基于ASK调制模式的胎压监测系统设计

系统软件方案设计

如何节能是轮胎压力传感器模块软件设计的关键问题。一个传感器模块要在一节几百毫安时的电池下工作2～5年，而射频发送数据帧时耗电最大，因此在保证数据传输正确的前提下应尽量减少发送次数。发射模块软件流程如图5所示，本设计采用了基于素数的动态时延算法，即各轮胎上的传感器模块在完成温度、压力的测量以后，分别按1000ms×N1（N1为小于20的随机素数）延时后再将数据发送出去。与采用固定周期的延时算法相比，这种动态时延算法能大大降低数据发送冲突的概率。此外，如果传感器检测到轮胎静止超过1小时，则会自动进入休眠模式，即不再发送数据，直到被加速度信号唤醒。胎压控制器即接收模块的软件流程如图6所示。

图5 发射模块软件流程

图6 接收模块软件流程

性能测试

本设计方案已在某型号产品上得到应用，经反复测试具体性能指标如下：

● 可监测胎压范围为0～3.5Bar，分辨率25mBar，通常轿车的轮胎气压在2.2～2.8Bar之间；

● 可监测温度范围：-40～120℃，分辨率2℃，轿车的轮胎温度一般在75℃左右；

● 轮胎压力传感器发射功率用频谱分析仪测得在-45dBm左右，胎压控制器接收灵敏度在-100dBm左右；

● 采用500mAh的电池，若每天正常行车12小时，发射模块可正常工作5年以上。

结语

轮胎压力监测系统是汽车安全系统必备的功能之一，对保护驾驶者的行车安全具有非常重要的作用。笔者基于ASK信号调制模式功耗低、灵敏度高以及成本低的优点，选用MAX1473和MAX7044设计实现了一种新的无线胎压监测系统，该系统工作稳定可靠，具有很好的市场前景。