汽車安全系統(tǒng)組成的必要條件之一胎壓監(jiān)測

隨著家用車的不斷普及，大家對胎壓監(jiān)測系統(tǒng)肯定不再陌生。胎壓監(jiān)測是用于監(jiān)測輪胎里的氣壓，在輪胎氣壓變動(dòng)異常時(shí)會(huì)發(fā)出警告，或是在輪胎壓力的實(shí)際值偏離規(guī)定值時(shí)會(huì)給出顯示，當(dāng)輪胎氣壓太低或漏氣時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警，防止意外發(fā)生。

毫不夸張地說，胎壓監(jiān)測是目前汽車安全系統(tǒng)組成的必要條件之一。尤其現(xiàn)在新能源智能電動(dòng)汽車產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，胎壓監(jiān)測已經(jīng)成為汽車的標(biāo)配。所以本期爆款拆評將拆解一款市面上銷量火爆的外置胎壓監(jiān)測方案——鐵將軍外置胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。這套系統(tǒng)包含一個(gè)支持太陽能面板充電的顯示器、4個(gè)胎壓監(jiān)測傳感器，至于內(nèi)部電路到底是什么方案，拆解見真相。

拆解方案

1顯示器拆解胎壓監(jiān)測顯示器的外殼結(jié)構(gòu)直接通過卡扣固定，通過“大力出奇跡”的方式直接能把整個(gè)電路板取出來。

核心主控為中穎電子的增強(qiáng)型8051微控制器（SH79F3283P），在同樣的振蕩頻率下，比傳統(tǒng)的8051微控制器運(yùn)行更快，除了集成一些標(biāo)準(zhǔn)的通訊模塊，這款微控制器還集成了LCD驅(qū)動(dòng)，所以可以直接驅(qū)動(dòng)LCD輸出。

微控制器旁邊的芯片就是胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的無線通信系統(tǒng)方案中的接收方案，基于華普微電子的RFM219B芯片。它的外圍電路方案比較簡潔，除了一顆26MHz的晶振，其它的阻容，電感元器件的需求量也非常少，相對而言射頻方案的設(shè)計(jì)會(huì)簡單一些，成本也不高。

RFM219B是一款低功耗，高性能，適用于各種127至1020MHz無線應(yīng)用的OOK，(G)FSK射頻接收模塊。

可以支持多種數(shù)據(jù)包格式及編解碼方式，靈活的滿足各種應(yīng)用對不同數(shù)據(jù)包格式及編解碼的需求。支持64-byte Rx FIFO，豐富的GPIO及中斷配置，Duty-Cycle運(yùn)行模式，RSSI檢測，低電壓檢測，低功耗定時(shí)輸出（喚醒），手動(dòng)快速跳頻，靜噪輸出等功能，使得應(yīng)用設(shè)計(jì)更加靈活，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品差異化設(shè)計(jì)。

RFM219B工作在1.8V至3.6V,擁有-120dBm靈敏度，且消耗僅為8.5mA的電流，結(jié)合 Duty-Cycle工作模式，可以進(jìn)一步降低芯片的接收功耗。

RFM219B除了胎壓監(jiān)測方案的應(yīng)用，還可以應(yīng)用在像自動(dòng)抄表，家居安防及樓宇自動(dòng)化，ISM 波段數(shù)據(jù)通訊，工業(yè)監(jiān)控及控制，遙控及安防系統(tǒng)，遙控鑰匙進(jìn)，無線傳感器節(jié)點(diǎn)，標(biāo)簽讀寫等領(lǐng)域。

除了這兩個(gè)重點(diǎn)芯片外，板子上其它的器件或者接口電路較為常見，包括用于有線充電的microUSB接口，太陽能充電接口，電池供電接口，充電管理芯片，合泰的LDO（HT7536-1 ），用于胎壓出現(xiàn)問題時(shí)發(fā)出“滴滴滴”提示聲的蜂鳴器等。

