胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的低功耗設(shè)計.pdf

1、在高速公路上不斷高發(fā)的汽車事故中，因為突發(fā)爆胎而引起的交通事故占很大一部分，而造成爆胎的主要原因是胎內(nèi)氣壓不足或過高以及胎內(nèi)溫度過高。由于汽車電子技術(shù)的迅速發(fā)展，胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（Tire Pressure Monitoring System，簡稱TPMS）應運而生。它能夠監(jiān)測胎內(nèi)壓力、溫度以及汽車加速度等參數(shù)，當胎內(nèi)出現(xiàn)壓力、溫度等異常情況下，會及時報警告知駕駛員，從而保障行車安全。目前TPMS主要有直接式TPMS和間接式TPMS，而直接

2、式TPMS在市場中處于主流地位。由于直接式TPMS的胎壓傳感器模塊是由電池供電，而且在出廠后不能更換電池，因此電池壽命決定了傳感器的工作壽命。為此，降低傳感器功耗已經(jīng)成為非常重要的研究課題。為了降低胎壓傳感器的功耗，本文從硬件和軟件兩個方面著手，硬件方面，選取低功耗胎壓傳感器芯片飛思卡爾的MPXY8300芯片，軟件方面，設(shè)計一種射頻(RF)發(fā)送策略算法。最后通過系統(tǒng)測試及功耗建模并計算，結(jié)果表明傳感器壽命可以達到10年左右。
　　

3、本文主要完成了如下四個方面的工作:
　　一、分析了直接式TPMS的工作原理以及系統(tǒng)功耗。首先介紹了直接式TPMS的系統(tǒng)組成，它包括兩大部分即胎壓傳感器模塊和中央接收處理機模塊。以及分析了它的工作原理及關(guān)鍵技術(shù)，如直接式TPMS無線傳輸鏈路、信源編碼方式、射頻調(diào)制方式、胎壓傳感器模塊的安裝方式。根據(jù)系統(tǒng)組成及功耗數(shù)據(jù)的分析，系統(tǒng)功耗主要消耗于參數(shù)測量以及RF發(fā)射。
　　二、硬件方面，通過研究目前三大主流的胎壓芯片，最終選取飛思

4、卡爾的MPXY8300芯片。在分析了該芯片的RF發(fā)射、低頻接收器、定時器喚醒等功能模塊的基礎(chǔ)上，設(shè)計出了外圍器件少、功耗低的胎壓傳感器模塊的電路，為軟件實現(xiàn)低功耗打下基礎(chǔ)。
　　三、軟件方面，設(shè)計了一種RF發(fā)送策略算法。在保證系統(tǒng)安全可靠的前提下，該算法能靈活的控制測量和RF發(fā)射頻度，減少了這兩大主要功耗消耗源，進而有效的降低了系統(tǒng)總功耗。并用C程序代碼實現(xiàn)了該算法。
　　四、系統(tǒng)測試及傳感器工作壽命計算。利用動平衡機（模擬