輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計
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隨著汽車消費市場的日益升溫， 汽車的安全性能更加被消費者所關(guān)注。在汽車的高速行駛中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。據(jù)統(tǒng)計，在中國高速公路上發(fā)生的交通事故有70％是由于爆胎引起的，而在美國這一比例高達(dá)80％。基于此，美國運(yùn)輸部(dot)國家公路交通安全管理委員會(nhtsa)出臺法規(guī)。該法規(guī)規(guī)定：2003年l1月到2006年l0月31日期間美國新出廠的輕型汽車將逐步引入輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(tyrepressure monitoring system)[2]。鑒于如此大的市場潛力，國內(nèi)外許多公司紛紛開始研制。本文提出基于motorola公司的mpxy8040溫度和壓力傳感器、mc68hc908rf2嵌入式一體化微處理器和射頻發(fā)射器、mc33594接收器和mc68h908kx8微處理器構(gòu)成的輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)。其中mpxy8040和mc68hc908rf2及其外圍電路構(gòu)成測量和發(fā)送子系統(tǒng)，mc33594和mc6-8h908kx8及其外圍電路構(gòu)成接收、處理和顯示主系統(tǒng)。
2 tpms系統(tǒng)構(gòu)成[2]
輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)分為直接系統(tǒng)和間接系統(tǒng)。間接系統(tǒng)即通過車速傳感器來確定輪胎壓力變化，利用abs輪速傳感器來間接測量胎壓，成本低，但精度差，無法在任何時間工作。直接式壓力測量法利用車輪內(nèi)的壓力傳感器和無線發(fā)送器，發(fā)射信號到射頻接收器，來直接測量溫度和壓力，精度可靠，成本較高。
直接測量系統(tǒng)需要在每個輪胎上安裝1個遠(yuǎn)程感應(yīng)模塊來采集數(shù)據(jù)，在車內(nèi)安裝1個接收模塊來接收和處理數(shù)據(jù)，并為司機(jī)提供適當(dāng)?shù)娘@示即可。
3 硬件設(shè)計和實現(xiàn)
系統(tǒng)電路原理圖如圖1和圖2所示。
圖1 輪胎子系統(tǒng)電路原理圖
圖2 儀表盤主系統(tǒng)電路原理圖
(1) 氣壓和溫度傳感器和信號調(diào)理電路。采用motorola公司的mpxy80-40a[4]傳感器測量輪胎壓力和溫度，mpxy8040a壓力溫度傳感器芯片是motorola公司為測量汽車輪胎壓力和溫度而設(shè)計的高集成芯片。該芯片內(nèi)嵌一個容性絕對壓力傳感器和一個溫度傳感器，包括壓力變換器、正溫度系數(shù)擴(kuò)散電阻溫度傳感器和所有必須電路，用以產(chǎn)生一個校準(zhǔn)的8bit溫度和壓力數(shù)字輸出，能夠測量0kpa～637.5kpa的輪胎壓力和一40℃～125℃范圍內(nèi)的輪胎溫度，適用于氣體媒介和一般的胎內(nèi)環(huán)境。每個芯片有標(biāo)識id，用于識別是哪一個輪胎。
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