梁 晨

（華晨汽車工程研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

智能網(wǎng)聯(lián)

深究ASK和FSK無(wú)線信號(hào)胎壓傳感器

梁 晨

（華晨汽車工程研究院，遼寧 沈陽(yáng) 110141）

隨著汽車銷量的越來(lái)越多，人們不僅僅重視汽車的舒適性，而且越來(lái)越逐漸開(kāi)始關(guān)注汽車的主動(dòng)安全性。胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就是一種汽車主動(dòng)安全電氣裝置。它可以及時(shí)報(bào)警并通知駕駛員消除危險(xiǎn)。文章主要介紹了ASK和FSK兩種信號(hào)的介紹，直接式胎壓傳感器的組成，ASK和FSK兩種胎壓傳感器的比較，以及最后的得出結(jié)論直接式胎壓傳感器工作比較安全可靠。

胎壓傳感器；ASK；FSK；安全

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)07-34-03

引言

ABS，EPS和安全氣囊都是事后被動(dòng)式安全電子裝置。既事故發(fā)生后才開(kāi)始控制，來(lái)保證司機(jī)的安全。然而胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)才是主動(dòng)安全電子裝置。既輪胎發(fā)生事故時(shí)，及時(shí)報(bào)警通知以便駕駛員快速采取措施避免事故的發(fā)生。

在近些年汽車交通事故中，據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示。爆胎發(fā)生的汽車事故率僅此酒駕的汽車事故率。進(jìn)而爆胎造成的死亡人數(shù)和受傷人數(shù)更是汽車所有事故中的喪亡人數(shù)的第一位。這堪稱汽車事故中的第一殺手。因此在汽車配置中加入胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)電子裝置和胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)法規(guī)強(qiáng)制性的要求是大勢(shì)所趨。

在目前的胎壓檢測(cè)系統(tǒng)大市場(chǎng)中，胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)分成兩種，一種是直接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)；另一種是間接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。間接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是依賴ABS裝置的一種胎壓檢測(cè)系統(tǒng)。它只有兩種報(bào)警模式。第一低壓報(bào)警；第二胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)故障。本文主要介紹的是直接式的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。它是由一個(gè)控制器盒和4個(gè)傳感器組成。在汽車無(wú)線電子信號(hào)中，胎壓傳感器無(wú)線信號(hào)的工作模式有兩種。一類是ASK的工作模式；另一類是FSK的工作模式。

本文主要想探究一下，在同一個(gè)車型中使用同樣的直接式的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，將胎壓控制器盒放置到同樣的車身位置上。區(qū)別是分別使用不同工作模式的ASK和FSK的胎壓傳感器。進(jìn)而比較一下哪一種傳感器在同樣的工作條件和情況下，工作比較穩(wěn)定可靠。

1、無(wú)線信號(hào)的介紹

“幅移鍵控”（Amplitude Shift Keying）又稱為“振幅鍵控”，即為ASK。也有稱為“開(kāi)關(guān)鍵控”（通斷鍵控）信號(hào)。ASK是一種相對(duì)簡(jiǎn)單的調(diào)制方式。幅移鍵控（ASK）相當(dāng)于模擬信號(hào)中的調(diào)幅，只不過(guò)與載頻信號(hào)相乘的是二進(jìn)制數(shù)碼而已。幅移就是把頻率、相位作為常量，而把振幅作為變量，信息比特是通過(guò)載波的幅度來(lái)傳遞的。二進(jìn)制振幅鍵控（2ASK）， 由于調(diào)制信號(hào)只有0或1兩個(gè)電平，相乘的結(jié)果相當(dāng)于將載頻或者關(guān)斷，或者接通，它的實(shí)際意義是當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)為“1”時(shí)，傳輸載波；當(dāng)調(diào)制的數(shù)字信號(hào)為“0”時(shí)，不傳輸載波。

“頻移鍵控”（Frequency Shift Keying）又稱FSK。它是利用載波的頻率變化來(lái)傳遞數(shù)字信息。它是利用基帶數(shù)字信號(hào)離散取值特點(diǎn)去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數(shù)字調(diào)制技術(shù)。

2、直接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的組成

目前市面上有兩種胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，一種是直接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，另外一種是間接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。相對(duì)于間接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，直接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由一個(gè)控制器ECU盒和4個(gè)胎壓傳感器所組成，然而間接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是由ABS或ESC內(nèi)置算法所組成。相對(duì)于間接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，直接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)會(huì)具有如下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

