高集成度胎壓監測發射系統設計與實現

　　為了使發射系統在一塊電池下工作5～6年，系統節電是一個重要任務，故我們采取：

　　(1)將所有不用的I/O口設置為輸入低電平;系統平時工作在POWER DOWN模式，當檢測或發射周期到達后，才進入RUN模式工作;
　　(2)SP37平時處于SLEEP模式，當需要發射數據時，才將其喚醒，進入到RUN模式;
　　(3)利用SP37集成的加速度傳感器，檢測汽車是在行車狀態還是停車狀態，如在行車狀態，則定時檢測和發射，如在停車狀態，則不檢測發射，減低系統功耗。

　　本系統電池選擇renata的推出的耐高低高溫TPMS專用電池CR2450HT，供電電壓+3.0V，電池容量480mAh，具有壽命長、能量密度大、自放電低、重量輕(6.6g)、溫寬(-40～+125℃)等特點，配合系統的低功耗策略，完全可滿足5～6年壽命的要求。

　　天線

　　天線的性能將直接影響數據傳輸的質量，它是發射系統提升功率的重要因素。輪胎壓力傳感器的天線靠近氣門嘴，因而在設計天線時必須考慮輪胎金屬絲的屏蔽，輪輞金屬的反射影響，以及車輪高速旋轉時天線不斷變換方向、角度的影響等，所以天線設計時必須考慮以下因素：

　　(1)極化選擇，線極化容易受到天線姿態的影響，旋轉的車輪對天線的工作極化要求相對較高，圓極化比較適合;
　　(2)天線與射頻模塊連接，需要解決好阻抗匹配的問題，這也是天線設計的重點;
　　(3)由于輪胎壓力傳感器安裝在輪胎內，受到車身、天線運動等對性能的影響，主要是指對天線的增益、方向圖形狀、圓極化軸比、阻抗(電阻和電抗)等的影響;
　　(4)小型化設計，安裝在輪胎內部的天線，必須考慮小型化設計，433.92MHz的工作頻率，波長為691.37mm，常規的天線尺寸一定不能滿足要求。

　　基于以上考慮，我們選用法向模工作的螺旋天線作為本方案的發射天線，如圖6所示，這種天線具有加工容易、成本低、工作極化為圓極化、易于匹配等優點，如圖6所示，經過臺架試驗和路試試驗后表明我們的設計思路和匹配方法是有效的。

　　系統軟件設計

　　SP37集成的微處理器為8051內核，軟件用C語言在Keil uVision環境下，通過仿真器就可以進行仿真調試，而不像SP12、SP30那樣，必須用匯編進行仿真調試。系統組成模塊如圖7所示：Main為系統主程序模塊，Function為系統接口函數模塊，SP37 Library為SP37的庫函數模塊。Main模塊調用Function模塊，Function模塊調用SP37 Library模塊。

　　因為發送系統要考慮節電功能，所以系統平時處于休眠狀態，當接收到加速度喚醒信號時進行測量并發射數據。程序邏輯流程如圖8所示。首先進行系統初始化，然后開始判斷是否到達檢測周期，若檢測周期到則測量壓力值等，否則直接轉入休眠;測量完成后判斷是否需要發射，如果需要發射則發射射頻數據，否則轉入休眠;休眠時間到后，系統自動喚醒，重復上述處理過程。

　　結束語

　　輪胎壓力監測系統是將是汽車安全系統的必備功能之一，本文設計的輪胎壓力傳感器無論臺架試驗還是各種情況的道路測試，系統保持高可靠性，系統的射頻收發準確率達到98%，當輪胎出現異常危險情況時，實時提醒駕駛者，將因輪胎故障問題造成的事故消滅在萌芽之中，利用SP37的單芯片方案設計的TPMS發射系統，由于集成度高、性能穩定、功耗低，是一款非常優秀的設計方案，本系統成功應用將會對汽車行駛安全系統帶來更高使用價值和社會價值。

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