基于SP37的新型TPMS系統設計

摘要：簡要介紹了胎壓監測系統(TPMS)的組成，提出了一種基于新型傳感器SP37的胎壓監測系統。該系統采用SP37和MAX1473作為無線收發芯片，詳細闡述了其軟件和硬件設計中的關鍵技術。實際測試效果表明，該系統接收靈敏度可達到-100 dBm，高速跑車時速100 km時工作穩定。
關鍵詞：TPMS；SP37；MAX1473；壓力；溫度

汽車胎壓監測系統(Tyre Pressure Monitoring System，TPMS)是一種能對汽車輪胎氣壓、溫度進行自動檢測，并對輪胎異常情況進行報警的預警系統。目前直接式TPMS發射模塊較多采用以下兩種方案：1)電池+單片機+傳感器+射頻芯片，2)是電池+內部集成MCU的傳感器+射頻芯片。前一種方案由于集成度低、體積和功耗大而被市場逐漸淘汰，后一種方案是當前市場上較為先進的產品設計形式。隨著半導體及硅顯微機械加工技術的快速發展，一種新的設計方案即電池+內部集成MCU和RF的專用傳感器正成為TPMS發射模塊設計的主流。這種方案集成度更高，體積和功耗更小，使用壽命更長，產品競爭力也更強。本文選用Infineon新一代系統級芯片SP37作為胎壓傳感器和射頻發射器，選用MAXIM公司的MAX1473作為接收芯片，設計完成了一種新型胎壓監測系統。

1 系統描述
胎壓監測系統組成如圖1所示，輪胎壓力傳感器分別安裝在4個車輪輪轂上，負責測量輪胎內部的壓力、溫度和電池電壓等物理狀況，并將測量數據通過無線形式按照一定的規律發給胎壓控制器。駕駛員通過胎壓控制器上的顯示屏和按鍵可查看4個輪胎的壓力值、溫度值。當某一個輪胎的溫度、壓力或電池電壓超過了報警閥值，胎壓控制器能夠準確識別輪胎的位置，并且發出圖形、聲音、文字報警。

2 系統硬件方案設計
該TPMS系統包括兩種硬件模塊：輪胎壓力傳感器和胎壓控制器，兩種模塊的硬件結構如圖2所示。輪胎壓力傳感器主要由電池和集傳感器、單片機和RF發射單元于一體的SP37組成，外圍器件少，重量輕，成本低。胎壓控制器采用了基于ASK調制模式的MAX1473作為無線接收芯片，由8位單片機控制實現數據的接收、顯示和報警。本設計方案遵循歐洲標準，無線信號調制中心頻率為433．92 MHz。