（1）能夠準(zhǔn)確實(shí)時(shí)顯示每一個(gè)輪胎的壓力和溫度數(shù)值。

（2）能夠進(jìn)行輪胎的高壓，低壓，快速漏氣，溫度高等相關(guān)報(bào)警。

（3）傳感器采集的信息具有準(zhǔn)確性，快速性，靈敏度高等特點(diǎn)。

間接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)只能監(jiān)測(cè)到一個(gè)輪胎的報(bào)警，當(dāng)如果兩個(gè)輪胎同時(shí)報(bào)警，它就監(jiān)測(cè)不出來(lái)了。另外，當(dāng)車速超過(guò)110km/h，間接式胎壓傳感器就起不到任何作用了。因此，相對(duì)于直接式的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，間接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)僅僅是一個(gè)過(guò)渡的低成本的方案。所以，歐盟等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)出臺(tái)相關(guān)直接式的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的法律法規(guī)強(qiáng)制要求。

大多數(shù)國(guó)內(nèi)汽車主機(jī)廠一般都會(huì)采用直接式胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的方案。主要原因就是它穩(wěn)定高效準(zhǔn)確實(shí)時(shí)的特點(diǎn)而備受青睞。

3、ASK和FSK傳感器接收率的比較

直接式胎壓控制器盒首先放在同一輛試驗(yàn)車的副駕駛A柱上，準(zhǔn)備好兩套輪胎。一套輪胎安裝ASK的胎壓傳感器。另一套輪胎安裝統(tǒng)一品牌的FSK的胎壓傳感器。然后分別進(jìn)行兩輪ASK和FSK的胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證胎壓傳感器的接收率的標(biāo)定。

圖1

標(biāo)定測(cè)試系統(tǒng)的電氣連接方法如下圖所示：

接收效果評(píng)價(jià)方法：數(shù)據(jù)包的接收率、數(shù)據(jù)幀的接收率

接收率的計(jì)算方法以：數(shù)據(jù)包的接收率=（實(shí)際接收包數(shù)/理論包數(shù)）*100%

數(shù)據(jù)幀的接收率=（實(shí)際接收幀數(shù)/理論幀數(shù)）*100%

圖2

其FSK和ASK的胎壓傳感器在各個(gè)低速（40-60km/h）顛簸組合的城市路面和 (100-120km/h) 高速路面驗(yàn)證標(biāo)定的接收率如下：

表1 FSK傳感器的接收率（車速40-60km/h）

表2 FSK傳感器的接收率（車速100-120 km/h）

表4 ASK傳感器的接收率（車速100-120km/h）

4、結(jié)論

通過(guò)在低速路段和高速路段的ASK和FSK標(biāo)定測(cè)試的胎壓傳感器接收率表，可以明確看出。同一品牌的FSK要比ASK的傳感器的接收率要好一些。這同樣證明了FSK的抗干擾性要比ASK好很多。

因此，我建議汽車主機(jī)廠盡量使用FSK模式的胎壓傳感器。這樣保證胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收效果好。如果汽車主機(jī)廠的項(xiàng)目車身長(zhǎng)度比較短的話，也可以采用同品牌的ASK的胎壓傳感器。但是胎壓控制器盒盡量保證擺放在汽車幾何中心位置。進(jìn)而保證胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)接收效果良好。

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Explore ASK tire pressure sensor and FSK wireless signal

Liang Chen
( Brilliance automotive engineering research institute, Liaoning Shenyang 110141 )

With the increasing number of car sales, people not only pay attention to the comfort of the car, but also gradually began to pay attention to the vehicle's active safety. Tire pressure monitoring system is a kind of active safety electric device. It can alert and inform the driver to eliminate the danger. This paper mainly introduces the ASK and FSK signals, the composment of direct tire pressure sensor, the comparison of ASK and FSK tire pressure sensor, and finally draws the conclusion that the direct tire pressure sensor is safe and reliable.

tire pressure sensor; ASK; FSK; safty

U463.6

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：：1671-7988 (2017)07-34-03

梁晨，男，助理工程師，就職于華晨汽車工程研究院。研究領(lǐng)域：汽車組合儀表，胎壓監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，網(wǎng)關(guān)等等。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.07.015