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一种无源轮胎压力监测系统的设计
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2009-08-12
刘满贵
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本文介绍了一种基于英飞凌SP30 传感器的无源轮胎压力监测系统(Battery-less
TPMS)的设计,并给出了相关的程序流图、通信协议等。该系统可测定轮胎内部的温度和气压，确定故障轮胎并实时发出警告，避免爆胎事故的发生。
汽车轮胎压力监测系统(TPMS，Tire Pressure Monitoring System)用于在汽车行驶中
实时监测轮胎气压，对轮胎漏气引起的低胎压和高温高胎压进行预警，以保障行车安全。目前带电池TPMS 模块已经有了成熟的技术。但由于使用电池，它存在几个严重的缺点：电池寿命有限、无法做到实时监控、稳定性与可靠性难以保证。如果胎内模块可以实现无源(不带电池)，则上述问题可以得到解决。TPMS 无源化发展有如下三种实现方案[3]：(1)胎内模块有发电装置，将轮胎运动的机械能转化为电能，此为压电发电方案；(2)从轮胎外通过电磁场传入能量，驱动轮胎内模块工作，此为电磁耦合方案；(3)轮胎外发射电磁波，碰到胎内模块内置器件后反射，并带回压力信息，此为声表面波无源无线传感器方案。一些国际科研机构和公司正积极研究并推出无源TPMS。例如,日本ALPS 电气开发的不需电池的直接方式轮胎气压监测系统, 通过在轮胎气阀部分安装只用由车身发出的2.45GHz 信号就能够返回压力和温度信息。德国Darmstadt 大学的Pohl A 等提出使用SAW（Surface Acoustic Wave，声表面波）传感器测量轮胎的压力和温度等参数来实现无源TPMS。本文基于第二种方案研究和设计无源TPMS。
TPMS)的设计,并给出了相关的程序流图、通信协议等。该系统可测定轮胎内部的温度和气压，确定故障轮胎并实时发出警告，避免爆胎事故的发生。
汽车轮胎压力监测系统(TPMS，Tire Pressure Monitoring System)用于在汽车行驶中
实时监测轮胎气压，对轮胎漏气引起的低胎压和高温高胎压进行预警，以保障行车安全。目前带电池TPMS 模块已经有了成熟的技术。但由于使用电池，它存在几个严重的缺点：电池寿命有限、无法做到实时监控、稳定性与可靠性难以保证。如果胎内模块可以实现无源(不带电池)，则上述问题可以得到解决。TPMS 无源化发展有如下三种实现方案[3]：(1)胎内模块有发电装置，将轮胎运动的机械能转化为电能，此为压电发电方案；(2)从轮胎外通过电磁场传入能量，驱动轮胎内模块工作，此为电磁耦合方案；(3)轮胎外发射电磁波，碰到胎内模块内置器件后反射，并带回压力信息，此为声表面波无源无线传感器方案。一些国际科研机构和公司正积极研究并推出无源TPMS。例如,日本ALPS 电气开发的不需电池的直接方式轮胎气压监测系统, 通过在轮胎气阀部分安装只用由车身发出的2.45GHz 信号就能够返回压力和温度信息。德国Darmstadt 大学的Pohl A 等提出使用SAW（Surface Acoustic Wave，声表面波）传感器测量轮胎的压力和温度等参数来实现无源TPMS。本文基于第二种方案研究和设计无源TPMS。
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