當(dāng)胎壓監(jiān)測變得智能

“聯(lián)網(wǎng)汽車”這個詞一般讓人聯(lián)想到自動駕駛汽車。但聯(lián)網(wǎng)汽車其實可以提供多種功能，其中一項是胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）。

顧名思義，TPMS提供車輛輪胎充氣壓力的實時數(shù)據(jù)，所以不會出現(xiàn)輪胎突然沒氣了的窘?jīng)r。除此之外，TPMS還提供有關(guān)輪胎溫度的關(guān)鍵信息，溫度過高可能說明車輪未對準(zhǔn)而造成摩擦過大，這會導(dǎo)致輪胎過早磨損并降低駕駛安全性。較新的輪胎型號還能測量加速度，有些還可以測量輪胎的旋轉(zhuǎn)方向。此外，TPMS傳感器還可以提示其自身的電池電壓水平，提醒何時應(yīng)更換電池。

TPMS自身只能實現(xiàn)這些功能。但是有了集成的藍(lán)牙低功耗連接性，其在聯(lián)網(wǎng)汽車中的功能和應(yīng)用將得到很大的擴展。

TPMS的基本概況

TPMS在2007年和2014年分別成為美國和歐盟的強制性要求。有兩種類型的TPMS，直接（dTPMS）和間接（iTPMS）。間接胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（iTPMS）不使用物理壓力傳感器，它主要通過測量每個車輪的轉(zhuǎn)速來監(jiān)測氣壓。這種方法是有效的，因為充氣不足的輪胎其直徑略小于充氣正常的輪胎（因此角速度更快）。這些差異可以通過ABS/ESC系統(tǒng)的輪速傳感器測量。

iTPMS的一個主要難點是它無法測量絕對胎壓值。當(dāng)輪胎充氣至正確的壓力時，按下復(fù)位按鈕可校準(zhǔn)相對于初始讀數(shù)的所有后續(xù)測量值。此外，iTPMS對不同輪胎類型、路面和行駛速度的影響很敏感。

與iTPMS相比，直接胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（dTPMS）報告絕對胎壓值。它通過使用一般位于每個輪胎輪輞內(nèi)的壓力傳感器來實現(xiàn)。有些系統(tǒng)還測量和報告輪胎溫度。許多TPMS在車輛行駛和停車時都顯示實時胎壓。

大多數(shù)dTPMS都是電池供電的。一些傳感器采用基于電磁感應(yīng)的無線電力系統(tǒng)，類似于RFID標(biāo)簽讀取中使用的系統(tǒng)。這使傳感器更輕巧。

為dTPMS供電的電池不可更換，當(dāng)電池耗盡時，整個傳感器都需要更換。此外，dTPMS內(nèi)的敏感電子元件會隨著時間而磨損，并且會受到壓力和振動的影響。低斷面輪胎中的TPMS傳感器容易更快磨損，特別是在路況較差的情況下。

今天，在美國TPMS最常使用315MHz來將輪胎信息傳輸?shù)杰囕v中的接收器。不過，不同地區(qū)使用的頻率有所差異，因此沒有單個全球平臺可以支持它。在行駛模式下，傳感器平均每60至180秒傳輸一次。在停車或靜止模式下，取決于制造商，傳感器可以周期性地傳輸，或者當(dāng)傳感器檢測到胎壓變化時進行傳輸。如果輪胎發(fā)生快速漏氣，大多數(shù)傳感器會進入警報模式發(fā)出警報。

不過，直接TPMS無線電信號技術(shù)容易受到干擾。大多數(shù)TPMS傳感器使用125 kHz的低頻信號激活。接收到此低頻信號迫使傳感器進行傳輸。汽車商店中可以找到的幾種廣泛使用的測試設(shè)備會在這些頻率附近發(fā)出信號。來自其他車輛的信號有時也會啟動傳輸。

這些困難使得一些制造商將TPMS建立在藍(lán)牙低功耗（BLE）通信標(biāo)準(zhǔn)上。BLE既提供單一的全球平臺，可以減少開發(fā)、質(zhì)量認(rèn)證等各項成本，同時允許固件進行無線更新和其他原本無法實現(xiàn)的保養(yǎng)維護。簡言之，BLE可以確保TPMS傳感器始終更新到最新版本，并且是安全和優(yōu)化的。

Dialog半導(dǎo)體公司的DA14585是尺寸最小、功耗最低、集成度最高的藍(lán)牙SoC。它不僅可以作為向TPMS添加藍(lán)牙低功耗連接性的途徑，而且還適用于遙控、接近標(biāo)簽、信標(biāo)、連網(wǎng)醫(yī)療設(shè)備和智能家居節(jié)點等應(yīng)用。它支持所有藍(lán)牙標(biāo)準(zhǔn)，包括藍(lán)牙5和藍(lán)牙低功耗Mesh。

此外，BLE提供更多數(shù)據(jù)帶寬，為新的潛在應(yīng)用打開了大門。例如，它可以方便在整個車輛中裝配其他傳感器，例如可以更密切監(jiān)測輪胎狀況的輪胎變形傳感器等。

目前的OEM TPMS芯片僅提供與車身電子設(shè)備的連接，當(dāng)胎壓讀數(shù)降至需要引起注意的水平時，在儀表盤向駕駛員顯示警報。但是，有BLE連接功能的TPMS傳感器可以直接連接到駕駛員的智能手機，以實現(xiàn)更直接的通信。對于儀表盤已顯示TPMS警報的情況來說，此功能可能是多余的，但對于儀表板缺少此警報的車輛，此功能會很有用。

運輸行業(yè)尤其可以從有BLE連接功能的TPMS受益。運輸公司需要優(yōu)化其車輛的輪胎充氣壓力，以盡可能地減少輪胎磨損和油耗。十八輪車必須連接由各種制造商生產(chǎn)的各種拖車。要實現(xiàn)能覆蓋所有卡車和拖車儀表盤的標(biāo)準(zhǔn)TPMS改裝系統(tǒng)還有很長的路要走，但直接連接到駕駛員手機或平板電腦的TPMS可以很好地填補這一市場空白。

有BLE連接功能的TPMS不僅可以監(jiān)測輪胎的磨損和充氣壓力。例如，使用尺寸最小、功耗最低、集成度最高的藍(lán)牙5 SoC SmartBond DA14585可以實現(xiàn)的功能。該芯片的BLE連接為TPMS提供了一系列額外潛在應(yīng)用，包括無鑰開鎖、車載診斷（OBD）Telematics、以及各種傳感器應(yīng)用和遠(yuǎn)程控制功能。

集成了SmartBond DA14585和其BLE連接功能的TPMS傳感器可以提升車輛的跟蹤、監(jiān)測和維護。此外，他們還可以降低制造成本，并為工程師實現(xiàn)新的智能汽車應(yīng)用提供途徑。