李紅梅

(四川科技職業(yè)學(xué)院，成都610000)

汽車在快速行駛時，最擔(dān)心和最難預(yù)防的便是輪胎出問題，這是突發(fā)性交通事故發(fā)生的主要原因之一。統(tǒng)計(jì)相關(guān)資料數(shù)據(jù)表明，輪胎問題所引起的交通事故占高速公路上發(fā)生的交通事故的70%～80%，其中有一半都是爆胎引起的事故，怎樣來防止輪胎出問題現(xiàn)已經(jīng)成為安全駕駛的一個重要課題。

1 系統(tǒng)方案

本次設(shè)計(jì)基于摩托羅拉公司的MPXY8020A推出的汽車輪胎氣壓監(jiān)測傳感器和德州儀器的CC2430。MPXY8020在內(nèi)部集成了氣壓傳感器、溫度傳感器和數(shù)字接口電路，有8個引腳貼片的封裝。德州儀器的CC2430具有8051內(nèi)核和RF射頻收發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)了汽車胎壓系統(tǒng)時時檢測高速行駛汽車的胎壓，并且時時的記錄5 min的胎壓相關(guān)信息，為安全行車及行車管理提供可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)。系統(tǒng)工作原理如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)工作原理圖

2 CC2430和MPXY8020A芯片簡介

CC2430是一個實(shí)際意義上的芯片上系統(tǒng)CMOS解決方案。CC2430所提供的解決方案是在免費(fèi)2.4 G頻段并且能夠?qū)崿F(xiàn)自由組網(wǎng)、低價格、低耗電的高性能芯片。CC2430內(nèi)部自帶一個8051內(nèi)核和2.4 GHz的射頻收發(fā)，本芯片的設(shè)計(jì)內(nèi)部有8 Kbyte的RAM和非常豐富的外設(shè)，有32 kByte，64 kByte和128 kByte三種不同的版本及高性能和低功耗的8051微控制器核。本芯片有優(yōu)良的無線接收靈敏度和強(qiáng)大的抗干擾性。在低功耗式時僅900 nA的電流流耗，有外部的中斷或定時喚醒系統(tǒng)。在待機(jī)模式時只有600 nA的電流消耗。CC2430具有CSMA/CA功能，擁有非常寬裕的電壓工作范圍(2.0～3.6 V)，具有數(shù)字化信號強(qiáng)度的寄存器和DMA功能，里面自動的帶有1.25 V基準(zhǔn)源和溫度傳感器，有8路14位模數(shù)轉(zhuǎn)換。有安全協(xié)處理器AES，有2個強(qiáng)大的串口和符合IEEE 802.15.4 規(guī)范的 MAC。

MPXY8020A是非常適合于汽車輪胎壓力檢測系統(tǒng)的傳感器。本芯片內(nèi)部集成了壓力傳感器以及溫度傳感器、SPI串行數(shù)據(jù)接口、模擬值比較電路、自動喚醒電路等。MPXY8020A的壓力檢測范圍0～637 kPa，溫度檢測范圍是－40℃～125℃。且采用MPXY8020A逐次逼近的結(jié)果，測量結(jié)果很精確。

3 胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)的胎壓檢測系統(tǒng)主要分為兩部分，一部分是采集端的硬件設(shè)計(jì)，另外一部分是終端處理部分的設(shè)計(jì)。

采集端主要是由CC2430和MPXY8020A兩塊芯片構(gòu)成，主要負(fù)責(zé)輪胎的壓力、溫度的信息的采集，并且將采集的數(shù)據(jù)時時的發(fā)送給數(shù)據(jù)處理終端。

終端數(shù)據(jù)處理部分主要是接收采集端的數(shù)據(jù)，并且將采集端的數(shù)據(jù)匯總且分析出輪胎的工作狀態(tài)，同時將數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)保存至存儲芯片，如果存在異常，則顯示報警，然后語音報警系統(tǒng)啟動，提醒駕駛員做好相應(yīng)的預(yù)防措施。本系統(tǒng)上集成了GPRS模塊，用戶無論何時何地都能知道自己的汽車輪胎的安全狀態(tài)，同時也能隨時知道汽車的安全狀態(tài)，也可以進(jìn)行定位，保證了汽車的安全。

4 總結(jié)

本次設(shè)計(jì)的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)可以時時監(jiān)測輪胎的壓力和溫度。還可以對檢測的結(jié)果進(jìn)行實(shí)時的顯示，一旦輪胎出現(xiàn)異常，便會馬上提醒司機(jī)注意并且及時采取措施。所以說本設(shè)計(jì)既可以延長輪胎的使用壽命也可以減少因輪胎壓力和溫度而引起的交通事故。

本研究所做的主要工作有:

A.從各個方面分析了輪胎爆胎的原因，壓力和溫度是衡量輪胎的重要參數(shù)，表明輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)非常重要。

B.本次設(shè)計(jì)從汽車輪胎壓力和溫度的監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行總體分析，較傳統(tǒng)的解決方案有很大的創(chuàng)新。

C.根據(jù)系統(tǒng)的需求，本次設(shè)計(jì)完成了符合要求PCB設(shè)計(jì)、電路板焊接、程序的編寫，整體測試通過。

本研究的不足之處:

由于本次設(shè)計(jì)只是經(jīng)過常規(guī)的測試，沒有進(jìn)入恒溫箱，防水的測試，以后試用的環(huán)境可能會受限;由于產(chǎn)品的開發(fā)是要進(jìn)行長期測試，而本次測試的時間只有一個月，系統(tǒng)的穩(wěn)定性也存在隱患。