汽车轮胎压力监测系统

摘要 大量数据表明，对轮胎正确充气会大大降低爆胎的可能性。为了解决这个问题，轮胎压力监测系统(TPMS)的研究开始受到重视。直接TPMS 是在每个轮胎内使用压力传感器，并安装无线发射器，将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统。使用直接系统，可以随时测定每个轮胎内部的实际压力，很容易确定故障轮胎。 目前直接轮胎压力监测系统包括4个或5个(取决于备胎是否装备传感器)轮胎模块和一个中央接收器模块。轮胎模块由压力传感器、温度传感器、控制模块(如ASIC或MCU)、发射器、天线以及电池组成。也可以包括更多的外部系统，如启动发射的低频(LF)探测器、惯性开关或无内置电池的电源等装置。 一个简单的接收器模块由一根中央天线、一个接收器IC和一个与车辆其他部分相连接的接口组成。通用接口包括控制器局域网络(CAN)接口，该接口通常装备在车辆的车身控制器内。数据由车身控制器处理，当轮胎压力低时，它可以用来向司机提出警告。 TPMS （轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。 本文主要对模拟信号放大，A/D转换，以及单片机控制显示气压作详细介绍说明。 关键字? TPMS????? AT89C51???? ADC0809????? PTR2000 第一章? 现状分析 目前，轮胎压力监测系统主要分为两种类型： 一种为间接式（Wheel-Speed Based TPMS，简称WSB），这种系统是通过汽车ABS 系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。ABS通过轮速传感器来确定车轮是否抱死，从而决定是否启动防抱死系统。当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这就会导致车速发生变化，这种变化即可用于触发警报系统来向司机发出警告。 另一种是直接式（Pressure-Sensor Based TPMS，简称PSB），这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。 这两种系统各有优劣。直接系统可以提供更高级的功能，随时测定每个轮胎内部的实际瞬压，很容易确定故障轮胎。间接系统造价相对较低，已经装备了4轮ABS (每个轮胎装备1个轮速传感器)的汽车只需对软件进行升级。但是，间接系统没有直接系统准确率高，它根本不能确定故障轮胎，而且系统校准极其复杂，在某些情况下该系统会无法正常工作，例如同一车轴的2个轮胎气压都低时。 还有一种复合式TPMS，它兼有上述两个系统的优点，它在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器，并装备一个4轮间接系统。与全部使用直接系统相比，这种复合式系统可以降低成本，克服间接系统不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。但是，它仍然不能像直接系统那样提供所有4个轮胎内实际压力的实时数据。 现在的轮胎压力监测系统还是存在着不少需要完善改进的地方。对于间接系统来说，同轴或2个以上轮胎缺气的情况无法显示；车速100 km/h以上时监测失效。而对于直接系统，无线信号传输的稳定性和可靠性、传感器的使用寿命、报警提示的准确性（有无误报、错报）以及传感器的耐压性等都是亟待提高的。 目前已安装轮胎压力监测系统的有奥迪、宝马、奔驰、法拉利、保时捷和大众等的部分车型，可以说TPMS现在还属于比较高端的产品，离大众化和普及化还有很长的距离。据统计，在2004年的美国，登记在册的35％的新车都安装了TPMS，预计2005年将达到60%。在高度重视汽车安全性的未来，轮胎压力监测系统早晚会成为所有汽车上的标准配置，就像ABS从出现到普及一样，需要一个过程。 随着汽车消费市场的日益升温,汽车的安全性能更加被消费者所关注。在汽车高速行驶过程中,轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的,也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计,在中国高速公路上发生的交通事故有70% 是由于爆胎引起的,而在美国这一比例更高达80%。基于此,美国运输部 (DOT)国家公路交通安全管理委员会 (NHTSA) 出台了法规。该法规规定:2003年11月到2006年10月31日期间美国新出厂的轻型汽车将逐步引入轮胎压力监测系统(Tyre Pressure Monitoring System,TPMS)。鉴于如此大的市场潜力,国内外许多公司纷纷开始投入TPMS的研制。