梁　濤，楊偉達(dá)，楊玉坤，王　睿（河北工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，天津300130）

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多無(wú)線傳感模式的TPMS設(shè)計(jì)*

梁濤*，楊偉達(dá)，楊玉坤，王睿
（河北工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，天津300130）

摘要：據(jù)統(tǒng)計(jì)，輪胎氣壓異常是導(dǎo)致汽車發(fā)生交通事故的主要因素，而事實(shí)已經(jīng)證明輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)TPMS（Tire Pres?sure Monitoring System），能有效的監(jiān)測(cè)輪胎的實(shí)時(shí)氣壓狀況，并在輪胎氣壓出現(xiàn)異常時(shí)對(duì)駕駛者做出預(yù)警，以保障行車安全。然而，目前市場(chǎng)上應(yīng)用的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)需要接入汽車的總線網(wǎng)絡(luò)并通過(guò)汽車儀表盤來(lái)完成胎溫胎壓數(shù)據(jù)的顯示，這樣就造成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)的更新延遲，而不能保證駕駛?cè)藛T有足夠充裕的時(shí)間來(lái)應(yīng)對(duì)輪胎氣壓出現(xiàn)的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，介紹設(shè)計(jì)的一種不依附于汽車總線網(wǎng)絡(luò)和儀表盤的多無(wú)線傳感模式的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，主要包括總體方案、硬件設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、預(yù)測(cè)控制算法、測(cè)試結(jié)果。經(jīng)試驗(yàn)和測(cè)試表明：此輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)能快速高效的監(jiān)測(cè)輪胎的實(shí)時(shí)氣壓和溫度，并降低了輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的造價(jià)成本，有很強(qiáng)的實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：TPMS；胎壓監(jiān)測(cè)傳感器；ID學(xué)習(xí)機(jī)；數(shù)據(jù)接收終端

項(xiàng)目來(lái)源：河北省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目（14214902D）

輪胎爆胎由于其突發(fā)性和不可預(yù)測(cè)性，成為了導(dǎo)致行駛中的汽車發(fā)生交通事故的首要因素。保持標(biāo)準(zhǔn)的輪胎氣壓以及及時(shí)發(fā)現(xiàn)輪胎氣壓出現(xiàn)的異常狀況是防止爆胎的關(guān)鍵。輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)TPMS（Tire Pressure Monitoring System），是一種利用安裝在汽車輪轂上的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器實(shí)時(shí)采集汽車輪胎的壓力、溫度、加速度等信息，并將胎溫胎壓數(shù)據(jù)信息利用無(wú)線傳輸技術(shù)傳送到數(shù)據(jù)接收終端上實(shí)時(shí)顯示，且在輪胎出現(xiàn)異常時(shí)對(duì)駕駛者進(jìn)行預(yù)警的汽車主動(dòng)安全系統(tǒng)［1-5］。

針對(duì)目前市場(chǎng)上應(yīng)用的TPMS的不足，設(shè)計(jì)了一種多無(wú)線傳感模式的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)硬件的設(shè)計(jì)以及多種無(wú)線通信協(xié)議的規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)了一套高效的TPMS應(yīng)用方案。

1　總體設(shè)計(jì)方案

此TPMS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示，主要包括安裝在汽車輪轂上的內(nèi)置式胎壓監(jiān)測(cè)傳感器、ID學(xué)習(xí)機(jī)和數(shù)據(jù)接收終端。

圖1　總體設(shè)計(jì)

安裝在輪胎輪轂上的內(nèi)置式胎壓監(jiān)測(cè)傳感器主要負(fù)責(zé)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)汽車輪胎內(nèi)的溫度和壓力，并將監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù)信號(hào)以無(wú)線方式傳輸給數(shù)據(jù)接收終端處理，數(shù)據(jù)接收終端將處理過(guò)的胎溫胎壓數(shù)據(jù)通過(guò)LCD顯示屏直接顯示在駕駛?cè)藛T面前。而ID學(xué)習(xí)機(jī)作為獨(dú)立于汽車的輔助設(shè)備，主要負(fù)責(zé)以無(wú)線方式來(lái)讀取安裝在汽車各個(gè)輪轂上的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器ID號(hào)（胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的唯一身份標(biāo)識(shí)），并將各個(gè)胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的ID號(hào)以及相關(guān)的位置信息，以無(wú)線方式傳輸給數(shù)據(jù)接收終端，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收終端對(duì)各個(gè)位置的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的識(shí)別與定位［6-9］。

