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大量數(shù)據(jù)表明，對輪胎正確充氣會大大降低爆胎的可能性。為了解決這個問題，輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)(TPMS)的研究開始受到重視。直接TPMS 是在每個輪胎內(nèi)使用壓力傳感器，并安裝無線發(fā)射器，將壓力信息從輪胎內(nèi)部發(fā)送到中央接收器模塊上的系統(tǒng)。使用直接系統(tǒng)，可以隨時測定每個輪胎內(nèi)部的實(shí)際瞬壓，很容易確定故障輪胎。
目前直接輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)包括4個或5個(取決于備胎是否裝備傳感器)輪胎模塊和一 個中央接收器模塊。輪胎模塊由壓力傳感器、溫度傳感器、控制模塊(如ASIC或MCU)、發(fā)射器、天線以及電池組成。也可以包括更多的外部系統(tǒng)，如啟動發(fā)射的低頻(LF)探測器、慣性開關(guān)或無內(nèi)置電池的電源等裝置。
一個簡單的接收器模塊由一根中央天線、一個接收器IC和一個與車輛其他部分相連接的接口組成。通用接口包括控制器局域網(wǎng)絡(luò)(CAN)接口，該接口通常裝備在車輛的車身控制器內(nèi)。數(shù)據(jù)由車身控制器處理，當(dāng)輪胎壓力低時，它可以用來向司機(jī)提出警告。
為了促進(jìn)快速的產(chǎn)品開發(fā)，在此介紹一款直接TPMS系統(tǒng)，這套系統(tǒng)的中心部件是摩托羅拉MEMS壓力傳感器，它可以承受輪胎內(nèi)的惡劣環(huán)境。
輪胎模塊之硬件
傳感器(Motorola器件號MPXY8020A) 是電容型MEMS壓力傳感器，專用于滿足TPMS在溫度和媒介兼容方面的要求。它是一個單體壓力和溫度傳感器，并具備電源管理和數(shù)字輸出功能。套件內(nèi)的媒介保護(hù)過濾器可以使其硅片免受環(huán)境影響。該系統(tǒng)有4種操作模式：待機(jī)模式(耗電600mA)、測定氣壓模式、測定溫度模式和輸出數(shù)據(jù)讀取模式。該設(shè)備要求控制器至少提供5個引腳：2個引腳用于控制其操作模式， 2個引腳用于數(shù)據(jù)串行交換，另外1個引腳用于接收數(shù)據(jù)。 8020型還具有復(fù)位針，該針作為一個輸出端子，大約每小時向控制器發(fā)送復(fù)位信號，以保證單片機(jī)的損壞并不意味著需要更換輪胎模塊。
控制器(Motorola器件號MC68HC908RF2)是在一個32針QFP封裝中結(jié)合8位Fla sh單片機(jī)和UHF發(fā)射器的器件。單片機(jī)連接傳感器，定期檢查氣壓和溫度數(shù)據(jù)。它還連接與其在一起的發(fā)射器，并根據(jù)所使用晶振的不同，用315MHz或434MHz的頻率發(fā)送數(shù)據(jù)。
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