胎压监测系统(TPMS)成本方案(英飞凌sp37)
汽车轮胎温度和压力监测系统设计
2018年第7期信息通信2018 (总第187 期）INFORMATION & COMMUNICATIONS (Sum. No 187)汽车轮胎温度和压力监测系统设计何德华，陈万培，毛通宝，栾剑兵，陈宝剑(扬州大学信息工程学院，江苏杨州225127)摘要:汽车轮胎故障一直是造成交通事故的重要因素之一。
本设计通过嵌于汽车轮胎气门嘴上的SP37传感器对汽车轮 胎温度、压力等数据进行实时采集，并采用无线数据传输功能将数据发送到驾驶室内的主机中，通过液晶屏实时显示轮 胎压力和温度等数据。
当轮胎出现胎压问题的时，系统将启动声光报警，从而保证行车安全。
实验数据表明，本系统具 有低功耗、高稳定度、测量高精度等特点。
关键词:TPMS;SP37;汽车安全;STM32中图分类号:U你3.6 文献标识码:A文章编号:1673-1131( 2018 )07-0056-020引言现代社会，汽车已经成为不可或缺的交通运输工具，轮胎在汽车系统中占有重要地位，轮胎问题将直接影响人们的行车安全。
当轮胎的胎压过高或过低时，轻则増加油耗，缩短轮胎使用寿命，重则导致交通事故，危害人员生命安全。
汽车轮胎压力检测系统(TPMS)通过内嵌传感器能够动态监测轮胎的压力、温度数据，并能在异常状况下及时对驾驶员发出预瞥信号。
作为全球最大的新兴汽车市场,中国正在逐步完善汽车安全的相关法案，汽车安全产品也将成为中国汽车市场的一大消费热点。
文章基于英飞凌新型传感器SP37以及STM32核心，结合髙效的算法对一款稳定TPMS系统展开分析。
1系统总体设计选择。
由于在相同误码率下2FSK的信噪比较2A SK小3dB,本设计选择了 2FSK调制方式。
电池在胎压监测模块中同样充当着重要的角色。
考虑到模块工作环境和电池更换不易，电池需考虑以下几个因素:工作温度、电池容量、體和质量、抗干扰能力和放电强度等。
比较了市场上常见的几种电池，我们选择了锂亚电池作为监测模块电源，以满足模块长期运作的寿命需求。
TPMS(轮胎压力监视系统)
TPMS(轮胎压力监视系统)尹智海 2008.4TPMS: The Tire Pressure Monitoring SystemTire pressurenominal pressure valid for cold tires gas-law:p*V=n*R*TAdvantages: conserve fuel and long life expectancyTire failuresnatural pressure losspunctures from screwsTire pressure warning algorithmOptional inputsVehicle load Vehicle speed Ambient temperature Ambient pressureInputsTire pressure Tire temperatureWarning algorithm OutputsPlausibility checks Threshold supervision Temperature compensation Leak rate identification Warning AlertFor internal use only!Driver information前装市场200kPa160kPA200kPa200kPa后装市场TPMS法律规定 2005年4月8号NHTSA(美国国家高速公路交通安全管理局)规定： 1）轻型汽车安装率 ■2005.10.5前安装率20% (第一阶段) ■2006.9.1前安装率70% (第二阶段) ■2007.9.1前安装率100% ■新车出厂注册登记之后180天内TPMS安装到位. 2）市场端要求(2004.9.16) ■轻型车前端市场：2004.9.16-2005.4.8间生产的车必须在2007.9.1前TPMS 完成安装。
■对汽车厂商而言的后端市场：在第一阶段生产的汽车必须部分或全部符合规定要 求。
TPMS胎压监测系统 价格,成本与报价
TPMS胎压监测系统价格，成本与报价TPMS（轮胎胎压监测系统），市场现在正处于上升趋势，大多的发达国家均己立法，让TPMS成为车辆标配。
而中国的车载电子市场中，TPMS也只是才露苗头。
很多电子厂家纷纷开始上马TPMS，由于现在交通道路事故很多是由于爆胎引发，因而许多驾驶员也开始注意到装配TPMS的好处。
因面胎压实时监测系统拥有巨大的潜力，是许多电子厂家可关注的新兴产业。
目前成本普通在每个传感器30至50元左右，市场销售一般可以在50至200元，还是有很多空间的。
目前TPMS系统的生产，主要采用Infineon SMI MELEXIs 以及美国GE的芯片为主传感器芯片。
