TPMS中无线接口电路的设计

的码型接收机才能够接收。曼彻斯特编码就是一个数字信号值在每一个比特位周期内作高、低电平之间切换。前半周期低电平后半周期高电平表示数字O,而先高后低表示数字1。轮胎模块以数据包(帧)的形式发送数据,当轮胎模块中的MCU决定要发送数据(由传感器采集到的温度、压力数据)时,通过发送数据帧的前导位唤醒接收模块,随后发送数据帧,其数据帧格式如下：

　　①前导位。前同步码的长度为16位位且总设置为0xFB86。这样处理有三个目的：

　　◇0xF(1111)——Romeo2至少需要4位的前同步码来唤醒它,并让它的内部电路稳定。

　　◇0xB8(1100 1000)——Rome02中的寄存器2被编程为0xB8,这样使前同步码中的0xB8数据被验证并接通数据管理器。

　　◇0x6(0110)——Romeo2中报头被使能,它指示有实际的数据跟随(以设备ID开始)。

　　②设备ID。设备ID长度为32位。当每一个TPM轮胎模块MCU(RF2)被刷新,设备ID被编程地址为0x7800～0x7803。这个lD在实际中有很多用处,比如制造商的信息等;但是在这个演示模块中,它仅被用来专门表示辨认轮胎的信息,所以ID的4个字节在每一个数据帧接收后都要被检测。如果ID不匹配,数据帧就会被忽略。当接收机发现某个ID匹配,它就修改状态字节来指示轮胎的位置。

　　③压力值。压力数据占8位,代表测量的轮胎压力值。

　　④温度值。温度数据占8位,代表被测量的轮胎温度值。

　　⑤状态位。状态位长度为8位,用以表示轮胎模块的电源电压的变化及对应轮胎ID匹配的位,目的是不需要接收机的MCU重复检查轮胎ID。

　　⑥校验和。校验和长度为8位,它的内容取决于传输数据,主要是为了提高传输数据的可靠性。

　　⑦停止位。停止位的长度为2位,用来指示数据帧的结束。

　　3. 2轮胎模块传输程序流程

　　因为轮胎模块要适应长期工作,考虑到轮胎运转的平衡等因素又不能选择大的电池,因此轮胎模块传输程序的算法选择不但要保证数据的可靠传输,同时还要保证最低的电能消耗。

　　(1)发射模块发射程序流程

　　关闭中断后,进行电源检测。若压力差值△1大于存储在ROM里设定的最大压差值△2,则说明轮胎的压力超限,需要报警。此时为增加接收机接收数据的可靠性,连续发送255帧。若其△1<△2,只发送1次数据帧。发射程序流程如图4所示。

　　 (2)接收模块接收程序流程

　　接通电源后,接收机先后自行初始化和配置。一旦确认接收机配置完成,所有的LED就闪烁一次告知使用者模块准备就绪。在收到一个数据帧后,就要重新计算校验并与已经接收到的数据帧进行比较。数据帧经过确认后,某个轮胎和ID则要与存储在KX8存储器中的4个ID值比较。如果发现一个相配的ID,则数据就被处理并点亮相应的LED。最后,数据帧通过串行口发送出去以供外部数据接收和存储。接收程序流程如图5所示。

　　由于每个轮胎模块要发送相同格式的数据,接收机控制器能在收到全部数据帧后中断,这样它可以在大部分时间都处于低能耗睡眠状态。它还有许多节能选项,即使汽车停很长时间,也不会消耗完一块电池。

　　4　 结论

　　该系统在低功耗、收发距离与可靠性以及安全性方面具有明显的优势。此外,也可用于单片机数据采集、遥测遥控、监测等系统中,如远距离无线抄表、无线钥匙等。