基于CAN總線的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)在重型車輛上的應用
TPMS在重型車輛上的應用在國內(nèi)外的汽車電子領域起步比較遲緩,事實上重型車輛由于載重量較大,發(fā)生爆胎的機率更高。現(xiàn)在汽車安全產(chǎn)品種類繁多,以致相互通信復雜且資源浪費,本文就重型車輛上整合TPMS與汽車行駛記錄儀等汽車安全配件,提出一種全新的實現(xiàn)方法,以一個電控單元統(tǒng)一協(xié)調(diào)管理取代以往多個汽車安全用品單獨控制,形成汽車安全電控系統(tǒng)。整個汽車安全電控系統(tǒng)由胎壓監(jiān)測系統(tǒng)、倒車雷達裝置、汽車行駛記錄儀等組成,所有裝置均掛接于CAN總線上,共享儀表盤顯示。其中重點介紹TPMS的實現(xiàn)原理。接收顯示部分的軟件由源碼公開的微型實時操作系統(tǒng)uCOS-II來管理,使整個系統(tǒng)的實時性,可靠性進一步提高。
1 方案選擇
大卡車用TPMS的發(fā)射器可多至36個,因此后面幾十個輪子的信號都要接力和中轉(zhuǎn),必須加信號轉(zhuǎn)發(fā)器,因為現(xiàn)在的大卡車從后輪到駕駛室的距離在10米左右,半掛車更長,TPMS的發(fā)射功率如超過10dbm,那么整個產(chǎn)品和系統(tǒng)要受無線電管制委員會管制。信號中轉(zhuǎn)可采用兩種方法：一、無線收發(fā),即通過無線方式接收發(fā)射模塊的射頻信號,然后又以無線方式傳輸給接收模塊。二、無線接收發(fā)射模塊的射頻信號,通過CAN總線傳輸給接收模塊。
無線收發(fā)方案,中轉(zhuǎn)模塊便于安裝,但是存在可靠性較低,模塊之間射頻信號容易相互串擾的缺點。相比于無線收發(fā)方案CAN總線傳輸有著較高的通訊速率又有非常高的可靠性;同時,外部接線方便、靈活,且成本低,非常適合于中轉(zhuǎn)模塊的應用。故本胎壓監(jiān)測系統(tǒng)采用CAN總線中轉(zhuǎn)信號的方案。
2 TPMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
圖1 TPMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
TPMS一共由三個功能模塊組成：射頻發(fā)射模塊、信號中轉(zhuǎn)節(jié)點、接收顯示主節(jié)點。圖1所示為TPMS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖,發(fā)射模塊監(jiān)測輪胎壓力、溫度、電池電量等信息,通過集成射頻芯片的RF2單片機將這些信息以電磁波的形式發(fā)送出來;中轉(zhuǎn)模塊將接收到的射頻信號處理并通過CAN總線傳給接收顯示模塊;接收顯示模塊一方面接收距離較短的兩個前輪發(fā)送的射頻信號,另一方面接收由中轉(zhuǎn)模塊通過CAN傳輸?shù)妮喬毫囟鹊刃盘�。CAN采用短幀方式傳輸,傳輸時間短,受干擾概率小,可靠性高。同時有利于實時傳輸。發(fā)射模塊安裝于輪胎外的氣門咀上,外面用金屬外殼加固。中轉(zhuǎn)模塊和接收顯示模塊分別安裝于遠離接收顯示模塊靠近輪胎附近的固定位置和駕駛室儀表盤上。
3 系統(tǒng)各功能模塊設計
3.1發(fā)射模塊
圖2 發(fā)射模塊的傳感器連接電路