下面对这几种方案做个简单的分析Infineon(下称：英飞凌) 的压力监测芯片主要以SP30，SP37为代表的SP系列，产品比较成熟。
且经过一些技术改造，加以软件的配合可以做到对18BAR的压力监测，可以应用到国内重型卡车上，当前国内的卡车，基本上以超载为主，如果不能做到监测18BAR以内的压力，重型卡车胎压监测基本上是一纸空文，故而要做重型卡车的胎压监测，英飞凌SP37是不二选择。
SP30，工作电压：2.1至3.6，温度范围：—40至125，待机电流0.4，采用PG －DSOSP－14封装，压力范围：450－900KPA，当前市场采购价20元人民币左右，一个传感器制成成本约为45元人民币，（不含研发费用，模具费，人工费，下同）。
SP37，工作电压1.9至3.6，温度范围：－40至125，侍机电流小于0.7，采用PG－DSOSP－14封装，压力范围：450－1400KPA，当前市场采购价为25－30人民币之间，一个传感器制成成本约为50－60人民币之间，一部22轮重卡，采用GPS导航仪为显示终端，另加一个信号中继，全车成本不到2千元，1600元左右。
当前市场上销售价为5000元，还是很有利润的。
优点：（1）硬件方面：带有加速度检测传感器，压力传感器，温度传感器，热关断传感器，电压检测传感器，及RF发射模块于一体的高度集成芯片；外围电路器件较少，电路体积较小；灵敏的125KHZ低频唤醒，可以自由设置RF发射模式ASK/FSK调制方式，并有完全集成的VCO和PLL合成器使得发射频率稳定在设置值；3个复用功能I/O 口；带有硬件曼切斯特编码器和曼切斯特低频检测器等。
席卷未来行车安全实施方案轮胎气压监测系统(TPMS)
席卷未来行车安全实施方案轮胎气压监测系统(TPMS) 个人收集整理仅供参考学习席卷未来地行车安全方案－轮胎气压监测系统（TPMS）林居敬TPMS发展历史轮胎是保障汽车性能地最重要因素之一，许多驾驶朋友往往还是忽略了轮胎中地问题，适当充气地轮胎不仅可增强安全性和性能，还能节省燃料并延长轮胎寿命.根据固特异(Goodyear)公司地数据，未充饱状态下每下降3个PSI将使燃料增加1%.但统计显示，有超过20%地轮胎仍处于未充饱状态.这不仅仅地降低了轮胎寿命，还增加了燃料消耗.更重要地是，这代表着许多地驾驶朋友正处于不安全地驾驶环境底下，安全堪忧.2002年由于凡世通（Firestone）出现品质问题，导致超过100人死亡和400人受伤地惨剧.此事引起各界注意，凡世通（Firestone）并于同年八月回收近650万只轮胎.保持胎压于安全标准内及实时发现胎压不足是防止爆胎地关键，所以TPMS毫无疑问是最理想地行车安全方案与工具.根据统计，爆胎引发地交通事故占总数70％左右.在时速160�N以上时发生爆胎，死亡率几乎是100％.目前许多国家地保险公司对爆胎事故地态度是不做理赔.根据中国公安交管部门交通事故数据显示，2021年1至11月交通事故389670起中，80989人死亡，因爆胎引发地事故就占了将近20%.而在高速公路46%地交通事故是由于轮胎发生故障引起地，爆胎就占了70%.目前估计将近91%地汽车胎压不符合标准.在不符标准地情况下紧急煞车，车辆方向会偏，严重时就会爆胎.美国已制订法规要求自2021年下半年起，所有新组装地汽车都必须装备TPMS.这主要是因为2000年夏天发生地一系列交通事故地起因都是由于未充饱地轮胎在行驶中从车体分离而导致相撞.新颁布地法令要求使用更先进地直接TPMS，即对每个轮胎中都进行压力监控.直接TPMS不仅有助于预防交通事故，而且每年节约地燃料消耗和汽车维护费用可达17亿美元，因为未充饱轮胎将缩短轮胎地寿命并增加燃料消耗.由于出现多起轮胎故障引起地交通事故，美国国会于2000年11月通过了TREAD法案（Transportation Recall Enhancement Accountability Documentation）.按照该法案和美国国家公路交通安全协会(NHTSA)地规定，新出厂轻型汽车TPMS装配率（整车毛重不超过4,536�K，即10,000磅）阶段计画如下：b5E2RGbCAP目前已有许多欧洲地车厂将TPMS配装于自己地车型，包括:宝马Z8、雪铁龙 C5、林肯大陆、克莱斯勒迷你箱型车、Concorde Limited 客车、庞帝克Bonneville SE等.应用地趋势及庞大地商机由此可见一般.p1EanqFDPw TPMS类型与结构TPMS主要分为两种类型，一种是采用车轮速度地WSBS TPMS(间接式TPMS)，另一种式采用压力感应器地PSB TPMS(直接式TPMS).其中，PSB TPMS在功能和性能上均占优势，主要由安装在汽车轮胎内地压力、温度感应器和讯号处理单元、RF发射器组成地TPMS发射模块，以及安装在汽车驾驶台上包括数字讯号处理单元地RF接收器、液晶显示器组成.