2　系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1胎壓監(jiān)測(cè)傳感器硬件設(shè)計(jì)

由于胎壓監(jiān)測(cè)傳感器處于強(qiáng)壓力、強(qiáng)濕度、強(qiáng)電磁干擾、強(qiáng)震動(dòng)的工作環(huán)境下，故設(shè)計(jì)的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器采用固化整體設(shè)計(jì)，通過(guò)塑料外殼對(duì)電路板進(jìn)行密封，并在塑料外殼與電路板之間填充硅膠，成型的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器僅通過(guò)露出塑料外殼的氣門嘴來(lái)發(fā)射無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)。胎壓監(jiān)測(cè)傳感器硬件框圖如圖2所示。設(shè)計(jì)的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器以集成了加速度傳感器、溫度傳感器、壓力傳感器、電池電壓檢測(cè)模塊、MCU、內(nèi)部時(shí)鐘和數(shù)模轉(zhuǎn)換器于一體的SP30傳感器為核心，主要用來(lái)感應(yīng)輪胎內(nèi)的實(shí)時(shí)壓力和溫度信息，并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)后進(jìn)行數(shù)字化處理；SP30傳感器將處理后的數(shù)據(jù)信號(hào)經(jīng)FSK方式調(diào)制后通過(guò)氣門嘴天線發(fā)射出來(lái)，其發(fā)射出來(lái)的信號(hào)中心頻率為434 MHz。胎壓監(jiān)測(cè)傳感器也能通過(guò)低頻天線來(lái)感應(yīng)ID學(xué)習(xí)機(jī)發(fā)出的125 kHz無(wú)線喚醒信號(hào)，信號(hào)經(jīng)濾波電路的濾波和數(shù)模轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號(hào)由SP30的MCU來(lái)處理，MCU判別數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)確性，并做出應(yīng)答。電池采用3 V紐扣電池，為SP30傳感器提供所需電能。

圖2　胎壓監(jiān)測(cè)傳感器結(jié)構(gòu)框圖

2.2數(shù)據(jù)接收終端硬件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)接收終端主要包括無(wú)線信號(hào)天線、信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊、MCU、電源模塊、濾波電路，如圖3所示。數(shù)據(jù)接收終端主要用來(lái)接收、處理胎壓監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)來(lái)的無(wú)線監(jiān)測(cè)信號(hào)以及ID學(xué)習(xí)機(jī)發(fā)來(lái)的無(wú)線定位信號(hào)；將胎壓監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)來(lái)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)信息通過(guò)LCD顯示屏顯示給駕駛?cè)藛T，且通過(guò)已存儲(chǔ)的ID與相關(guān)的位置信息來(lái)判別接收到的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)來(lái)的無(wú)線信號(hào)的位置歸屬，所以TPMS系統(tǒng)進(jìn)行胎壓監(jiān)測(cè)前需要用ID學(xué)習(xí)機(jī)將胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的ID號(hào)和相關(guān)的位置信息以無(wú)線方式寫(xiě)入到數(shù)據(jù)接收終端中存儲(chǔ)。

