基于MPXY83OO的TPMS的设计

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  在汽车行驶中,汽车轮胎的低气压、高气压、漏气、温度过高等都可能造成爆胎,从而引发严重的交通事故。TPMS(汽车轮胎压力监视系统)主要用于在汽车行驶时实时地对轮胎压力进行自动检测,对轮胎漏气和高气压进行报警,以保证行车安全。

  本文是基于MPXY8300设计的TPMS系统,由安装在轮胎里的发射模块与安装在驾驶室内的接收模块组成。发射模块实现轮胎压力、温度、加速度等的检测;测量数据的初步处理;数据的RF无线传输等功能。接收模块完成信号的接收、解调、处理、判断、显示和报警等功能。

1 系统组成

  TPMS的发射模块由MPXY8300、电源和发射天线组成。MPXY8300是飞思卡尔推出的最新集成度很高的胎压检测芯片,内部集成了温度、压力、加速度和电压传感器、信号补偿调理电路、8位微控制器、RF发射器等,集成度高,性价比高;电源用放电电压平稳、自放电极低、高温和低温特性都好的锂亚电池供电;天线用体积小、成本低、功耗小的小环天线。

  接收模块由接收芯片MC3 3 596、微控制器MC68HC908KX8、显示报警和电源电路组成。系统框图如图1所示。

 

2 发射模块电路

  2.1 发射电路

  发射电路如图2所示。NX3225为16.0132MHz的晶振,为MPXY8300提供时基。载波频率为434MHz,数据传输速率9600b/s,数据采用曼彻斯特编码,调制方式为频移键控。轮胎数据以数据帧发送,数据帧格式为前导码+设备ID+压力数据+温度数据+状态+校验码+停止位。汽车在高速运动时轮胎内的电磁、温度、湿度、压力等情况十分复杂,所以该模块的设计要按军用级产品的要求来选择元器件,安装在轮胎上的轮胎压力、温度实时检测和数据处理及发送系统装置的所有器件、材料都要满足一40℃到+125℃的使用温度范围。MPXY8300系列采用了新一代电容式传感器技术,使之功耗更低、集成能力更高。综合比较传感器的各种性能、考察供货情况、资料获得情况,选择MPXY8300为设计TPMS的传感器。

 

  2.2 发射模块电源

  由于轮胎发射模块是安装在轮胎内部,无法利用汽车电源,所以只能采用电池供电。轮胎发射模块的环境非常差,要耐高低温、防潮、抗冲击震动、抗离心力作用、抗电磁干扰、抗高气压,对电池的影响很大。这就对作为轮胎模块的电源的电池提出了更高的要求,电池的使用寿命,关乎发射模块的寿命、稳定性、数据发送的准确性等,甚至关乎系统的寿命。

  目前工业用电池主要有三类:锂亚电池、锂锰电池及锂氟电池。三种电池的特性比较如表1所示。从表中可以看出,锂亚电池放电电压平稳,自放电极低,高温和低温特性都好,能量体积比最高,瞬间放电脉冲比小,价格适中,满足TPMS设计需要。

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