而WSBS TPMS则是透过 ABS 轮速传感器来比较轮胎间地转速差别,以达监视胎压地目地,主要缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气和速度超过 100km/hr 地情况进行判断.盖括而言，直接式TPMS在功能及性能上均优于间接式TPMS.所以接下来介绍地重点将着重于直接式TPMS.其结构可分为两大部分，Know how各有不同：1 / 7个人收集整理仅供参考学习1. 发射模块： (1) 感测单元 (2) 讯号处理 (3) RF 模块2. 接收模块： (1) 接收单元 (2) 讯号处理 (3) 显示DXDiTa9E3d由于发射模块工作在剧烈振动、温差变化大和不便随时检修地环境下，所挑选地组件必须具备高标准地可靠度和稳定性，能工作在车规 -40℃到+125℃温度范围内.且为了缩小发射模块地体积、节省功耗和增强功能，建议尽可能选用整合型SoC.此外，TPMS 是一个按产业标准设计生产及检验，按消费性产品价格销售地物品，因此成本也是另一重要考量.接下来，针对TPMS地结构会做更详尽地介绍.RTCrpUDGiT 发射模块－感测单元现行地方案多为芯片整合模块，同步整合压力和温度感应，以及电源管理.且为强化功能，也可增加惯性感应器 (Inertial sensor)、电压检测、内部clock等，可实现汽车激活实时开机、自动唤醒、确保低功耗.此外为了便于识别个别TPMS发射器，每个感测单元都会有一组 6至8 bit 独特地ID码.此�K感测芯片整合模块大都基于MEMS技术来设计发展，目前车厂主要考虑以下列三个品牌为主 :(1) 电容式: Freescale MPXY8020、MPXY8040 (2) 压阻式: GE NovaSensor NPX1/NPXC01746，Infineon SensoNor SP12/30压阻式传感器是采用高精密半导体电阻组成惠斯顿电桥作为变换测量电路，其测量精密度0.01-0.03% FS.TPMS发射模块是安装于轮胎之内，基于不可能经常更换轮胎地考量下，必须保证在一节锂电池下工作至少 3-5 年，故低功耗及省电是非常重要地考量，让系统于大多数时间进入休眠模式,才能达到省电与延长电池寿命地目地.汽车激活和进入高速行驶时，唤醒TPMS系统地方法一般有二种 : (1) 利用软件设定定时检测.在发射模块上要安置Wake-up芯片，由接收器发出Wake-up讯号.(2) 在传感器模块中增加惯性传感器(Inertial sensor)，利用对物体移动地感应性，自动进入系统自检，行驶时可依照行驶速度自动调整检测周期.胎压与温度也是密切相关，这也是为什么一般感测单元会把温度感测也包含进来.就数据分析结果，每升高1℃，轮胎磨损就增加 2%，一般温度不能超过80℃，当温度达95℃，轮胎情况就非常危险.5PCzVD7HxA 发射模块－讯号处理与RF模块压力及温度地讯号经TPMS感测单元内地ASIC电路处理，透过SPI传输给讯号处理单元(MCU)，综合成数据串行再送入RF模块，按设定地 UHF 调变发射给安装在驾驶座里地接收模块.讯号处理单元(MCU)将已编码地数据串行经功率放大器调变在UHF指定地频率，由天线端发射出去.以TPMS安装在轮胎里地工作状况，天线采用印制在PCB板上地环状天线，发射功率要求功率放大器在9.5mA时能输出8-10dBm.为缩小发射模块地体积，也有组件供货商推出整合讯号处理与发射地SoC，如FreescaleMC68HC908RF2 和ATMEL ATAR862.至于RF地发射频率，一般常见地标准如下 :jLBHrnAILg 发射模块－讯号处理与RF模块压力及温度地讯号经TPMS感测单元内地ASIC电路处理，透过SPI传输给讯号处理单元(MCU)，综合成数据串行再送入RF模块，按设定地 UHF 调变发射给安装在驾驶座里地接收模块.讯号处理单元(MCU)将已编码地数据串行经功率放大器调变在UHF指定地频率，由天线端发射出去.以TPMS安装在轮胎里地工作状况，天线采用印制在PCB板上地环状天线，发射功率要求功率放大器在9.5mA时能输出8-10dBm.2 / 7个人收集整理仅供参考学习为缩小发射模块地体积，也有组件供货商推出整合讯号处理与发射地SoC，如FreescaleMC68HC908RF2 和ATMEL ATAR862.至于RF地发射频率，一般常见地标准如下 :xHAQX74J0X接收模块－接收单元与讯号处理一般地做法是将RF接收单元和讯号处理MCU安装在汽车仪表内，有些厂商也将带有键盘地 LCD 显示器安装在驾驶台上，能实时显示每个轮胎地压力、温度和每一个轮胎地ID识别码，以及警报.接收模块不像发射模块安装于较为严苛地工作环境，故其设计较为容易.较须注意MCU至少需要有8K Flash 和 32 I/O port，才能适应系统地需要.实际需求还是得依照当时设计而定.LDAYtRyKfE TPMS发展蓝图发展TPMS主要考量有：『低功耗』、『配重』(牵涉使用组件数量地多寡及体积)、『成本』.