基于射頻芯片nRF905的汽車TPMS系統設計

目前的TPMS(tire pressure monitoring system)主要分為兩種類型，一種是間接式的，一種就是直接式的。而直接式的TPMS系統一直因其報警準確性差、在無線傳輸中受到輪轂的屏蔽電磁波和磁場的干擾而影響其進一步的發展。

本文以Nordic公司生產的射頻芯片為基礎，介紹了汽車TPMS系統的無線收發系統的電路設計與解決方案，從而對上述直接式的TPMS系統加以改進。


1 TPMS系統的設計



本文中提到的TPMS系統是通過射頻信息的收發與相關信息的提示來完成的。在輪胎部分的主要有壓力檢測模塊與射頻發射模塊，在駕駛員部分主要有射頻接收模塊和顯示報警模塊。

壓力檢測模塊主要是實時的檢測所測輪胎的壓力數據，并將數據進行相應的變化存儲到中心處理器上，等待射頻發射模塊進行發射。在射頻接收模塊接收到數據后對數據進行相應的處理并將數據在附件LCD上進行顯示，并判斷數據的安全性，在發現輪胎的壓力超出了所能接受的范圍后通過蜂鳴器進行報警提醒駕駛員。具體的工作原理圖如圖1所示。

2 無線收發芯片的比較與選擇

由于無線收發芯片的種類和數量比較多，無線收發芯片的選擇在設計中是至關重要的，正確的選擇可減小開發難度，縮短開發周期，降低成本，將產品更快推向市場。選擇無線收發芯片時應考慮需要幾點兇素：功耗、發射功率、接收靈敏度、收發芯片所需的外圍元器件數量、芯片成本、數據傳輸是否需要進行曼徹斯特編碼等。

用來評價無線數據收發的幾項重要指標有：接收靈敏度、動態范圍、選擇性、接收頻率穩定度、發射輸比功率、效率、發射頻率范圍、功耗等因素。下面對市場上的現階段比較流行的三種無線收發芯片進行了相關的性能比較，如表1所列。



對照表1以及技術指標的表述，對于接收和發送數據，滿足頻段的范圍越大，靈敏度越高，在相同條什下的接收電流越小，發射電流越大，所需外圍器件越少等條件的收發芯片應用也就越廣泛，并且可以適合于多種情況。

綜合以上考慮，nRF905的優越性就很明顯了，所以在本設計中選擇nRF905是最適用的。