CR2450HT，供電電壓+3.0V，電池容量480mAh，具有壽命長(zhǎng)、能量密度大、自放電低、重量輕(6.6g)、溫寬(-40～+125℃)等特點(diǎn)，配合系統(tǒng)的低功耗策略，完全可滿足5～6年壽命的要求。

　　天線

　　天線的性能將直接影響數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量，它是發(fā)射系統(tǒng)提升功率的重要因素。輪胎壓力傳感器的天線靠近氣門嘴，因而在設(shè)計(jì)天線時(shí)必須考慮輪胎金屬絲的屏蔽，輪輞金屬的反射影響，以及車輪高速旋轉(zhuǎn)時(shí)天線不斷變換方向、角度的影響等，所以天線設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮以下因素：

　　(1)極化選擇，線極化容易受到天線姿態(tài)的影響，旋轉(zhuǎn)的車輪對(duì)天線的工作極化要求相對(duì)較高，圓極化比較適合;
　　(2)天線與射頻模塊連接，需要解決好阻抗匹配的問題，這也是天線設(shè)計(jì)的重點(diǎn);
　　(3)由于輪胎壓力傳感器安裝在輪胎內(nèi)，受到車身、天線運(yùn)動(dòng)等對(duì)性能的影響，主要是指對(duì)天線的增益、方向圖形狀、圓極化軸比、阻抗(電阻和電抗)等的影響;
　　(4)小型化設(shè)計(jì)，安裝在輪胎內(nèi)部的天線，必須考慮小型化設(shè)計(jì)，433.92MHz的工作頻率，波長(zhǎng)為691.37mm，常規(guī)的天線尺寸一定不能滿足要求。

　　基于以上考慮，我們選用法向模工作的螺旋天線作為本方案的發(fā)射天線，如圖6所示，這種天線具有加工容易、成本低、工作極化為圓極化、易于匹配等優(yōu)點(diǎn)，如圖6所示，經(jīng)過臺(tái)架試驗(yàn)和路試試驗(yàn)后表明我們的設(shè)計(jì)思路和匹配方法是有效的。

　　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　SP37集成的微處理器為8051內(nèi)核，軟件用C語言在Keil uVision環(huán)境下，通過仿真器就可以進(jìn)行仿真調(diào)試，而不像SP12、SP30那樣，必須用匯編進(jìn)行仿真調(diào)試。系統(tǒng)組成模塊如圖7所示：Main為系統(tǒng)主程序模塊，F(xiàn)unction為系統(tǒng)接口函數(shù)模塊，SP37 Library為SP37的庫(kù)函數(shù)模塊。Main模塊調(diào)用Function模塊，F(xiàn)unction模塊調(diào)用SP37 Library模塊。

　　因?yàn)榘l(fā)送系統(tǒng)要考慮節(jié)電功能，所以系統(tǒng)平時(shí)處于休眠狀態(tài)，當(dāng)接收到加速度喚醒信號(hào)時(shí)進(jìn)行測(cè)量并發(fā)射數(shù)據(jù)。程序邏輯流程如圖8所示。首先進(jìn)行系統(tǒng)初始化，然后開始判斷是否到達(dá)檢測(cè)周期，若檢測(cè)周期到則測(cè)量壓力值等，否則直接轉(zhuǎn)入休眠;測(cè)量完成后判斷是否需要發(fā)射，如果需要發(fā)射則發(fā)射射頻數(shù)據(jù)，否則轉(zhuǎn)入休眠;休眠時(shí)間到后，系統(tǒng)自動(dòng)喚醒，重復(fù)上述處理過程。

　　結(jié)束語

　　輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是將是汽車安全系統(tǒng)的必備功能之一，本文設(shè)計(jì)的輪胎壓力傳感器無論臺(tái)架試驗(yàn)還是各種情況的道路測(cè)試，系統(tǒng)保持高可靠性，系統(tǒng)的射頻收發(fā)準(zhǔn)確率達(dá)到98%，當(dāng)輪胎出現(xiàn)異常危險(xiǎn)情況時(shí)，實(shí)時(shí)提醒駕駛者，將因輪胎故障問題造成的事故消滅在萌芽之中，利用SP37的單芯片方案設(shè)計(jì)的TPMS發(fā)射系統(tǒng)，由于集成度高、性能穩(wěn)定、功耗低，是一款非常優(yōu)秀的設(shè)計(jì)方案，本系統(tǒng)成功應(yīng)用將會(huì)對(duì)汽車行駛安全系統(tǒng)帶來更高使用價(jià)值和社會(huì)價(jià)值。

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