功耗跟电池使用寿命有绝对关系；而配重则牵涉到TPMS发射模块地安装.故TPMS设计方案地发展也依此考量为蓝图（请参考下图）.为降低功耗，设计趋势第一步走向内建惯性传感器，侦测到车辆移动才唤醒发射模块藉以节省电能，最终目标走向无电源模块，即内建MEMS电源以提供电能.至于配重及成本，整合型芯片为设计趋势.整合胎压传感器与MCU，再将RF发射也包含进来，至最后将MEMS也设计在一起，不但可减小模块体积，也节省成本提高市场竞争性.Zzz6ZB2Ltk市场上既有TPMS方案介绍提供TPMS配套地方案很多，芯片厂商包括Freescale飞思卡尔、英飞凌(SensoNor)、GE(NovaSensor)、Atmel、Maxim、东芝、飞利埔、Omron、Melxis、RF Monilithic等公司.飞思卡尔和英飞凌目前具有从胎压传感器、RF发射及接收器、到MCU地完整产品线，其它半导体公司主要提供从胎压传感器、RF、到MCU地若干配套方案.市场上TPMS方案能见度较高地主要由三家芯片供货商主导: Freescale，Infineon，GE.下面针对其方案做详细介绍:■Freescale 飞思卡尔发射模块由胎压传感器 MPXY80xx 及内含射频发射地微控制器MC68HC908RF2组成，MPXY80xx 工作在2.1-3.6V，具有低功耗地效能以延长电池寿命.并整合MCU wake-uptimer与自身地低频震荡器.此外，其输出为8bit 数字输出，并已经与MC68HC908RF2完成接口最佳化.接收模块主要由射频接收芯片MC33594及微控制器MC68HC908GT8及相关地外围线路组成.接收灵敏度为90dBm，因为讯号发射时间很短，加上每个发射单元都有其独特ID，就由此可减少汽车EMI地干扰影响.dvzfvkwMI1 3 / 7个人收集整理仅供参考学习Infineon 英飞凌（SensoNor）TPMS系统工作在315MHZ频率FSK模式下.亦可与其现行遥控车门开关(Remote Keyless Entry，RKE)方案整合，由于RKE已广泛应用在现代汽车市场，因此TPMS RF可与RKE系统共享资源将可节省系统成本.Infineon英飞凌推出三系列胎压传感器 : SP12，SP12T，SP30.传感器上整合了压力，温度，惯性传感器，以及一个电源控制监测器.SP12地压力范围从100到450Kpa;SP12T从50到1400Kpa适用于大型车辆.rqyn14ZNXI SP30整合了RISC MCU，可减少发射模块所使用地组件，且耗电流仅0.4uA.进一步达到成本节省，提高稳定度，降低功耗；目前出货量已超过1,000万，可靠性被广泛验证.Infineon英飞凌还将推出SP34、SP35、SP36和SP4x等产型号，其中SP35预计将在2021年年中量产.此外，英飞凌TPMS感应器最大地一个优势是有SPI接口，设计上将更有弹性.而且内建惯性感应器，可侦测车轮运转，多数时间车子处于静止状态，藉由惯性感应器地辅助，可大幅度节省电量.EmxvxOtOco 4 / 7个人收集整理仅供参考学习GE通用（NovaSensor）1995年开始，GE通用NovaSensor就提供压力传感器给TPMS系统.迄今出货量超过1000万片，统计其不良率仅为百万分之一（1ppm）.其出货地客户如Schrader，Smartire，TRW，Lear等均为一线大厂.从2021年初开始，GE通用二代胎压传感器NPX开始供货.整合了压力、温度传感器,及一8位RISC MCU.同年亦推出NPX II，与NPX I相比，NPX II除了具有NPXI地所有功能外，另整合了惯性感应器，可承受5000g地加速度.2021年，GE通用将推出NPXIII.NPX III具有NPX II地所有功能，也把RF发射电路整合一起成为单芯片方案.将为现行TPMS方案带来突破.SixE2yXPq5GE通用并有计画地发展不需要电池地TPMS感应器NPX IV.NPX IV内部整合一个由GE 通用自行研发地集电装置，可简化发射模块地设计，也可提高系统地量测频率，达到降低系统成本地要求.■TPMS商机庞大在汽车电子市场，TPMS未来5年内年增长率超过25%地市场.且在TREAD法案和NHTSA地规定驱动下，2021年全球6,730万部出厂轻型汽车中将有580万部装配TPMS，装配率达9%；而Strategy Analytics更预测到2021年，7,940万部新出厂汽车中，装配率将升到近34%.下图为各类型TPMS 2021~05年地表现，以及到2021年地需求预测.如此庞大地商机，势必会吸引许多芯片厂商投入战场.（本文作者现任新加坡商立先国际电子Future Electronics OEM Sales Manager）.6ewMyirQFL 5 / 7感谢您的阅读，祝您生活愉快。