圖3　數(shù)據(jù)接收終端結(jié)構(gòu)框圖

無(wú)線信號(hào)接收天線接收胎壓監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)出的無(wú)線監(jiān)測(cè)信號(hào)或者ID學(xué)習(xí)機(jī)發(fā)出的無(wú)線定位信號(hào)；無(wú)線信號(hào)經(jīng)過(guò)濾波電路的濾波后傳輸?shù)揭訡C1101芯片為核心的信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊，CC1101芯片能將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)據(jù)信號(hào)，并通過(guò)SPI通訊方式將轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)信號(hào)傳送給MCU（MK60DN512ZVLL10嵌入式微控制器）處理。MCU將接收到的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)來(lái)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)與已存儲(chǔ)的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器ID號(hào)和相關(guān)的位置信息對(duì)比，并在LCD顯示屏上對(duì)應(yīng)位置處顯示輪胎的實(shí)時(shí)氣壓和溫度。電源模塊采用并聯(lián)的6節(jié)1.5 V電池組成的電池組以及AS1358-BTTT-33升壓芯片，AS1358-BTTT-33升壓芯片將1.5 V電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V電壓為MCU和信號(hào)轉(zhuǎn)換模塊供電。

2.3ID學(xué)習(xí)機(jī)硬件設(shè)計(jì)

ID學(xué)習(xí)機(jī)為TPMS輔助設(shè)備，主要用于完成數(shù)據(jù)接收終端與已安裝在不同輪胎內(nèi)的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器之間的定位工作。

ID學(xué)習(xí)機(jī)主要包括無(wú)線信號(hào)天線、喚醒信號(hào)發(fā)射模塊、無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊、MCU、電源模塊，如圖4所示。

圖4　ID學(xué)習(xí)機(jī)結(jié)構(gòu)框圖

MCU產(chǎn)生喚醒胎壓監(jiān)測(cè)傳感器所需的125KHzPWM波，經(jīng)喚醒信號(hào)發(fā)射模塊中的TC4425芯片的放大后通過(guò)LC震蕩模塊調(diào)制并發(fā)射以正弦波為載波的信號(hào)波，來(lái)喚醒胎壓監(jiān)測(cè)傳感器得到胎壓監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)回的無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)。胎壓監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)出的無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)由ID學(xué)習(xí)機(jī)的無(wú)線信號(hào)接收天線接收，經(jīng)以CC1101芯片為核心的無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊中的CC1101芯片轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，并以SPI通訊方式傳送給MCU（MK60DN512ZVLL10嵌入式微控制器）處理，存儲(chǔ)。當(dāng)汽車上所有的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的ID和位置信息存儲(chǔ)完畢后，MCU將處理過(guò)的ID以及相關(guān)的位置信息按照一定的數(shù)據(jù)格式，以SPI通訊方式傳輸給CC1101芯片，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后通過(guò)無(wú)線信號(hào)天線發(fā)射出去。電源模塊為并聯(lián)的6 節(jié)1.5 V電池組成的電池組以及AS1358-BTTT-33升壓芯片，AS1358-BTTT-33升壓芯片將1.5 V電壓轉(zhuǎn)換為3.3 V電壓為MCU和無(wú)線信號(hào)收發(fā)模塊供電。

3　系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

為了保障通信的可靠，建立了主從結(jié)構(gòu)的通信模式。其中，以數(shù)據(jù)接收終端為通信系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)，以ID學(xué)習(xí)機(jī)和胎壓監(jiān)測(cè)傳感器為通信系統(tǒng)的從節(jié)點(diǎn)。該系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)主要包括胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的軟件設(shè)計(jì)、ID學(xué)習(xí)機(jī)的軟件設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)接收終端的軟件設(shè)計(jì)。系統(tǒng)的信源編碼采用占空比為1∶1，且具有良好的抗干擾性能和自同步能力的曼徹斯特編碼，如圖5所示。

圖5　曼徹斯特編碼方式

3.1胎壓監(jiān)測(cè)傳感器軟件設(shè)計(jì)

由于SP30傳感器內(nèi)部集成有加速度傳感器，故可以通過(guò)判斷汽車的啟動(dòng)、運(yùn)行、停止?fàn)顟B(tài)來(lái)控制胎壓監(jiān)測(cè)傳感器所處的狀態(tài)，以降低功耗。其胎壓監(jiān)測(cè)過(guò)程中的軟件流程圖如圖6所示。

