地磅廠家測(cè)試裝置的設(shè)計(jì)方案

廣東力固地磅廠今天給大家介紹一下地磅輪壓信號(hào)測(cè)試裝置方面的知識(shí)：

一、系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì)

1.理論分析

保持氣壓的確定，讓輪胎盡量工作在額定的安全氣壓下，是汽車輪胎安全工作的前提條件，因此在使用過程中胎壓的大范圍波動(dòng)變化會(huì)直接影響它的壽命，嚴(yán)重的會(huì)引發(fā)安全事故隱患。如圖1所示，為某型號(hào)的汽車輪胎胎壓變化與輪胎壽命的關(guān)系變化圖。其中額定工作氣壓下的壽命為100%。從圖上可以看出，輪胎胎壓過高或過低都對(duì)輪胎不利。

除氣壓外，溫度對(duì)輪胎壽命的影響也非常大如圖2所示。為某型輪胎的溫度變化與行駛里程之間的關(guān)系。

2.TPMS硬件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)由發(fā)射和接收兩部分組成，發(fā)射部分有四個(gè)模塊，分別安裝在汽車的四個(gè)輪胎中，接收系統(tǒng)安裝在駕駛員座艙內(nèi)，可實(shí)時(shí)顯示四個(gè)輪胎的溫度與壓力。發(fā)射系統(tǒng)和接收系統(tǒng)之間無線采用單工異步數(shù)字通信方式進(jìn)行通信。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如圖3所示。

3. TPMS軟件系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)

整個(gè)軟件架構(gòu)主要由三個(gè)模塊組成：初始化模塊、傳感器數(shù)據(jù)測(cè)量模塊、RF發(fā)射模塊。這三個(gè)模塊盡量做成函數(shù)包，方便移植和功能升級(jí)。

二、具體電路設(shè)計(jì)

1.發(fā)射系統(tǒng)設(shè)計(jì)

發(fā)射系統(tǒng)框圖如圖4所示，系統(tǒng)由測(cè)量輪胎內(nèi)部壓力、溫度檢測(cè)電路與信號(hào)放大電路、微處理器模塊、射頻發(fā)射模塊等組成。工作過程是傳感器將檢測(cè)到的溫度與壓力信息轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，經(jīng)過放大器放大再轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)傳送給微處理器進(jìn)行分析處理，最后經(jīng)射頻發(fā)射電路以電磁波的形式發(fā)射出去。

2.傳感器電路設(shè)計(jì)

SP12數(shù)字壓力傳感器芯片，基于MEMS技術(shù)來設(shè)計(jì)、生產(chǎn)的，集成了半導(dǎo)體壓力及溫度傳感器，具有數(shù)字信號(hào)處理和電源管理器模塊。為了增加胎壓監(jiān)測(cè)的精度及響應(yīng)速度，傳感器模塊內(nèi)部還增加了加速度檢測(cè)、電源檢測(cè)、內(nèi)部時(shí)鐘、模數(shù)轉(zhuǎn)換、閃存及其他功能的數(shù)字信號(hào)處理單元。

3.射頻發(fā)射單元電路設(shè)計(jì)

發(fā)射系統(tǒng)是裝在輪胎內(nèi)部，接收系統(tǒng)安裝在駕駛室，它們之間采用無線數(shù)字通信的方式，無線射頻發(fā)射單元電路圖如圖6所示，調(diào)節(jié)偏壓電阻R3的阻值可以調(diào)節(jié)輸出發(fā)射功率，現(xiàn)取R3=22K則發(fā)射功率可由W=U㎡/R算出，若所設(shè)的頻率值小于其最大發(fā)射功率10dBM,可有效地實(shí)現(xiàn)低功耗要求。

4.接收系統(tǒng)設(shè)計(jì)

接收系統(tǒng)主要包括解調(diào)電路、接收處理、聲光報(bào)警器以及人機(jī)接口四部分，如圖7所示。主要完成數(shù)據(jù)的接收和解調(diào)數(shù)據(jù)的處理、顯示、聲光報(bào)警器和手動(dòng)設(shè)定單片機(jī)的功能。

三、軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.發(fā)射系統(tǒng)主程序設(shè)計(jì)

發(fā)射系統(tǒng)主控設(shè)計(jì)主要是將傳感器送過來壓力、溫度信號(hào)進(jìn)行分析、比較、編碼，控制射頻發(fā)射電路將信息發(fā)送出去。

2.接收系統(tǒng)程序設(shè)計(jì)

接收系統(tǒng)主要工作是，先調(diào)節(jié)得到溫度值和壓力值等數(shù)據(jù)。然后進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)，判斷ID、CRC校驗(yàn)碼是否正確，如果不正確，則舍棄數(shù)據(jù)等待接收新數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)正確后將壓力，溫度與閥值進(jìn)行比較，判斷輪胎工作是否正常，并進(jìn)行顯示和報(bào)警操作。

3.無線異步通訊的軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用射頻通信方式，為了實(shí)現(xiàn)輪胎發(fā)射系統(tǒng)和中央接收系統(tǒng)間的無線通信，必須制定一個(gè)通訊協(xié)議。

4.軟件抗干擾設(shè)計(jì)

輪胎的工作環(huán)境惡劣，實(shí)際工作中，容易出現(xiàn)尖峰誤差。為了消除這些干擾因素，單片機(jī)的程序編程中使用了軟件濾波的方法。

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