高集成度胎压监测发射系统设计与实
高集成度胎压监测发射系统设计与实现摘要：介绍了胎压监测(TPMS)发射系统的基本构成和特性，给出了基于SP37的胎压监测发射系统设计方案，讨论关键元器件的选取及使用注意事项，并介绍了系统的软件设计和低功耗策略。
该设计实现的发射系统具有高集成度、低功耗、低成本、射频效率高等特点。
前言车辆在行驶过程中，车辆驾驶人员最担心和最难预防的就是爆胎问题，它会引起或诱发严重的交通事故，特别是在车辆高速行驶时，轮胎爆破将更加危险。
据统计，国内的公路交通事故70%以上都是由轮胎问题引起的，而在美国这一比例则高达80%。
为了预防爆胎，轮胎压力监测系统逐渐成为车辆的必要配置，轮胎气压监视系统属于“事前主动”型安保，即在轮胎出现危险征兆时，如轮胎快漏气、温度高、气压高、气压低等能及时报警，采取措施，将事故消灭在萌芽状态，确保汽车在行驶过程中始终处于安全状态。
发射系统的组成安装在轮胎内的TPMS发射模块是整个TPMS的核心部件，轮胎内部环境非常恶劣，轮胎又是经常处于高速的运动状态下。
该产品又是汽车产品安全件，其应在各种环境下具有高可靠性，如阴天、下雨、雪天等不同天气环境;各种路况，例如国道、高速、乡村公路、山路等等;冬季中极寒冷地区(-40℃);夏季中的炎热地区(汽车在频繁刹车时轮胎内温度可达125℃);不同的车速(0～200km/h)等。
另因其防水、防腐蚀需要，整个发射PCB板和电池被环氧灌封胶所密封，所以发射模块一旦安装上，整个使用期间，就不能更换电池和元器件，一般发射系统都要求有5～6年使用工作寿命，这就需要在设计时要严格选择各个器件。
TPMS发射系统主要完成的功能是：对轮胎的压力、温度、加速度等信息进行测量，并将测量得到的压力、温度等信息进行处理，判断是否出现高温、高压、低压等情况，若出现上述情况之一，则系统把数据信息叠加到433.92MHz的载波上，通过天线进行发射，提供给车身控制器。
根据胎压发射系统需要完成的功能，发射系统需要包括：(1)压力温度传感器;(2)微控制器;(3)RF发射器;(4)电池;(5)天线。
基于SP370的直接式TPMS系统设计
基于SP370的直接式TPMS系统设计庄严;王凌云;张国玉;王醒华【摘要】汽车轮胎压力监测系统(TPMS)是行车安全的保障.文章研究了直接式胎温胎压监测系统的结构和工作原理,采用英飞凌SP370传感模块和TDA5235RF接收芯片设计了一种直接式汽车胎温胎压监测系统.重点解决了轮胎的压力、温度数据实时监测及发射器与接收器距离远,接收信号不可靠等问题.所设计的系统体积小、功耗低,在每天行车15小时的情况下,模块使用周期在五年以上.且数据采集发射模块的温度压力测量精度高,可以确保传输数据的准确性,并能在胎压过高、过低或温度过高时报警.进而达到行车安全、节省油耗的作用.【期刊名称】《科技创新与应用》【年(卷),期】2017(000)024【总页数】3页(P94-95,97)【关键词】轮胎压力;SP370;轮胎压力检测系统;TDA5235【作者】庄严;王凌云;张国玉;王醒华【作者单位】长春理工大学,吉林长春 130022;长春理工大学,吉林长春 130022;长春理工大学,吉林长春 130022;长春理工大学,吉林长春 130022【正文语种】中文【中图分类】U463.341汽车自诞生以来，已经走过了一个世纪，一直在人们的生活中扮演着不可或缺的角色。
当人们对汽车愈发依赖时，由汽车引发的交通事故也令人们惋惜。
其中，由轮胎异常引起的事故在所有的事故中所占比例最大，后果最为严重，人们对轮胎问题的关注度也越来越高，汽车胎温胎压监测系统应际而生。
汽车胎温胎压监测系统（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）是一种基于无线传输技术，通过安置在轮胎内部的高灵敏度的集成传感器，对轮胎的压力、温度等数据实时传递，使驾驶员可以随时了解轮胎状态的监测系统，是行车安全的保障。
胎压测量发射模块安放在每个车轮的轮毂上，工作条件恶劣。
要求测量模块具有宽温、抗干扰能力强、测量精度高、发射稳定性好、体积小等特点。
大学毕业设计---基于sp37汽车胎压监测传感器研究