圖6　胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的軟件流程圖

在胎壓監(jiān)測(cè)過(guò)程中或者在接收到ID學(xué)習(xí)機(jī)發(fā)來(lái)的正確無(wú)線喚醒信號(hào)后，胎壓監(jiān)測(cè)傳感器均發(fā)送如表1所示的無(wú)線數(shù)據(jù)幀信號(hào)。其中，2個(gè)字節(jié)的前導(dǎo)碼由SP30自動(dòng)生成，1個(gè)字節(jié)的標(biāo)識(shí)碼用來(lái)標(biāo)識(shí)此無(wú)線數(shù)據(jù)幀信號(hào)來(lái)自胎壓監(jiān)測(cè)傳感器；4個(gè)字節(jié)的ID號(hào)表示胎壓傳感器的身份信息；1個(gè)壓力字節(jié)表示輪胎的實(shí)時(shí)壓力；1個(gè)溫度字節(jié)表示輪胎的實(shí)時(shí)溫度；1個(gè)校驗(yàn)和字節(jié)；校驗(yàn)和字節(jié)為從標(biāo)識(shí)碼到溫度字節(jié)經(jīng)過(guò)X8+X5+X4+1得到的CRC校驗(yàn)碼，用于判別數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

表1　SP30傳感器發(fā)出的無(wú)線數(shù)據(jù)幀信號(hào)格式

3.2數(shù)據(jù)接收終端軟件設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)接收終端作為整個(gè)通信系統(tǒng)的主節(jié)點(diǎn)需要預(yù)存ID學(xué)習(xí)機(jī)發(fā)來(lái)的各個(gè)胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的ID和對(duì)應(yīng)的位置信息。在實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)過(guò)程中的數(shù)據(jù)接收終端的軟件流程圖如圖7所示，數(shù)據(jù)接收終端實(shí)時(shí)接收各個(gè)胎壓監(jiān)測(cè)傳感器發(fā)來(lái)的胎溫胎壓監(jiān)測(cè)信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析和處理后通過(guò)LCD顯示屏顯示出來(lái)。

圖7　數(shù)據(jù)接收終端的軟件流程圖

安裝胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的汽車在出廠前或者在汽車4S店進(jìn)行胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的重定位時(shí)，都需要ID學(xué)習(xí)機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)接收終端對(duì)各個(gè)位置的胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的識(shí)別與定位，并將相關(guān)信息寫(xiě)入數(shù)據(jù)接收終端中存儲(chǔ)。

ID學(xué)習(xí)機(jī)的軟件流程圖如圖8所示，其發(fā)射的喚醒胎壓監(jiān)測(cè)傳感器的125 kHz無(wú)線喚醒信號(hào)的信號(hào)幀格式如表2所示，經(jīng)過(guò)胎壓監(jiān)測(cè)傳感器對(duì)無(wú)線喚醒信號(hào)的前導(dǎo)碼和同步頭的校準(zhǔn)，以及對(duì)喚醒ID和數(shù)據(jù)的驗(yàn)證來(lái)確定是否返回對(duì)應(yīng)的無(wú)線數(shù)據(jù)幀應(yīng)答信號(hào)。ID學(xué)習(xí)機(jī)將數(shù)據(jù)寫(xiě)入到數(shù)據(jù)接收終端的無(wú)線數(shù)據(jù)幀信號(hào)格式如表3所示，其中起始位和結(jié)束位做為數(shù)據(jù)幀傳輸開(kāi)始和結(jié)束的標(biāo)識(shí)，標(biāo)識(shí)碼用來(lái)標(biāo)識(shí)此無(wú)線數(shù)據(jù)幀信號(hào)來(lái)自ID學(xué)習(xí)機(jī)；ID1、ID2、ID3、ID4，分別表示汽車的左前輪、右前輪、左后輪、右后輪的ID號(hào)。

表2　無(wú)線喚醒信號(hào)幀格式

表3　無(wú)線數(shù)據(jù)幀信號(hào)寫(xiě)入格式

4　預(yù)測(cè)控制算法設(shè)計(jì)

