基于MPXY8300和STM32的汽車(chē)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)　

作者 曹景勝 遼寧工業(yè)大學(xué) 汽車(chē)與交通工程學(xué)院(遼寧 錦州 121001)

*基金項(xiàng)目：2016年遼寧省教育廳重大科技平臺(tái)項(xiàng)目(編號(hào)：JP2016014)

曹景勝(1984-)，男，碩士，實(shí)驗(yàn)師，研究方向：智能汽車(chē)電子與汽車(chē)主動(dòng)安全技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)。

摘要：汽車(chē)胎壓過(guò)低、過(guò)高或處于高溫等異常情況是引起道路交通事故的重要原因之一，因此汽車(chē)行駛安全引起人們的普遍關(guān)注。設(shè)計(jì)了基于MPXY8300和STM32的汽車(chē)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用MPXY8300胎壓傳感器實(shí)時(shí)采集汽車(chē)輪胎的胎壓和溫度，同時(shí)將傳感數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)揭?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/STM32">STM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進(jìn)行顯示和監(jiān)測(cè)。測(cè)試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示監(jiān)測(cè)準(zhǔn)確、穩(wěn)定，能可靠地減少由于胎壓造成的汽車(chē)行駛安全問(wèn)題。

0 前言

　　汽車(chē)作為人們出行的重要交通工具得到了快速發(fā)展，但是隨之而來(lái)的是交通事故的增多，其中汽車(chē)胎壓異常是造成道路交通事故的重要原因之一，因此如何智能監(jiān)測(cè)汽車(chē)行駛過(guò)程中的胎壓情況，當(dāng)胎壓出現(xiàn)異常能及時(shí)進(jìn)行報(bào)警和必要的處理，提高汽車(chē)行駛安全性^[1-3]，引起了人們的高度關(guān)注。本文設(shè)計(jì)了基于MPXY8300和STM32的汽車(chē)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用MPXY8300胎壓傳感器實(shí)時(shí)采集汽車(chē)輪胎的胎壓和溫度，并將數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)揭許TM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進(jìn)行顯示和監(jiān)測(cè)，解決了汽車(chē)行駛過(guò)程中胎壓過(guò)低、過(guò)高、爆胎等胎壓異常問(wèn)題。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

　　系統(tǒng)包括采集發(fā)射終端和接收顯示終端兩部分。其中采集發(fā)射終端基于MPXY8300胎壓監(jiān)測(cè)傳感器，實(shí)時(shí)采集汽車(chē)4個(gè)輪胎的壓力和溫度，并將傳感器數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)桨惭b在駕駛室內(nèi)部的接收顯示終端。接收顯示終端以STM32微控制器為核心，無(wú)線接收傳感器數(shù)據(jù)并解調(diào)出有效的胎壓和溫度值顯示在12864中文液晶屏上，使得車(chē)主實(shí)時(shí)觀測(cè)到汽車(chē)胎壓，若胎壓出現(xiàn)異常情況，則進(jìn)行聲光預(yù)警。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì)主要包括采集發(fā)射終端的MPXY 8300傳感器電路、3.7 V鋰電池供電電路、RF發(fā)射電路、輪胎壓力采集電路、輪胎溫度采集電路等;接收顯示終端的STM32最小系統(tǒng)電路、直流電源供電電路、MC33594 RF接收電路、12864液晶顯示電路等。系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

　　2.1 MPXY8300傳感器電路

　　采集發(fā)射終端選用的是飛思卡爾(現(xiàn)被NXP收購(gòu))生產(chǎn)的MPXY8300胎壓傳感器，該傳感器是專(zhuān)門(mén)用于監(jiān)測(cè)汽車(chē)胎壓的20管腳芯片，內(nèi)部集成了壓力、溫度、微控制器和RF輸出，其中RF輸出為MC33493模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)曼徹斯特或雙相位數(shù)據(jù)編碼和ASK/FSK調(diào)制功能^[4]。MPXY8300最小系統(tǒng)電路原理圖如圖3所示。

　　2.2 RF接收電路

　　針對(duì)采集發(fā)射終端無(wú)線發(fā)送的傳感器數(shù)據(jù)，接收顯示終端則采用RF接收芯片進(jìn)行無(wú)線接收，設(shè)計(jì)中采用的是MC33594射頻接收芯片。該芯片是飛思卡爾公司為匹配MPXY8300胎壓傳感器中集成的MC33493射頻應(yīng)用而推出的高靈敏度、低功耗無(wú)線射頻接收器。該芯片內(nèi)部集成壓控振蕩器(VCO)、中頻帶通濾波器 ^[5]，接收靈敏度可達(dá)-105 dbm。設(shè)計(jì)中采用SPI接口與STM32微控制器的PA5引腳(SPI1_SCK)、PA6引腳(SPI1_MISO)、PA7引腳(SPI1_MOSI)進(jìn)行硬件連接。RF接收電路原理圖如圖4所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

　　系統(tǒng)軟件主要包括胎壓采集發(fā)射和無(wú)線接收顯示兩部分嵌入式軟件，基于C語(yǔ)言進(jìn)行編寫(xiě)，采集發(fā)射嵌入式軟件主要分為系統(tǒng)初始化模塊、汽車(chē)胎壓采集模塊、輪胎溫度采集模塊、RF無(wú)線發(fā)射模塊等，該軟件運(yùn)行于采集發(fā)射終端;無(wú)線接收顯示嵌入式軟件主要分為系統(tǒng)初始化模塊、MC33594 RF無(wú)線接收解調(diào)模塊、12864液晶顯示模塊等，其軟件流程圖如圖5所示。

　　系統(tǒng)實(shí)物現(xiàn)已制作完畢，將采集發(fā)射終端安裝在汽車(chē)輪胎的氣門(mén)處^[6]，接收顯示終端安放于汽車(chē)駕駛室儀表盤(pán)附近，進(jìn)行軟硬件聯(lián)合調(diào)試，其胎壓性能測(cè)試和實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1所示，結(jié)果表明達(dá)到了設(shè)計(jì)預(yù)期。

4 結(jié)論

　　針對(duì)汽車(chē)胎壓異常情況引起道路交通事故的問(wèn)題研究和設(shè)計(jì)了基于MPXY8300和STM32的汽車(chē)胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用MPXY8300胎壓傳感器實(shí)時(shí)采集汽車(chē)輪胎的胎壓和溫度，同時(shí)將傳感數(shù)據(jù)無(wú)線傳輸?shù)揭許TM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進(jìn)行顯示和監(jiān)測(cè)。極大提高了汽車(chē)行駛安全的效率，具有很好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

　　參考文獻(xiàn)：

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　　本文來(lái)源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第5期第43頁(yè)，歡迎您寫(xiě)論文時(shí)引用，并注明出處。