河北工业大学毕业论文作者：朱铭健学号： 113009学院：控制科学与工程学院系(专业)：自动化题目：基于SP37汽车胎压监测传感器的设计及实现指导者：梁涛教授(姓名) (专业技术职务)评阅者：(姓名) (专业技术职务)2015年 6 月 2日目录1 绪论 (1)1.1 课题研究背景 (1)1.2 国内外轮胎压力检测系统发展现状 (1)1.2.1 国外轮胎压力检测系统发展现状 (2)1.2.2 国内轮胎压力检测系统发展现状 (2)1.3 课题研究意义 (2)1.4 课题主要实施内容，总体方案 (2)2 相关理论与系统介绍 (3)2.1 汽车轮胎压力检测系统概述 (3)2.2 SP37芯片介绍 (4)2.3 相关软硬件工具介绍 (6)2.3.1 开发软件 (6)2.3.2 烧录器 (7)3 SP37传感器外围电路设计 (8)3.1 硬件系统功能概况 (8)3.2 硬件系统目标 (9)3.3 硬件系统总体分析 (9)3.3.1 低频接收电路 (12)3.3.2 高频发射电路 (12)3.3.3 系统工作电路 (13)4 软件设计 (14)4.1 软件需求 (14)4.1.1 LF低频唤醒 (14)4.1.2定时器唤醒 (16)4.1.3初次上电或系统复位 (16)4.2 程序流程图 (17)4.3 相关配置 (17)5 开发过程及测试结果 (18)5.1 开发过程 (18)5.2 测试 (18)5.3检测精度及使用年限 (20)结论 (23)参考文献 (24)致谢 (25)附录 A 部分程序 (26)1 绪论轮胎压力监测系统（Tire Pressure Monitoring System，TPMS），是一种利用安装在汽车轮胎内的胎压监测传感器采集汽车轮胎压力、温度、加速度等数据，并将数据利用无线传输技术传送到驾驶室内的显示终端中，实时地显示以上相关数据，并在轮胎出现异常时对驾驶者进行预警的汽车主动安全系统。
sp37
一种基于SP37的新型TPMS系统设计2011-07-20来源：阿里巴巴访问量：11我要评论(0)字号：T|T今日风向标 | 五金面面观 | 热点专题今日导读本网加强与树人大学交流合【机电在线讯】3月30日，本网总经理戴海洋一行驱车去…∙新场地、新面孔、新希望，开启发展新篇章∙智利遭遇7.2级地震专家称其对铜矿生产∙五金产品朝向节能环保发展浅析摘要：简要介绍了胎压监测系统(TPMS)的组成，提出了一种基于新型传感器SP37的胎压监测系统。
该系统采用SP37和MAX1473作为无线收发芯片，详细阐述了其软件和硬件设计中的关键技术。
实际测试效果表明，该系统接收灵敏度可达到-100 dBm，高速跑车时速100 km时工作稳定。
汽车胎压监测系统(Tyre Pressure Monitoring System，TPMS)是一种能对汽车轮胎气压、温度进行自动检测，并对轮胎异常情况进行报警的预警系统。
目前直接式TPMS发射模块较多采用以下两种方案：1)电池+单片机+传感器+射频芯片，2)是电池+内部集成MCU的传感器+射频芯片。
前一种方案由于集成度低、体积和功耗大而被市场逐渐淘汰，后一种方案是当前市场上较为先进的产品设计形式。
随着半导体及硅显微机械加工技术的快速发展，一种新的设计方案即电池+内部集成MCU和RF的专用传感器正成为TPMS发射模块设计的主流。
这种方案集成度更高，体积和功耗更小，使用寿命更长，产品竞争力也更强。
本文选用Infineon新一代系统级芯片SP37作为胎压传感器和射频发射器，选用MAXIM公司的MAX1473作为接收芯片，设计完成了一种新型胎压监测系统。
1 系统描述胎压监测系统组成如图1所示，轮胎压力传感器分别安装在4个车轮轮毂上，负责测量轮胎内部的压力、温度和电池电压等物理状况，并将测量数据通过无线形式按照一定的规律发给胎压控制器。
驾驶员通过胎压控制器上的显示屏和按键可查看4个轮胎的压力值、温度值。
汽车电子胎压检测系统-SP37 胎压监测传感器TPMS+SP37+低频接收器应用攻略
SP37LF-应用笔记导言1 导言SP37是一种高度集成并经优化的压力传感器，用于汽车电子胎压监测系统（TPMS)。
SP37包含了一个完整的TPMS 车轮模块所需的所有基本构件，仅仅只需少量的外部元件。
图1是SP37的简图。
器件包含一个兼容8051的单片机，可以从6 kByte 大小的片上闪存执行用户应用代码。
器件上的很多功能由特殊功能寄存器（SFR)控制，而用户代码又可操控特殊功能寄存器（SFR ）。
一旦器件复位，SFR 便赋默认值。
此文件仅仅讨论那些需要更换的寄存器和位。
然而，在讨论低频接收器时（LF receiver ），为了使其更为完整，也列举了一些不必更换的特殊功能寄存器（SFR)。
图1 SP37简图此应用笔记讲述范围是低频接收器部件，以及如何以最低功耗应用它。
低频（LF)接口的目的是为了实现与车轮模块的双向通信，具体原因如下：∙ 触发压力测量（在接到指令时上报压力） ∙ 触发特定ID 号传输（车轮定位特征）∙ 触发操作模式，如生产和维护时的诊断模式 ∙ 更新用户配置数据，如压力电报传输的频率等车轮模块的功耗对其使用寿命至关重要。
由于射频接收器（RF receiver)的功耗相对较高，因此无法通过射频实现从车辆电子器件到车轮模块的通信。
而，低频接收器（LF receiver ）却能以极低的功耗，实现上述通信。
相反，由于射频发射器（RF transmitter ）的功耗远远低于低频发射器（LF transmitter ），因此射频是实现从车轮模块返回车辆电子器件通信的最佳方式。
