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　　近幾年，隨著人們的消費(fèi)水平的日益提高，汽車消費(fèi)市場(chǎng)的日益火爆，汽車的安全性能更加地被消費(fèi)者所關(guān)注。在汽車高速行駛過(guò)程中，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)生的重要原因之一。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在中國(guó)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(guó)這一比例更是高達(dá)80%?；诖耍绹?guó)運(yùn)輸部（DOT）國(guó)家公路交通安全管理委員會(huì)（NHTSA）出臺(tái)了法規(guī)。該法規(guī)規(guī)定：2003年11月到2006年10月31日期間美國(guó)新出廠的輕型汽車將逐步引入輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)（TyrePressureMonitoringSystem，TPMS）。鑒于如此大的市場(chǎng)潛力，國(guó)內(nèi)外許多汽車公司紛紛開始投入TPMS的研制。

　　1 TPMS硬件系統(tǒng)構(gòu)成

　　輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分為直接系統(tǒng)和間接系統(tǒng)。間接系統(tǒng)是通過(guò)ABS確定輪胎壓力變化的系統(tǒng)。ABS通過(guò)車速傳感器確定輪胎故障，從而決定是否啟動(dòng)防抱死系統(tǒng)。目前這類系統(tǒng)的準(zhǔn)確率沒(méi)有直接系統(tǒng)高，故障輪胎的確定也很困難，而且系統(tǒng)校準(zhǔn)極其復(fù)雜。此外，在某些情況下此類系統(tǒng)會(huì)無(wú)法正常工作，例如同一車軸的兩個(gè)輪胎氣壓都低時(shí)。直接系統(tǒng)一般由輪胎監(jiān)測(cè)模塊和主機(jī)接收顯示模塊構(gòu)成。通過(guò)在每一個(gè)輪胎上都安裝一個(gè)輪胎監(jiān)測(cè)模塊，來(lái)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車行駛狀態(tài)下各個(gè)輪胎的狀況，從而使安裝在駕駛臺(tái)的主機(jī)接收顯示模塊能實(shí)時(shí)顯示各輪胎氣壓、溫度等。在輪胎出現(xiàn)漏氣、低氣壓及高溫等異常情況時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。這樣駕駛者可以直觀地了解各個(gè)輪胎狀況，以保障行車安全。

　　1.1 輪胎監(jiān)測(cè)模塊

　　輪胎監(jiān)測(cè)模塊嵌入到輪胎里面，主要用來(lái)監(jiān)測(cè)輪胎內(nèi)部氣壓和溫度狀況，并通過(guò)無(wú)線調(diào)制方式發(fā)送到主機(jī)顯示模塊，故輪胎監(jiān)測(cè)模塊主要應(yīng)包含傳感器、微控制器、UHF發(fā)射器以及供電電池。整個(gè)模塊放置在輪胎里面，在汽車高速行駛時(shí)且輪胎內(nèi)部產(chǎn)生高溫情況下要能正常運(yùn)行，并且能保證有效工作5～10年，故而模塊的小型化、寬工作溫度范圍以及低功耗設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。

　　1.1.1 NPX-C10746簡(jiǎn)介

　　NPX-C10746是GENovaSensor公司最新推出的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)專用芯片，它是由一塊帶有大量外圍器件的Philip8bitRISC內(nèi)核組成的高集成度芯片。片內(nèi)集成有壓力傳感器、溫度傳感器、電壓傳感器、低噪聲放大器和12位A/D轉(zhuǎn)換器;內(nèi)置的RC振蕩器提供系統(tǒng)時(shí)鐘，無(wú)需外接晶體振蕩器;SOIC14L封裝，工作溫度達(dá)汽車工業(yè)級(jí)（-40～+125℃）。

　　1.1.2 監(jiān)測(cè)模塊硬件構(gòu)成

　　輪胎監(jiān)測(cè)模塊硬件結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。UHF發(fā)射芯片采用Atmel公司的ATA5757，該芯片集成度高、低功耗模式下電流《1μA、MSOP-10封裝（3mm×5mm），能很好滿足監(jiān)測(cè)模塊低功耗、小型化設(shè)計(jì)要求;工作電壓范圍為2V～3.6V，當(dāng)監(jiān)測(cè)模塊使用單塊扣式電池供電時(shí)，可不加電源管理芯片，從而進(jìn)一步降低系統(tǒng)功耗，延長(zhǎng)工作時(shí)間。監(jiān)測(cè)模塊采用Tadiran公司的TLH-2450長(zhǎng)效鋰亞硫酰氯扣式電池供電，該電池額定工作溫度在-40℃～+125℃之間，并具有外形尺寸小、能量密度大、自放電極低的特點(diǎn)。此外，供電電池串聯(lián)一個(gè)加速度開關(guān)（即圖1中的開關(guān)），用于控制監(jiān)測(cè)模塊電源。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速超過(guò)2圈/秒時(shí)，加速度開關(guān)導(dǎo)通，監(jiān)測(cè)模塊開始工作。

　　1.2 主機(jī)接收顯示模塊

　　主機(jī)接收顯示模塊安裝在汽車駕駛臺(tái)，通過(guò)改變指示燈顏色和數(shù)碼顯示告知駕駛員車輛各輪胎當(dāng)前的壓力、溫度及供電電壓狀況是否異常等。

　　主機(jī)接收顯示模塊硬件結(jié)構(gòu)圖如圖2所示，由接收天線、UHF接收器MC33594、微控制器P89LPC930等器件組成。

　　MC33594器件是摩托羅拉公司生產(chǎn)的高度集成的UHF接收器，它能夠接收并解調(diào)OOK或FSK調(diào)制的Manchester編碼數(shù)據(jù)，同時(shí)通過(guò)一條串行外圍接口（SPI）總線將其發(fā)送出去。通信中采用FSK調(diào)制方式時(shí)，MC33594支持?jǐn)?shù)據(jù)管理器，可以去掉數(shù)據(jù)幀中的同步碼、前導(dǎo)碼和結(jié)束符（EOM）等字節(jié)，這樣控制它的軟件就可以大大簡(jiǎn)化。P89LPC930是Philip公司的一款微控制器，適合于許多要求高集成度和低成本的場(chǎng)合，可以滿足多方面的性能要求。P89LPC930采用高性能的處理器結(jié)構(gòu)，指令執(zhí)行速度六倍于標(biāo)準(zhǔn)80C51器件，且?guī)в蠸PI總線接口，可方便地與MC33594進(jìn)行通信。

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