基于MPXY8300的智能胎壓監測系統設計

　　摘要：本文介紹了基于飛思卡爾MPXY8300傳感器芯片的智能胎壓監測系統設計與實現，系統包含胎壓監測模塊與中央控制模塊。本系統可以根據胎壓與車速動態調節采樣頻率，具有漏氣檢測等功能，功耗低，可靠性高。實驗數據表明，本系統能夠可靠穩定地工作。

　　引言

　　胎壓監測系統是一種新型的汽車安全保障系統，能夠監測每個輪胎的胎壓、溫度等信息，并通過車載顯示系統實時顯示給駕駛員，當出現胎壓過低等危險信號時，能夠及時發出警告，使駕駛員及時發現汽車的安全隱患，避免災難事故的發生^[1]。

　　目前的胎壓監測系統面臨使用壽命低、功能單一等問題^[2]。本文針對這些問題設計了基于飛思卡爾MPXY8300傳感器芯片的智能胎壓監測系統。該系統具有以下特點：

　　(1)系統集成度高，可靠性好;

　　(2)具有漏氣檢測功能;

　　(3)功耗低，使用壽命長。

　　1 系統架構

　　本文設計的智能胎壓監測系統包括兩個部分：胎壓監測模塊與中央控制模塊，系統架構如圖1所示。其中胎壓監測模塊需要降低功耗、減小尺寸，而中央控制模塊需要對數據進行有效的分析、及時發出警告。目前主流的胎壓監測電路有高通、英飛凌和飛思卡爾三種方案^[3]。其中，飛思卡爾的方案將壓力傳感器、加速度傳感器、溫度傳感器、射頻收發電路與MCU內核集成到一顆芯片上，集成度較高，且芯片的功耗很低，所以本文選用飛思卡爾的MPXY8300作為胎壓監測模塊的核心。為了增加模塊的使用壽命，在降低芯片功耗的同時，需要選用合適的電池。本文使用ER2450為胎壓監測模塊供電。ER2450是一款高品質的鋰亞電池，具有很低的自放電率，存儲壽命可達10年，能夠滿足系統的需求。

　　中央控制模塊包括射頻接收電路、單片機、聲光報警電路與LCD。射頻接收電路采用飛思卡爾的MC33696芯片，單片機采樣TI公司的MSP430F149芯片。MC33696工作在434MHz，在接收到胎壓監測模塊發來的數據后，通過SPI接口發送給單片機，由單片機進行數據解析，將胎壓、溫度、電池電量等數據顯示到LCD上，當胎壓或溫度出現異常時，通過聲光報警電路發出警告信號，使駕駛員及時了解輪胎的安全狀況。

　　2 系統硬件設計

　　2.1 胎壓監測模塊硬件設計

　　胎壓監測模塊由傳感器芯片MPXY8300、ER2450電池以及一些簡單的外圍元件組成。MPXY8300是一款20引腳的傳感器芯片，內部包含電容式壓力傳感器、溫度傳感器、X軸和Z軸的加速度傳感器、315/434MHz的射頻發射電路以及HCS08單片機內核^[4]。該芯片具有多種低功耗模式，可以在休眠的狀態下關閉傳感器電路、射頻發射電路甚至單片機內核，以極大程度地降低待機功耗。胎壓監測模塊的電路如圖2所示。