低频接收器(LF receiver ）有若干配置选项，由特殊功能寄存器（SFR)控制，可决定以下系统参数：LF 接收器∙平均低频电流消耗，如模块运行寿命等 ∙低频灵敏度∙低频信号类型，如未经调频的或已被调频的载波∙低频信号长度（载波脉冲宽度，电文长度以及信号重复的必要条件）2 低频接收器图 2 所示为低频接收器简图。
TPMS方案简介
TPMS简介
TPMS主要用于行车过程中实时自动监测各个轮胎的压力、温度信息，对轮胎的过压、欠压、漏气等进行实时报警，保障行车安全，降低油耗及轮胎的损耗。
本方案发射端采用英飞凌SP370方案，接收端采用适合车载电子使用的Microchip MCU，系统可靠，实时性强，在高速行驶时不丢数据。
传感器安装方式有内置、外置两种，显示器可独立显示，也可与其他设备集成。
产品特性：
1、传感器安装方式：内置、外置均可，外置可更换电池
2、报警功能：低压报警、高压报警、快速漏气报警、慢漏气报警、高温报警、
传感器低电压报警、传感器失效报警
3、支持轮胎数量：4 ~ 26，所有轮胎数据可同时显示
4、高速行驶时不丢信号
5、传感器发射数据周期：可调
6、轮胎位置随意调换，无需担心位置安装错误
7、压力报警值可分别设置，方便适合多种车型
8、与其他设备集成接口：串口、I2C、CAN总线
9、压力单位支持kPa、Bar、PSI
10、温度单位支持℃、℉
产品参数：
传感器压力监测范围0 ~ 350kPa（0 ~ 3.5Bar）
传感器监测温度范围-40 ~ 105℃
工作频率433.92MHz
发射功率小于10dBm
无线发射距离空旷距离100米
传感器工作电流静态电流：小于1uA
发射电流：小于18mA
显示器工作电流静态电流：小于5uA
工作电流：30mA（包含显示背光）
显示器供电方式直流可充电，5~12V输入
显示器工作温度-20℃~ 85℃
传感器工作温度-40℃~ 125℃
传感器工作时间内置：不小于6年
外置：不小于3年。
汽车胎压监视系统的设计方案
汽車胎壓監視系統的設計方案上網時間: 2005年03月20日打印版推薦給同仁發送查詢汽車胎壓監視系統(TPMS)主要用於在汽車行駛時即時地對輪胎氣壓進行自動監測，對輪胎漏氣和低氣壓進行警報，以保障行車安全，是駕車者和乘車人員的生命安全保障預警系統。
本文詳細介紹了TPMS系統的組成以及元件選擇、節能和安裝等設計考慮因素。
在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔心和最難預防的，也是突發性交通事故產生的重要原因。
據統計，在高速公路上產生的交通事故有70%-80%是由於爆胎引起的，怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的一個重要課題。
據有關專家的分析，保持標準的車胎氣壓行駛和及時發現車胎漏氣是防止爆胎的關鍵，而TPMS毫無疑問將是理想的工具。
目前，TPMS主要分為兩種類型：一種是基於車輪速度的TPMS(WSB TPMS，間接式TPMS)，這種系統是透過汽車ABS系統的輪速感測器來比較輪胎之間的轉速差別，以達到監視胎壓的目的，該類系統的主要缺點是無法對兩個以上輪胎同時缺氣的狀況和速度超過100公里/小時的情況進行判斷；另一種是基於壓力感測器的TPMS(PSB TPMS，直接式TPMS)，這種系統是利用安裝在每一個輪胎裏的壓力感測器來直接測量輪胎的氣壓，並對各輪胎氣壓進行顯示及監視，當輪胎氣壓太低或有滲漏時，系統會自動警報。
PSB TPMS在功能和性能上均優於WSB TPMS。
許多歐洲的汽車廠商已將PSB TPMS配裝於自己的車型之中，其中包括德國寶馬的Z8、法國雪鐵龍的C5、林肯大陸、克萊斯勒與道奇迷你箱型車以及Chrysler 300M與Concorde Limited客車、龐帝克的旗艦Bonneville SE等。
目前中國大陸多數汽車廠商還沒有進行這方面的研究，但隨著國際化的要求和國產汽車的出口，對這部份的研發將具有迫切需求。
TPMS系統組成PSB TPMS主要由安裝在汽車輪胎內的壓力、溫度感測器和訊號處理單元、RF 發射器組成的TPMS發射模組，以及安裝在汽車駕駛台上包括數位訊號處理單元的RF接收器、液晶顯示器(LCD)組成。
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胎压监测系统(TPMS)成本方案
TPMS（轮胎胎压监测系统），市场现在正处于上升趋势，大多的发达国家均己立法，让TPMS成为车辆标配。
而中国的车载电子市场中，TPMS也只是才露苗头。
很多电子厂家纷纷开始上马TPMS，由于现在交通道路事故很多是由于爆胎引发，因而许多驾驶员也开始注意到装配TPMS的好处。
因面胎压实时监测系统拥有巨大的潜力，是许多电子厂家可关注的新兴产业。
目前TPMS系统的生产，主要采用Infineon SMI MELEXIs 以及美国GE的芯
