1 系統(tǒng)描述
在每個(gè)車輪內(nèi)部安裝一個(gè)汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器，它能夠準(zhǔn)確測(cè)量輪胎內(nèi)部的壓力和溫度，傳感器通過無線形式按照一定的規(guī)律向車身控制器(Body Control Model， BCM)發(fā)送輪胎的壓力值和溫度值，BCM通過CAN總線將信息幀發(fā)送給儀表盤，駕駛員通過儀表盤顯示屏獲得每一個(gè)輪胎的壓力值、溫度值。當(dāng)某一個(gè)輪胎的壓力值或溫度值變化超過了報(bào)警值，儀表盤能夠準(zhǔn)確顯示報(bào)警輪胎的位置，并發(fā)出圖形、聲音、文字報(bào)警。同時(shí)安裝于每個(gè)輪胎擋泥板位置處的低頻天線與BCM進(jìn)行信息通信，并將BCM需要汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器何種操作信息解析并轉(zhuǎn)換為125 kHz低頻無線數(shù)據(jù)發(fā)射出去，汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器將接收此低頻無線信號(hào)，然后按照解析后的操作信息進(jìn)行工作。以上就是TPMS雙向通信系統(tǒng)。由于該產(chǎn)品是汽車產(chǎn)品安全件，其應(yīng)在各種環(huán)境下具有高可靠性，各種環(huán)境為：各種天氣情況下，例如陰天、下雨等不同天氣環(huán)境;各種路況，例如國(guó)道、高速、鄉(xiāng)村公路、山路等等;冬季中的雪路、冰面、極其寒冷地區(qū)(-40 ℃);夏季中的炎熱、潮濕地區(qū)(地表溫度+50 ℃，90%濕度);不同的車速(0～200 km/h)等。這就需要在設(shè)計(jì)汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器時(shí)要嚴(yán)格選擇各個(gè)器件。
2 電路設(shè)計(jì)
由于汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器是安裝在輪胎內(nèi)部，不與外界接觸，這就要求不能過于頻繁地維護(hù)修理，一般要求有10年使用工作壽命，而且其工作溫度范圍為-40～+125 ℃，這就要求所選擇的器件都要是汽車級(jí)和低功耗元器件。
圖1 系統(tǒng)組成框圖
汽車胎壓監(jiān)測(cè)傳感器系統(tǒng)組成框圖如圖1所示。
2.1 傳感器選擇
MCU/Sensor是系統(tǒng)的核心，由Infineon公司的SP300V2.1E1060實(shí)現(xiàn)。SP300V2.1E1060整合了硅顯微機(jī)械加工的壓力傳感器、溫度傳感器與加速度傳感器和一個(gè)電池電壓監(jiān)測(cè)器，并內(nèi)部集成一個(gè)低功耗8位哈佛結(jié)構(gòu)的RISC 控制器;它具有下電、運(yùn)行、空閑、關(guān)斷4種工作模式，并有IT/LT 喚醒、PORT 喚醒和LF低頻檢測(cè)喚醒3種喚醒方式，能夠有效地滿足系統(tǒng)低功耗設(shè)計(jì)要求。壓力測(cè)量范圍0～3.5 Bar;溫度測(cè)量范圍-40～+125 ℃;向心加速度測(cè)量范圍-12g～115g;工作電壓范圍1.8～3.6 V。
