汽车胎压监测系统上位机软件设计文献综述

 2022-02-02 10:02

全文总字数:4035字

1 汽车胎压监测系统研究现状

合肥工业大学的孙述鹏[1],在现有的直接式系统的几乎上,加入了只能无匙门控系统,与胎压监测系统结合,节约了成本。并引入了LF唤醒模式,解决了过去的单向通信带来的信息碰撞问题。才用RF/LF相结合的双向通信,使得数据传输更加可靠。通过对射频电路的合理抗干扰布局,大大提高了整个系统的抗干扰能力,使得系统在成本,功耗等各方面均达到设计要求。

北京工商大学的邵军,谭励,王晓垚,王云会,则是提出了一种基于ZigBee 的无线通信技术的新型的胎压监测系统的设计,该设计是针对大多数直接式汽车 胎压监测技术的系统组件集成度过低、且体积功耗较大的问题。他们采用了SP12传感器,CC2530芯片以及Antenova A5839天线等构成了传感器节点硬件电路。而ZigBee成本低,耗能少,且保障了整个系统的抗干扰能力。

山东科技大学的赵新,徐克宝选用英飞凌公司的SP37胎压传感器,SP37芯片不仅集成了压力传感器、温度传感器、加速度传感器、电压传感器以及微控制器,同时还具有 RF 射频发射器。汽车胎压接收显示模块选用英飞凌TDA5240无线射频接收芯片,高灵敏度、低功耗,支持多频段、多信道、ASK/FSK 调制。基于胎压传感器SP37666的低频唤醒方式选择了 LF低频接收器接收外部唤醒信号的模式,选用 ATMEL 的ATA5276驱动芯片配合TP1103发射天线作为低频唤醒模块的核心。基于高集成度的 SP37 芯片,把胎压传感器、微控制器、RF 射频发射器集成为一体,胎压监测系统可通过LF低频唤醒或SP37内部加速度传感器响应来启动,降低了系统的功耗,同时方便驾驶员随时随地掌握汽车胎压状况。

浙江大学的魏柠柠,以直接式TPMS系统为主要研究对象,对系统设计时的四大关键技术进行了分析和研究:认为在TPMS系统中应该采用曼彻斯特编码和FSK调制;对于TPMS这个特殊的无线收发环境,分析了设置螺旋天线的必要性。最后考虑了行进汽车中的多普勒效应,认为在实际设计中可以忽略多普勒频偏的影响。在天线研究的基础上设计了倒F部分螺旋结构(发送模块)、倒F全螺旋结构(接收模块).给出HFSS仿真和网络分析仪实测结果。计以实现低功耗为基本出发点,在设计的最后结合硬件部分的芯片耗电特性进行了详尽的功耗分折.验证了本系统出色的低功耗性能;中央监视器的软件实现以提高接收模块接收性能以及增强显示报警模块的人性化为主旨,在保证系统性能的基础上给出友好的人机交互界面。

张宏财,肖文光等人选用了Infineon公司2011年3月推出的SP37芯片。该芯片具有ASK/FSK调制发射等功能。经过现场测试,发射模块每10秒发送一次检测数据,接收成功率在95%以上。当传感器监测到轮胎压力火温度异常后,会每6秒一次 ,不断发送密集的监测数据。该设计采用的SP37和MAX1473组成的TPMS监测系统,由于高级程度,低成本,低功耗,是一种非常优秀的设计方案。

汽车胎压监测系统(Tyre Pressure Monitoring System,TPMS)是一种能对汽车轮胎气压、温度进行自动检测,并对轮胎异常情况进行报警的预警系统。目前直接式TPMS发射模块较多采用以下两种方案:1)电池 单片机 传感器 射频芯片,2)是电池 内部集成MCU的传感器 射频芯片。前一种方案由于集成度低、体积和功耗大而被市场逐渐淘汰,后一种方案是当前市场上较为先进的产品设计形式。随着半导体及硅显微机械加工技术的快速发展,一种新的设计方案即电池和内部集成MCU和RF的专用传感器正成为TPMS发射模块设计的主流。这种方案集成度更高,体积和功耗更小,使用寿命更长,产品竞争力也更强。新一代系统级芯片SP37作为胎压传感器和射频发射器,选用MAXIM公司的MAX1473作为接收芯片,设计完成了一种新型胎压监测系统。

燃料和轮胎被认为是商用车运营成本的主要贡献者。研究显示轮胎充气不足与燃料消耗增加之间具有相关性。最先进的TPMS是车辆智能解决方案发展的基础,Frank F.将探索先进车辆和车队维护功能的潜力。将胎压数据输入到现有的远程信息处理解决方案中,车辆管理人员就可以主动安排轮胎维护,避免长期的胎压问题导致的行车故障。通过 TPMS与轮胎识别相结合的方式,可实现轮胎的完全管理,进一步提高其效率。通过自动识别,和集中管理,可以大幅提高汽车轮胎的使用寿命,减少因汽车轮胎故障锁造成的事故的发生。

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