基于MPXY8300和STM32的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計　

作者 曹景勝 遼寧工業(yè)大學(xué) 汽車與交通工程學(xué)院(遼寧 錦州 121001)

*基金項目：2016年遼寧省教育廳重大科技平臺項目(編號：JP2016014)

曹景勝(1984-)，男，碩士，實驗師，研究方向：智能汽車電子與汽車主動安全技術(shù)研究與開發(fā)。

摘要：汽車胎壓過低、過高或處于高溫等異常情況是引起道路交通事故的重要原因之一，因此汽車行駛安全引起人們的普遍關(guān)注。設(shè)計了基于MPXY8300和STM32的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，采用MPXY8300胎壓傳感器實時采集汽車輪胎的胎壓和溫度，同時將傳感數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)揭?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/STM32">STM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進行顯示和監(jiān)測。測試和實驗結(jié)果顯示監(jiān)測準確、穩(wěn)定，能可靠地減少由于胎壓造成的汽車行駛安全問題。

0 前言

　　汽車作為人們出行的重要交通工具得到了快速發(fā)展，但是隨之而來的是交通事故的增多，其中汽車胎壓異常是造成道路交通事故的重要原因之一，因此如何智能監(jiān)測汽車行駛過程中的胎壓情況，當(dāng)胎壓出現(xiàn)異常能及時進行報警和必要的處理，提高汽車行駛安全性^[1-3]，引起了人們的高度關(guān)注。本文設(shè)計了基于MPXY8300和STM32的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，采用MPXY8300胎壓傳感器實時采集汽車輪胎的胎壓和溫度，并將數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)揭許TM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進行顯示和監(jiān)測，解決了汽車行駛過程中胎壓過低、過高、爆胎等胎壓異常問題。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

　　系統(tǒng)包括采集發(fā)射終端和接收顯示終端兩部分。其中采集發(fā)射終端基于MPXY8300胎壓監(jiān)測傳感器，實時采集汽車4個輪胎的壓力和溫度，并將傳感器數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)桨惭b在駕駛室內(nèi)部的接收顯示終端。接收顯示終端以STM32微控制器為核心，無線接收傳感器數(shù)據(jù)并解調(diào)出有效的胎壓和溫度值顯示在12864中文液晶屏上，使得車主實時觀測到汽車胎壓，若胎壓出現(xiàn)異常情況，則進行聲光預(yù)警。系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

　　系統(tǒng)硬件電路設(shè)計主要包括采集發(fā)射終端的MPXY 8300傳感器電路、3.7 V鋰電池供電電路、RF發(fā)射電路、輪胎壓力采集電路、輪胎溫度采集電路等;接收顯示終端的STM32最小系統(tǒng)電路、直流電源供電電路、MC33594 RF接收電路、12864液晶顯示電路等。系統(tǒng)硬件設(shè)計框圖如圖2所示。

　　2.1 MPXY8300傳感器電路

　　采集發(fā)射終端選用的是飛思卡爾(現(xiàn)被NXP收購)生產(chǎn)的MPXY8300胎壓傳感器，該傳感器是專門用于監(jiān)測汽車胎壓的20管腳芯片，內(nèi)部集成了壓力、溫度、微控制器和RF輸出，其中RF輸出為MC33493模塊，能夠?qū)崿F(xiàn)曼徹斯特或雙相位數(shù)據(jù)編碼和ASK/FSK調(diào)制功能^[4]。MPXY8300最小系統(tǒng)電路原理圖如圖3所示。

　　2.2 RF接收電路

　　針對采集發(fā)射終端無線發(fā)送的傳感器數(shù)據(jù)，接收顯示終端則采用RF接收芯片進行無線接收，設(shè)計中采用的是MC33594射頻接收芯片。該芯片是飛思卡爾公司為匹配MPXY8300胎壓傳感器中集成的MC33493射頻應(yīng)用而推出的高靈敏度、低功耗無線射頻接收器。該芯片內(nèi)部集成壓控振蕩器(VCO)、中頻帶通濾波器 ^[5]，接收靈敏度可達-105 dbm。設(shè)計中采用SPI接口與STM32微控制器的PA5引腳(SPI1_SCK)、PA6引腳(SPI1_MISO)、PA7引腳(SPI1_MOSI)進行硬件連接。RF接收電路原理圖如圖4所示。

3 系統(tǒng)軟件設(shè)計

　　系統(tǒng)軟件主要包括胎壓采集發(fā)射和無線接收顯示兩部分嵌入式軟件，基于C語言進行編寫，采集發(fā)射嵌入式軟件主要分為系統(tǒng)初始化模塊、汽車胎壓采集模塊、輪胎溫度采集模塊、RF無線發(fā)射模塊等，該軟件運行于采集發(fā)射終端;無線接收顯示嵌入式軟件主要分為系統(tǒng)初始化模塊、MC33594 RF無線接收解調(diào)模塊、12864液晶顯示模塊等，其軟件流程圖如圖5所示。

　　系統(tǒng)實物現(xiàn)已制作完畢，將采集發(fā)射終端安裝在汽車輪胎的氣門處^[6]，接收顯示終端安放于汽車駕駛室儀表盤附近，進行軟硬件聯(lián)合調(diào)試，其胎壓性能測試和實驗結(jié)果如表1所示，結(jié)果表明達到了設(shè)計預(yù)期。

4 結(jié)論

　　針對汽車胎壓異常情況引起道路交通事故的問題研究和設(shè)計了基于MPXY8300和STM32的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，采用MPXY8300胎壓傳感器實時采集汽車輪胎的胎壓和溫度，同時將傳感數(shù)據(jù)無線傳輸?shù)揭許TM32微控制器為核心的嵌入式接收終端進行顯示和監(jiān)測。極大提高了汽車行駛安全的效率，具有很好的市場應(yīng)用前景。

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　　本文來源于《電子產(chǎn)品世界》2018年第5期第43頁，歡迎您寫論文時引用，并注明出處。