基于ZigBee的汽車輪胎壓力實時監測系統設計
2.2.2 SP12芯片
傳感器采用英飛凌公司生產的SP12芯片, 它是繼承式三合一傳感器,具有氣壓測量、溫度測量、加速度測量功能和電源電壓檢測功能, 能夠自動補償測量數據,把氣壓、溫度、加速度等物理量轉換為數值量并發送至MCU。SP12芯片采用SPI總線輸出,內置時鐘電路, 能周期性輸出定時喚醒信號和復位信號。SP12的外圍電路也很簡單, 只有電源接口和MCU的數字接口。SP12采用了喚醒瞬態工作模式,當它工作在睡眠工作模式時其功耗僅0.6 mA,器件所有數字模擬部分全部工作時的電流消耗是6 mA,大大降低系統功耗,延長了電池的使用壽命。
2.2.3 發射模塊硬件設計
胎壓監測系統中發射模塊的傳感器一般都安裝在車輪內,因此, 供電系統一般采用小尺寸電池。考慮到電池容量、壽命及溫度適應性, 選用鋰亞電池以保證監測模塊在高低溫環境中都能夠正常工作,TADIRAN LTH2450鋰亞電池能滿足TPMS寬溫度范圍的要求。本文的發射模塊采用3 V鋰電池供電。發射模塊的結構圖如圖2所示。本文引用地址:http://www.104case.com/article/157794.htm
從機中,CC2430與SP12通過SPI線交換數據和發送命令。SP12將采集到的數據發送給CC2430,由CC2430轉換成數據幀經天線發送給主機接收模塊。系統平時處于休眠狀態,操作大多都是以中斷服務程序的形式來實現的,采用下降沿觸發的方式,在中斷出發后,終端服務程序讀中斷狀態寄存器的相應位來進行具體操作。為了降低發射模塊的功耗,MCU采用定時喚醒的工作方式,定時信號由SP12提供。該系統通信頻率是2.4 GHz,晶振選擇32 MHz。
2.2.4接收模塊硬件設計
接收模塊安裝于車廂內部,可以直接利用車廂內部的電源,可以不考慮電源問題。接收模塊的系統結構圖如圖3所示。
接收模塊的核心是CC2430芯片,主機接收器在TPMS中的主要作用有:(1)協調器自組網,負責組織一個無線網絡,給每個從機分配一個網絡D號,并將每個從機的信息實施編碼注冊,存儲在E2PROM中;(2)接收從機傳輸過來的數據幀,實現主機和從機之間的無線通信;(3)存儲和處理數據,MCU接收到輪胎數據,對數據進行分析、保存、顯示。接收器的按鍵電路選擇簡易的4×4矩陣鍵盤作為人機交互的窗口,能夠手動操作來訪問特定的輪胎并查看其運行狀態,監測數據通過高分辨率的LCD顯示屏顯示出來,當數據異常時,報警電路報警。
3 TPMS軟件設計
合理安排程序流程才能夠使得整個系統符合低功耗設計。
3.1 發射模塊的軟件設計
發射模塊的主程序流程如圖4所示。
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