為了充分保障車輛行駛的安全性，系統(tǒng)采用了一種預(yù)測(cè)控制算法，針對(duì)輪胎氣壓的快速變化做出反應(yīng)，并依據(jù)輪胎氣壓數(shù)據(jù)變化趨勢(shì)，預(yù)測(cè)對(duì)汽車產(chǎn)生的影響，當(dāng)輪胎氣壓出現(xiàn)異常及有相應(yīng)趨勢(shì)時(shí)為駕駛?cè)藛T提供預(yù)警［10-13］。

設(shè)計(jì)的輪胎胎溫胎壓數(shù)據(jù)更新時(shí)間為1 s，而每采集10次胎溫胎壓數(shù)據(jù)即t=10 s時(shí)，則計(jì)算一次輪胎氣壓的平均值和變化速率以及趨勢(shì)：

P1=p1+p2+……+p9+p10；ΔP1=P1/t；

P2=p11+p12+……+p19+p20；ΔP2=P2/t；

ΔP1*=（ΔP2-ΔP1）/t；

P3=p21+p22+……+p29+p30；ΔP3=P3/t；

該系統(tǒng)體積小，重量輕，成本低廉可應(yīng)用于未來(lái)的光伏發(fā)電系統(tǒng)，只需依據(jù)光伏組件的實(shí)際數(shù)量做出具體調(diào)整即可.并且證明該系統(tǒng)使用的傳感器測(cè)量的電流、電壓信號(hào)的精度高、可靠性好.因?yàn)樵搨鞲衅餮訒r(shí)短可以即時(shí)發(fā)現(xiàn)光伏發(fā)電系統(tǒng)的故障節(jié)點(diǎn)，更加方便工作人員及時(shí)對(duì)光伏陣列進(jìn)行維護(hù)與檢修，進(jìn)而在保證生產(chǎn)成本的基礎(chǔ)上提高了光伏發(fā)電效率.

ΔP2*=（ΔP3-ΔP2）/t；

…；

Pn=p［10*（n-1）+1］+p［10*（n-1）+2］+…+p［10* （n-1）+9］+p［10*（n-1）+10］；ΔPn=Pn/t；

ΔP（n-1）*=［ΔPn-ΔP（n-1）］/t；

其中pn（n>0）表示第n次監(jiān)測(cè)的輪胎實(shí)時(shí)壓力；

①當(dāng)pn（n>0）高于輪胎氣壓安全范圍上限時(shí)，或者pn（n>0）低于輪胎氣壓安全范圍下限時(shí)，數(shù)據(jù)接收終端均做出相應(yīng)的報(bào)警。

②依據(jù)ΔPn（n>0）以及ΔP（n）*（n>1）的來(lái)判別輪胎氣壓升高或者降低的狀態(tài)，分析出輪胎是否漏氣，并根據(jù)所處的狀態(tài)做出報(bào)警。

③依據(jù)ΔPn（n>0）以及ΔP（n）*（n>1），可以對(duì)輪胎氣壓走勢(shì)做出預(yù)測(cè)，在輪胎氣壓出現(xiàn)異常前對(duì)駕駛?cè)藛T做出警告提示。當(dāng)ΔPn（n>0）接近安全范圍的上限時(shí)，且ΔP（n）*（n>1）>0，則表明輪胎氣壓將要到達(dá)安全范圍上限，需要給駕駛?cè)藛T提供相應(yīng)警告；當(dāng)ΔPn（n>0）接近安全范圍的下限時(shí)，且ΔP（n）*（n>1）<0，則表明輪胎氣壓將要到達(dá)安全范圍下限，需要給駕駛?cè)藛T提供相應(yīng)警告。

圖8　ID學(xué)習(xí)機(jī)的軟件流程圖

5　測(cè)試結(jié)果

①依靠國(guó)內(nèi)某大型汽車生產(chǎn)商提供的測(cè)試環(huán)境，選擇城市普通的平直公路，分別在不同測(cè)試環(huán)境下，進(jìn)行大量驗(yàn)證測(cè)試，得到如表4所示的測(cè)試結(jié)果。

