深究ASK和FSK無線信號胎壓傳感器

梁 晨

（華晨汽車工程研究院，遼寧 沈陽 110141）

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深究ASK和FSK無線信號胎壓傳感器

梁 晨

（華晨汽車工程研究院，遼寧 沈陽 110141）

隨著汽車銷量的越來越多，人們不僅僅重視汽車的舒適性，而且越來越逐漸開始關注汽車的主動安全性。胎壓監測系統就是一種汽車主動安全電氣裝置。它可以及時報警并通知駕駛員消除危險。文章主要介紹了ASK和FSK兩種信號的介紹，直接式胎壓傳感器的組成，ASK和FSK兩種胎壓傳感器的比較，以及最后的得出結論直接式胎壓傳感器工作比較安全可靠。

胎壓傳感器；ASK；FSK；安全

CLC NO.: U463.6 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)07-34-03

引言

ABS，EPS和安全氣囊都是事后被動式安全電子裝置。既事故發生后才開始控制，來保證司機的安全。然而胎壓監測系統才是主動安全電子裝置。既輪胎發生事故時，及時報警通知以便駕駛員快速采取措施避免事故的發生。

在近些年汽車交通事故中，據數據統計顯示。爆胎發生的汽車事故率僅此酒駕的汽車事故率。進而爆胎造成的死亡人數和受傷人數更是汽車所有事故中的喪亡人數的第一位。這堪稱汽車事故中的第一殺手。因此在汽車配置中加入胎壓監測系統電子裝置和胎壓監測系統法規強制性的要求是大勢所趨。

在目前的胎壓檢測系統大市場中，胎壓監測系統分成兩種，一種是直接式胎壓監測系統；另一種是間接式胎壓監測系統。間接式胎壓監測系統是依賴ABS裝置的一種胎壓檢測系統。它只有兩種報警模式。第一低壓報警；第二胎壓監測系統故障。本文主要介紹的是直接式的胎壓監測系統。它是由一個控制器盒和4個傳感器組成。在汽車無線電子信號中，胎壓傳感器無線信號的工作模式有兩種。一類是ASK的工作模式；另一類是FSK的工作模式。

本文主要想探究一下，在同一個車型中使用同樣的直接式的胎壓監測系統，將胎壓控制器盒放置到同樣的車身位置上。區別是分別使用不同工作模式的ASK和FSK的胎壓傳感器。進而比較一下哪一種傳感器在同樣的工作條件和情況下，工作比較穩定可靠。

1、無線信號的介紹

“幅移鍵控”（Amplitude Shift Keying）又稱為“振幅鍵控”，即為ASK。也有稱為“開關鍵控”（通斷鍵控）信號。ASK是一種相對簡單的調制方式。幅移鍵控（ASK）相當于模擬信號中的調幅，只不過與載頻信號相乘的是二進制數碼而已。幅移就是把頻率、相位作為常量，而把振幅作為變量，信息比特是通過載波的幅度來傳遞的。二進制振幅鍵控（2ASK）， 由于調制信號只有0或1兩個電平，相乘的結果相當于將載頻或者關斷，或者接通，它的實際意義是當調制的數字信號為“1”時，傳輸載波；當調制的數字信號為“0”時，不傳輸載波。

“頻移鍵控”（Frequency Shift Keying）又稱FSK。它是利用載波的頻率變化來傳遞數字信息。它是利用基帶數字信號離散取值特點去鍵控載波頻率以傳遞信息的一種數字調制技術。

2、直接式胎壓監測系統的組成

目前市面上有兩種胎壓監測系統，一種是直接式胎壓監測系統，另外一種是間接式胎壓監測系統。相對于間接式胎壓監測系統，直接式胎壓監測系統是由一個控制器ECU盒和4個胎壓傳感器所組成，然而間接式胎壓監測系統是由ABS或ESC內置算法所組成。相對于間接式胎壓監測系統，直接式胎壓監測系統會具有如下幾個優點：

（1）能夠準確實時顯示每一個輪胎的壓力和溫度數值。

（2）能夠進行輪胎的高壓，低壓，快速漏氣，溫度高等相關報警。

（3）傳感器采集的信息具有準確性，快速性，靈敏度高等特點。

間接式胎壓監測系統只能監測到一個輪胎的報警，當如果兩個輪胎同時報警，它就監測不出來了。另外，當車速超過110km/h，間接式胎壓傳感器就起不到任何作用了。因此，相對于直接式的胎壓監測系統，間接式胎壓監測系統僅僅是一個過渡的低成本的方案。所以，歐盟等發達國家已經出臺相關直接式的胎壓監測系統的法律法規強制要求。

大多數國內汽車主機廠一般都會采用直接式胎壓監測系統的方案。主要原因就是它穩定高效準確實時的特點而備受青睞。

3、ASK和FSK傳感器接收率的比較

直接式胎壓控制器盒首先放在同一輛試驗車的副駕駛A柱上，準備好兩套輪胎。一套輪胎安裝ASK的胎壓傳感器。另一套輪胎安裝統一品牌的FSK的胎壓傳感器。然后分別進行兩輪ASK和FSK的胎壓監測系統進行驗證胎壓傳感器的接收率的標定。

圖1

標定測試系統的電氣連接方法如下圖所示：

接收效果評價方法：數據包的接收率、數據幀的接收率

接收率的計算方法以：數據包的接收率=（實際接收包數/理論包數）*100%

數據幀的接收率=（實際接收幀數/理論幀數）*100%

圖2

其FSK和ASK的胎壓傳感器在各個低速（40-60km/h）顛簸組合的城市路面和 (100-120km/h) 高速路面驗證標定的接收率如下：

表1 FSK傳感器的接收率（車速40-60km/h）

表2 FSK傳感器的接收率（車速100-120 km/h）

表4 ASK傳感器的接收率（車速100-120km/h）

4、結論

通過在低速路段和高速路段的ASK和FSK標定測試的胎壓傳感器接收率表，可以明確看出。同一品牌的FSK要比ASK的傳感器的接收率要好一些。這同樣證明了FSK的抗干擾性要比ASK好很多。

因此，我建議汽車主機廠盡量使用FSK模式的胎壓傳感器。這樣保證胎壓監測系統接收效果好。如果汽車主機廠的項目車身長度比較短的話，也可以采用同品牌的ASK的胎壓傳感器。但是胎壓控制器盒盡量保證擺放在汽車幾何中心位置。進而保證胎壓監測系統接收效果良好。

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Explore ASK tire pressure sensor and FSK wireless signal

Liang Chen
( Brilliance automotive engineering research institute, Liaoning Shenyang 110141 )

With the increasing number of car sales, people not only pay attention to the comfort of the car, but also gradually began to pay attention to the vehicle's active safety. Tire pressure monitoring system is a kind of active safety electric device. It can alert and inform the driver to eliminate the danger. This paper mainly introduces the ASK and FSK signals, the composment of direct tire pressure sensor, the comparison of ASK and FSK tire pressure sensor, and finally draws the conclusion that the direct tire pressure sensor is safe and reliable.

tire pressure sensor; ASK; FSK; safty

U463.6

：A

：：1671-7988 (2017)07-34-03

梁晨，男，助理工程師，就職于華晨汽車工程研究院。研究領域：汽車組合儀表，胎壓監測系統，網關等等。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.07.015