基于智能传感器MPXY8320A的TPMS系统设计

2010-05-10 19:07:45来源: 单片机与嵌入式系统

1 TPMS系统的发展历史和趋势

  1.1 TPMS系统的发展历史

  国际市场,1997年,通用汽车公司开始使用间接式汽车胎压监测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring System);2000年5月,直接式TPMS在美国上市;2002年发布的世界新车资料中显示,美国福特公司的林肯大陆、戴姆勒一克莱斯勒公司今年夏天上市的道奇(Dodge)迷你厢型车及Chrysler300M等系列车型,都将装设直接式TPMS。许多欧洲的汽车厂商也已将直接式TPMS配装于自己的中高档车型之中,其中包括宝马公司的Z8、欧宝2002年版威达、雪铁龙公司的C5,阿斯顿·马汀公司的超级跑车Vanquish、旁蒂克的旗舰Bon nevllleSE等等。国内汽车制造巨头也已开始考虑将TPMS作为原厂装备的标准配置。2003年5月,日本ALPS电气公司从德国IQMobil GmbH获得了不使用电池的TPMS技术,并签订了独家专利授权合同。借用该技术开发的TPMS己通过欧洲和美国的电波法认证试验,并于2004年6月起提供工业样品,2005年量产供货。我国也在2000年前后通过引进技术的方式开始了TPMS的生产。

  1.2 发展趋势

  直接式TPMS和间接式TPMS各有自己的优缺点。直接式TPMS可以随时测定每个轮胎内部的当前压力,很容易确定故障轮胎。间接式TPMS相对便宜,使用间接系统,己经装备了4轮ABS(每个轮胎装备1个轮速传感器)的汽车只需对软件进行升级;但是,目前这类系统没有直接系统准确率高,无法监测出多个轮胎同时缺压或高压的情况。显而易见,直接式TPMS更有效,因此,目前直接式TPMS正逐步取代间接式TPMS而成为轮胎气压监测系统的主流。但是,有源MEMS式TPMS传感器/发射器需要电池提供动力,因此不可避免地带来一些弊端,如电池的寿命有限和电池的存在很难降低发射器的重量等。从长远来看,无源MEMS式TPMS以其无可比拟的优点将成为未来TPMS发展的趋势。

2 无源化

  如果胎内模块可以实现无源(即无电池),则上述问题都可以迎刃而解。为达到以上目的,下面主要阐述TPMS无线无源化发展的几个实现方案:

  ①轮胎内模块有发电装置,将轮胎运动的机械能转化为电能。此为压电发电方案。

  ②从轮胎外通过电磁场传入能量,驱动轮胎内模块工作,发射压力信息。此为磁场电磁耦合方案。

  ③轮胎外发射电磁波,碰到轮胎内模块内置器件后反射,同时携带回压力信息。此为声表面波无源无线传感器方案。

3 外置编码存储器轮胎定位

  外置编码存储器轮胎定位技术是一种新型的TPMS轮胎定位技术。采用外置编码存储器的TPMS同样由发射检测模块和接收显示模块组成,其特征在于接收显示模块接有插入式编码存储器,每个发射检测模块均有一个固定的ID码,与对应编码存储器的ID码一致。轮胎换位或者更换时,只需调换或更换插入式编码存储器。外置编码存储器式轮胎定位技术,通过调整显示模块编码存储器中的ID码与每个发射检测模块中的ID码的对应关系,将重新识别身份的问题转换成ID码的换位设置问题,是简单、有效的解决方案。其插头插入的操作方式简单可靠。通过I/O读人插入式编码存储器电路中的编码,避免了用无线方式读入ID编码,从根本上解决了干扰的问题,实现原理如图1所示。

  系统在工作时,中央接收、处理模块先依次读取外置编码存储器中的ID码,然后重新设置存储在接收显示模块存储器中的ID码与轮胎对应定位关系信息,并予以保存。一旦中央模块接收到轮胎检测模块发射过来的信息,马上将接收到的信息解码。在获取其中的ID码后,根据前面设定的ID对应定位关系信息即可判断出是来自哪一个轮胎中的发射检测模块,并执行相应的显示等动作。外置编码存储器的设计可以分为接口电路和ID存储器两部分:接口电路作为外置存储器和主控制器的连接接口,根据汽车的应用环境,要考虑接口的可靠性、抗震性需要;存储器可以采用移位存储器(简单、需要主控制器I/O口少、读取速度稍慢)、矩阵存储器(读取速度快、占用主控制器I/O口多)或者SIM卡和IC卡(可靠性高、体积小、成本高)的形式。综合考虑,本系统采用移位存储器。工作流程为:每当安装新轮胎或者轮胎换位,立即切换到ID读入操作界面,将相应外置编码存储器插上读取接口,进行ID的读入工作并分配其所属轮胎位置。读取完毕,可以取下外置存储器(卡)。

4 TPMS系统

  4.1 基本原理

  由安装在轮胎内部的检测模块,实时测量胎内压力、温度,并将压力、温度信号通过无线方式发送出去。安装在驾驶室内的主控模块接收无线信号,经过数据处理,再由显示装置显示出测量结果,实现行驶过程中轮胎状况的实时监控。TPMS基本结构如图2所示。

  4.2 硬件设计方案

  

[1] [2]

关键字:智能传感器  MPXY8320A  TPMS

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/qcdz/2010/0510/article_2027.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
智能传感器
MPXY8320A
TPMS

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 
电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved