基于传感器的轮胎压力监测系统可以警告潜在的问题,但这不仅仅是一个压力测量系统。
一旦决定使用直接测量技术,IC供应商开发所需的组件和同样重要的封装。
TMPS需要大量的模拟、数字和射频电路,用于传感器端发射器和车身接收器(图1而且图2).
在这个来自NXP的特殊实现(型号FXTH87E)中,轮胎内部的315/434 MHz射频发射器包括一个射频模块(RFM),带有晶体振荡器、压控振荡器(VCO)、分形n锁相环(PLL)和射频输出放大器(PA)天线。它还包含一个小型状态机控制器、随机时间生成器和硬件数据缓冲区,用于自动输出或直接从MCU控制。每个轮胎内部都安装了电容式压力传感器、加速度计(提供数据以补偿离心力和其他力)、a /D转换器、微处理器、射频链路和硬币电池,
该TPMS的典型功耗为5ma,在434 MHz下输出5 dBm (dBmW),在休眠模式下只有180 nA,当然,这对长电池寿命至关重要。TPMS设计为大约每20分钟“唤醒”一次,报告所测压力(设计者可以修改间隔时间);为了防止轮胎之间发生无线报告数据“碰撞”,这种传输会重复几次。
由于恶劣的工作环境条件,整个装置被装成一个单一的固体模块,成为轮胎气门阀杆总成的一部分(图3).
每个轮胎(通常也包括备胎)都配备了TPMS传感器/发射机功能,通过315 MHz或433 MHz链路(取决于TPMS供应商)定期直接测量和报告其压力到车内的接收器单元。反过来,汽车会判断压力是否处于低于标称值25%或更多的危险区域;如果出现问题,驱动程序将通过控制台指示发出信号。
本文的最后一部分将讨论与TPMS设计相关的一些问题和挑战。
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参考文献
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