并联电阻R主要用来减少L C D谐振电路品质因数Q 值, 达到低频足够带宽( 7 . 8 k H z ) 。谐振电路品质因数Q = f c/ B W = 1 2 5 k H z /(2×3.9k H z)=15,这就要求L F谐振电路品质因数Q不能大于15。可以计算电阻R=Q×X L=15×2π×f c×L=49.5k Ω。具体电路见图2低频接收单元。
由于S P37低频接收波特率硬件设定为3.9k b p s的曼切斯特编码。图4为低频载波数据传输和曼切斯特编码之间关系。
射频数据传输需按照此格式进行信息交互。首先发送引导位32位,接着是18位的同步码,之后是按照曼切斯特编码方式发送唤醒ID、用户DATA数据。 3 电池选择
电池选择日本M a x e l l电池公司推出的高温系列电池(C R2450H R),供电电压+3.6V,电池容量480m A h,具有特点:寿命特长、能量密度大、自放电极低、重量轻(8.8g)、温限宽(-55~+125℃)。
天线设计
天线的性能将直接影响数据传输的质量,它是汽车轮胎监测传感器发射功率提升的重要因素。汽车轮胎监测传感器的天线靠近气门嘴,因而在设计天线时必须考虑轮胎金属丝的屏蔽,轮辋金属的反射影响,以及车轮高速旋转时天线不断变换方向、角度的影响等,所以天线设计时必须考虑以下因素:线极化容易受到天线姿态的影响,旋转的车轮对天线的工作极化要求相对较高;天线与射频模块连接,需要解决好阻抗匹配的问题,这也是天线设计的重点;由于轮胎压力传感器安装在轮胎内,受到车身、天线运动等对性能的影响;小型化设计,安装在轮胎内部的天线,必须考虑小型化设计,433.92M H z的工作频率,波长为691.37m m,常规的天线尺寸一定不能满足要求。
S P37内部R O M自带底层库函数(Library Function),用户可以直接调用库函数。库函数的使用大大简化了程序员软件开发难度而且软件可靠性也得到增强。库函数包含传感器测量函数、低频接口控制函数、高频接口控制函数和其他处理函数。其中,传感器测量函数包含:测量压力或运动加速度M e a s_P r e s s u r e函数、测量温度M e a s_T e m p e r a t u re函数、测量电池电压Meas_Supply_Voltage函数、测量加速度Meas_Acceleration函数;低频接口控制函数包含:低频波特率校准LFBaudrateCalibration函数;高频接口控制函数包括:使能晶体工作S t a r t X t a l O s c函数、停止晶体工作St o p X t a l O sc函数、VCO工作V C O_T u n i n g函数、发射R F帧
S e n d_R F_T e l e g r a m函数;其他处理函数包括:P o w e r d o w n函数、CRC8校验CRC8_Calc函数、CRC16校验C R C16_C h e c k函数、读取设备标识码R e a d_I D函数、16位数据乘S M u l I n t I n t函数、间隔定时器校准IntervalTimerCalibration函数、获取硬件版本号FW_Revision_Nb函数。
由于安装在每个轮胎内部的轮胎压力传感器会存在同时发射高频数据可能性,数据之间会产生射频干扰,从而导致B C M控制器射频接收端无法收到正确的数据,这即是数据冲突。数据冲突是随机产生的,因而无法避免,但是要在产生冲突后将再次产生数据冲突的概率降低,避免造成连续的数据冲突。目前,系统在每个发射高频数据帧之间增加一段随机延时,随机延时的时间为数据帧时间长度的质数倍,即3倍、5倍、7倍、11倍和13倍。这样,如果前面有模块发生了数据冲突,则只有当发送冲突的模块的随机延时时间相同时才会再次产生数据冲突,此概率为4%。 结构设计
轮胎压力传感器安装在汽车轮胎内部,由气门嘴、壳体和防尘帽组成。汽车行驶速度最高可达250k m/h,而且轮胎内部环境复杂且异常恶劣,长期处于高压、高湿、温度交变、油污、颠簸震动等环境中。温度高低变化容易使壳体脆化并使机械强度降低,高湿情况下也会使壳体发生膨胀、强度降低并产生腐蚀等化学反应。轮胎行驶在各种路面上,颠簸震动频率幅度都各不相同,这些情况都可能导致零部件松脱。这就要求系统结构设计考虑如下几点:系统总重量要轻(小于40g)、耐速旋转加速度性能高、结构断裂强度高、密封性高(I P6防护等级)、结构和气门嘴材料
选择耐高低温和耐腐蚀材料、气门嘴与轮辋接合处有防松动设计。 结论
轮胎压力传感器无论台架试验还是各种情况的道路测试,系统保持高可靠性,系统低频收发准确率和高频收发准确率达到98%,当轮胎出现异常危险情况时,汽车仪表盘显示相关报警信息,实时提醒驾驶者,将因轮胎气压问题造成的事故消灭在萌芽之中,增强了汽车行驶的安全性。本系统成功应用将会对汽车行驶安全系统带来更高使用价值和社会价值。