基于CC2530和MPXY8020A的汽車輪胎預警監測系統設計

摘 要：基于CC2530芯片和MPXY8020A傳感器設計了一種低成本低功耗的直接式汽車主動輪胎預警監測系統。該系統能夠實時監測行駛中汽車輪胎的氣壓、溫度和系統的電量，并通過ZigBee技術將這些參數信息無線傳輸到中央監視模塊，實現輪胎故障主動預警。系統采用低功耗設計，優化硬件和軟件，降低運行功耗，保證在電池電量有限的情況下，延長系統壽命1～2年；采用高集成度芯片減小了檢測模塊的質量和體積，降低了檢測模塊引起的輪胎偏心；通過濾除汽車行駛過程中干擾因素引起的輪胎壓力尖峰，使得測量的輪胎壓力更加準確和穩定。

關鍵詞：汽車電子； 主動安全； 輪胎壓力監測系統； ZigBee

0 引 言

據統計，在我國高速公路上發生的交通事故中，46%是由于輪胎故障引起的，其中爆胎占70%[1]。輪胎內壓力和溫度是引發輪胎故障的關鍵因素。在汽車行駛中，輪胎的氣壓過高，會減少輪胎與地面的接觸面積和減震空間，嚴重影響輪胎與地面的摩擦力和輪胎的減震效果。除了影響汽車性能外，還會對汽車的懸掛系統造成很大的沖擊。輪胎氣壓過低，輪胎的應力變形增加，在交變應力的作用下導致汽車輪胎的溫度升高，溫度過高時，輪胎的熱學性能和力學性能會明顯下降[2]，從而導致輪胎壽命下降，甚至爆胎。同時輪胎的磨損加快，輪胎的載荷承載能力明顯下降，摩擦阻力增加，油耗上升[3]。維持輪胎在正常氣壓和溫度范圍內工作，是避免輪胎故障的關鍵。汽車輪胎壓力監測系統[4]（PressureSensor Based Tire Pressure Monitoring System，PSB TPMS）主動監測輪胎內壓力和溫度，預警輪胎異常，有效避免由輪胎故障引發的交通事故，是汽車電子向主動安全發展的重要方向。