基于MPXY8300的智能胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

　　摘要：本文介紹了基于飛思卡爾MPXY8300傳感器芯片的智能胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)包含胎壓監(jiān)測(cè)模塊與中央控制模塊。本系統(tǒng)可以根據(jù)胎壓與車速動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)采樣頻率，具有漏氣檢測(cè)等功能，功耗低，可靠性高。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本系統(tǒng)能夠可靠穩(wěn)定地工作。

　　引言

　　胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是一種新型的汽車安全保障系統(tǒng)，能夠監(jiān)測(cè)每個(gè)輪胎的胎壓、溫度等信息，并通過車載顯示系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示給駕駛員，當(dāng)出現(xiàn)胎壓過低等危險(xiǎn)信號(hào)時(shí)，能夠及時(shí)發(fā)出警告，使駕駛員及時(shí)發(fā)現(xiàn)汽車的安全隱患，避免災(zāi)難事故的發(fā)生^[1]。

　　目前的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)面臨使用壽命低、功能單一等問題^[2]。本文針對(duì)這些問題設(shè)計(jì)了基于飛思卡爾MPXY8300傳感器芯片的智能胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)：

　　(1)系統(tǒng)集成度高，可靠性好;

　　(2)具有漏氣檢測(cè)功能;

　　(3)功耗低，使用壽命長。

　　1 系統(tǒng)架構(gòu)

　　本文設(shè)計(jì)的智能胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)包括兩個(gè)部分：胎壓監(jiān)測(cè)模塊與中央控制模塊，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。其中胎壓監(jiān)測(cè)模塊需要降低功耗、減小尺寸，而中央控制模塊需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析、及時(shí)發(fā)出警告。目前主流的胎壓監(jiān)測(cè)電路有高通、英飛凌和飛思卡爾三種方案^[3]。其中，飛思卡爾的方案將壓力傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、射頻收發(fā)電路與MCU內(nèi)核集成到一顆芯片上，集成度較高，且芯片的功耗很低，所以本文選用飛思卡爾的MPXY8300作為胎壓監(jiān)測(cè)模塊的核心。為了增加模塊的使用壽命，在降低芯片功耗的同時(shí)，需要選用合適的電池。本文使用ER2450為胎壓監(jiān)測(cè)模塊供電。ER2450是一款高品質(zhì)的鋰亞電池，具有很低的自放電率，存儲(chǔ)壽命可達(dá)10年，能夠滿足系統(tǒng)的需求。

　　中央控制模塊包括射頻接收電路、單片機(jī)、聲光報(bào)警電路與LCD。射頻接收電路采用飛思卡爾的MC33696芯片，單片機(jī)采樣TI公司的MSP430F149芯片。MC33696工作在434MHz，在接收到胎壓監(jiān)測(cè)模塊發(fā)來的數(shù)據(jù)后，通過SPI接口發(fā)送給單片機(jī)，由單片機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，將胎壓、溫度、電池電量等數(shù)據(jù)顯示到LCD上，當(dāng)胎壓或溫度出現(xiàn)異常時(shí)，通過聲光報(bào)警電路發(fā)出警告信號(hào)，使駕駛員及時(shí)了解輪胎的安全狀況。

　　2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

　　2.1 胎壓監(jiān)測(cè)模塊硬件設(shè)計(jì)

　　胎壓監(jiān)測(cè)模塊由傳感器芯片MPXY8300、ER2450電池以及一些簡單的外圍元件組成。MPXY8300是一款20引腳的傳感器芯片，內(nèi)部包含電容式壓力傳感器、溫度傳感器、X軸和Z軸的加速度傳感器、315/434MHz的射頻發(fā)射電路以及HCS08單片機(jī)內(nèi)核^[4]。該芯片具有多種低功耗模式，可以在休眠的狀態(tài)下關(guān)閉傳感器電路、射頻發(fā)射電路甚至單片機(jī)內(nèi)核，以極大程度地降低待機(jī)功耗。胎壓監(jiān)測(cè)模塊的電路如圖2所示。