片为主传感器芯片。
下面对这几种方案做个简单的分析
Infineon(下称：英飞凌) 的压力监测芯片主要以SP30，SP37为代表的SP系列，产品比较成熟。
且经过一些技术改造，加以软件的配合可以做到对18BAR的压力监测，可以应用到国内重型卡车上，当前国内的卡车，基本上以超载为主，如果不能做到监测18BAR以内的压力，重型卡车胎压监测基本上是一纸空文，故而要做重型卡车的胎压监测，英飞凌SP37是不二选择。
SP30，工作电压：2.1至3.6，温度范围：—40至125，待机电流0.4，采用PG －DSOSP－14封装，压力范围：450－900KPA，当前市场采购价20元人民币左右，一个传感器制成成本约为45元人民币，（不含研发费用，模具费，人工费，下同）。
SP37，工作电压1.9至3.6，温度范围：－40至125，侍机电流小于0.7，采用PG－DSOSP－14封装，压力范围：450－1400KPA，当前市场采购价为25－30人民币之间，一个传感器制成成本约为50－60人民币之间，一部22轮重卡，采用GPS导航仪为显示终端，另加一个信号中继，全车成本不到2千元，1600元左右。
当前市场上销售价为5000元，还是很有利润的。
优点：（1）硬件方面：带有加速度检测传感器，压力传感器，温度传感器，热关断传感器，电压检测传感器，及RF发射模块于一体的高度集成芯片；外围电路器件较少，电路体积较小；灵敏的125KHZ低频唤醒，可以自由设置RF发射模式ASK/FSK调制方式，并有完全集成的VCO和PLL合成器使得发射频率稳定在设置值；3个复用功能I/O 口；带有硬件曼切斯特编码器和曼切斯特低频检测器等。
（2）软件方面：带有随机数发生器避免数据发生冲突；带有循环冗余CRC校验；内部带有标准库函数，直接调用可以实现压力，温度，加速度，热关断，电源电压值，压力补偿，温度补偿等已有厂家固化的标准库函数，TPMS发射部分软件编写和调试相对容易实现。
（3）功耗由上表可知较低，可以通过软件对间断定时器的设置控制，可以使功耗较低，延长系统使用寿命。
缺点就是价格贵些，研发有点难度。
其它SMI和MELEXIS芯片，由于气压监测范围比较低，一般来说可以制成轿车的TPMS，SMI采购价为5元人民币，制成一套简易形轿车TPMS，采用点烟器LED 显示高低压，成本不超过70元，当前市场销售价一般在200元左右。
MELEXIS，虽不能做到18BAR，但是做成一般客车产品，还是足够，市场采购价31元。
整车成本在1000元左右（客车）。
整合了压力传感器、温度传感器和一个电池电压监测器，提供三合一传感功能并且测量准确性达到1%。
它可以设定不同的压力范围（最高达1400kPa），通常在100KPa—800KPa范围内进行压力测
量。
在25°C环境温度下，睡眠电流小于0.5 uA，并且外部PZT 检测震动达4000G，车辆不运动时TPMS 不工作，有利于延长电池寿命。
缺点：没有集成加速度模块，需要增加外围加速度测量模块，这样就造成外围电路成本增加。
解决方案：村田冲击传感器PKGS-25TA-R可检测出轮胎是否在旋转，它主要用于轮胎压力监控系统的节电，如村田顽童或某辆汽车静止时可借助振动传感器自动控制轮胎压力监控系统进入待机或关机状态，以节省不必要的电源浪费。
此外，它也是一款可用作气囊辅助传感器的加速度传感器，用于检测汽车的碰撞。
它的主要特性包括：1）共振频率高(39kHz)，可在高频区检测加速度；2）支持通过回流焊进行表面安装；3）工作温度范围为-40℃到+125℃；4）尺寸为4.8×2.3×1.3mm。
MELEXIS芯片本身所具性能与SP37基本一样，另外还需外加RF发射模块（如TH72XXX），电路体积较大，
当前TPMS分内置与外置两种，内置式要考虑装在胎内，所以一般钢丝胎为主，要装内胎，有两种方式，一：与内胎厂家合作，生产带传感器的内胎，二：直接在采购后，割开一个口子安装，再补胎，（比较不现实也不容易为司机接受），这两种方式都存在一个重要问题，就是内置式的电池更换，如果是无内胎式，电池还易于更换。
但是内胎式的电池就成问题，于是采用更好，容量更大的问题，就成麻烦，现在很多TPMS厂家，采用了以色列军工生产的锂电池，既：以色列锂电池Tadiran TL-5902，该电池具有工作状态稳定，温度适应范围广泛，寿命长，放电稳定，曲线良好的众多优点，缺点是价格高些，采购价在7元左右。
不论是外置式，还是内置式，TPMS传感器的防水都是问题。
现在有很多厂家采用电路板封胶，也有的采用脂态硅脂灌注，既：让传感器内部空间被硅脂占满，没有进水的空间的方式。
这也不失是一种良好的解决方法。
外置式传感器还有个问题，即防盗，一般的厂家均采用防盗跟转外壳，使传感器与外壳分体，这样不论如何旋转，传感器本身不会与外壳一同旋转。
外壳的拆装采用隐性折装方法。
当前先写这些，不足之处，再予补充，谢谢。