表4　測(cè)試結(jié)果

由于此系統(tǒng)工作在強(qiáng)電磁干擾的環(huán)境下，故系統(tǒng)應(yīng)用的各種無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)都容易受到外部信號(hào)的干擾而發(fā)生失真，因此很難保證無(wú)線數(shù)據(jù)信號(hào)100%可靠的傳輸。而測(cè)試結(jié)果顯示，此系統(tǒng)在不同的溫度、濕度環(huán)境下對(duì)各種無(wú)線信號(hào)的傳輸均能得到95%及以上的可靠度，說(shuō)明系統(tǒng)具備較強(qiáng)的抗干擾能力，達(dá)到市場(chǎng)應(yīng)用所需的標(biāo)準(zhǔn)。而且由于系統(tǒng)不依附于汽車總線和儀表，而是直接將接收到的胎溫胎壓數(shù)據(jù)進(jìn)行顯示，這樣就使得數(shù)據(jù)的更新速度有了400 ms以上的提高，這對(duì)行駛中的汽車來(lái)說(shuō)有十分重要的意義。

②對(duì)不同狀態(tài)下的輪胎，通過(guò)數(shù)顯胎壓計(jì)和測(cè)溫儀，測(cè)試輪胎的胎溫胎壓并與數(shù)據(jù)接收終端更新的胎溫胎壓數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，數(shù)據(jù)結(jié)果如表5所示。

表5　數(shù)據(jù)測(cè)試結(jié)果

測(cè)試結(jié)果表明數(shù)顯胎壓計(jì)和測(cè)溫儀，測(cè)試的輪胎胎溫胎壓數(shù)據(jù)與接收終端更新的胎溫胎壓數(shù)據(jù)在誤差允許的范圍內(nèi)基本一致，表明設(shè)計(jì)的此TPMS性能可靠，有很強(qiáng)的應(yīng)用價(jià)值。

6　結(jié)論

設(shè)計(jì)的此多無(wú)線傳感模式的輪胎壓力監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，采用多種無(wú)線傳感的方式，實(shí)現(xiàn)了可靠度95%

及以上的TPMS設(shè)計(jì)，能有效對(duì)汽車輪胎進(jìn)行胎溫胎壓監(jiān)測(cè)，使駕駛?cè)藛T能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輪胎氣壓所處的狀態(tài)及變化趨勢(shì)，以預(yù)防爆胎的發(fā)生，為汽車的行駛安全提供了有力的保障。

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TPMS Design Based on Multiple Wireless Sensing Mode*

LIANG Tao*，YANG Weida，YANG Yukun，WANG Rui
（School of Control Science and Engineering，Hebei University of Technology，Tianjin 300130，China）

Abstract：Accordingto the statistics，abnormal tire pressure is amajor factor leadingto automobile traffic accidents，and the facts have proven that tire pressure monitoringsystem（Tire Pressure Monitoring System，TPMS），can monitor the real-time pressure situation effectively，when an exception occurs in the tire pressure it also makes a warning to the driver to ensure driving safety. However，the application of the current market tire pressure monitoring systems need access to bus network and through the car dashboard to complete the tire temperature tire pressure datadisplay，which resulted in the real-time monitoringdataupdate delay，but can not guarantee that the driver has enough ample time to deal with tire pressure problems.To solve this problem，introduce a multiple wireless sensing mode tire pres?sure monitoringsystem，which not depend on the bus network and the car dashboard，includingthe overall program，hardware design，software design，predictive control algorithm，test results.The experiment and the test showed that：the tire pressure monitoringsystem monitors the pressure and temperature in real-time monitoringof tire quickly and efficiently，which can also reduce the construction cost of the tire pressure monitoringsystem，has astrongpractical.

Key words：TPMS；Tire pressure monitoringsensors；ID learningmachine；Datareceivingterminal

doi：EEACC：723010.3969/j.issn.1004-1699.2016.03.026

收稿日期：2015-09-17修改日期：2015-11-18

中圖分類號(hào)：TP393

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-1699（2016）03-0456-06