2傳感器拆解

看完顯示器的拆解，我們已經(jīng)知曉了射頻接收模塊的方案，那么發(fā)射系統(tǒng)又是怎樣的呢？通過拆解傳感器來一探究竟。

傳感器可以通過附贈(zèng)的工具拆解到更換電池這一步，傳感器在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮到了防水的需求，采用類似LED燈泡一樣的灌膠封裝工藝，拆解比較麻煩，拆解之后可以看到傳感器采用的電池規(guī)格為CR1632。

看到傳感器的PCB板，你似乎能明白什么叫沒有最簡單，只有更簡單，PCB外圍電路設(shè)計(jì)簡單到極致，要不是還能依稀看到一個(gè)晶振，都要讓人誤以為這是一個(gè)連射頻方案都沒有的“空頭支票”傳感器方案。

很明顯，這個(gè)無線胎壓監(jiān)測方案肯定會(huì)在傳感器端帶有無線發(fā)射端，現(xiàn)在這個(gè)情況到底是怎么回事呢？怎么就只有一個(gè)傳感器？經(jīng)過仔細(xì)辨認(rèn)，依稀可以看見板載的胎壓傳感器上的絲印為SP400。這是英飛凌第三代胎壓監(jiān)測器，重要的是，它很特殊，它可不僅僅是一個(gè)胎壓監(jiān)測器，還集成了射頻發(fā)射系統(tǒng)。

SP400特點(diǎn)：

集成絕對壓力傳感器，支持100 kPa 至 1400 kPa

徑向加速度傳感器

溫度感應(yīng)器

電源電壓傳感器

嵌入式 8 位微控制器

高達(dá) 14 kB 的閃存用于應(yīng)用程序代碼

256 字節(jié)閃存用于配置數(shù)據(jù)

16 kB 保留 RAM

315 和 434 MHz FSK/ASK 發(fā)射機(jī)

125 kHz ASK 高靈敏度接收器

系統(tǒng)控制器具有靈活的喚醒和電源管理

超低斷電電流

電源電壓范圍為 1.9 至 3.6 V

工作溫度從-40°C 至 125°C

PG-DSOSP-14-82 封裝

英飛凌的這顆SP400傳感器真正詮釋了“麻雀雖小五臟俱全”，通過其硬件框圖更直觀的來了解它的內(nèi)部構(gòu)造。

可以看下上圖這張硬件框圖，集成了高效的電源管理和集成微控制器；集成了LF接收器和RF發(fā)射器允許無線通信；對于有線數(shù)據(jù)傳輸，可以使用硬件 I2C 和 UART 接口；可以在軟件中實(shí)現(xiàn)更多有線接口，例如 SPI 或 PWM。?

另外，綜合基于之前顯示器上的那個(gè)接收方案和現(xiàn)在傳感器上英飛凌這個(gè)發(fā)射方案，我們也可以反推出，這個(gè)無線胎壓監(jiān)測方案的通信頻段大概率使用的是433MHz。

無線胎壓監(jiān)測方案BOM如下：

小結(jié)

拆解分析完鐵將軍這個(gè)無線胎壓監(jiān)測方案，我們還是能很明顯看到它的一些優(yōu)勢以及改進(jìn)之處：

優(yōu)點(diǎn)是內(nèi)置英飛凌SP400第三臺高精度高集成度胎壓監(jiān)測方案，可靠性強(qiáng)，電路設(shè)計(jì)簡單，盡可能減小傳感器的設(shè)計(jì)空間，而集成的無線通信可以方便快捷的了解輪胎狀況，我們也能自主調(diào)整胎壓、溫度報(bào)警閾值，真正做到隨心使用。

而可以改進(jìn)的地方，比如說像之前提到的輪胎異常只能通過滴滴滴聲來提示，不夠明顯，如果有語音芯片及時(shí)正確的提醒，那將更能保證行車安全。又比如說雖然這種外置的胎壓監(jiān)測方案安裝是簡單了，但是相應(yīng)的，如果輪胎需要補(bǔ)氣，那么補(bǔ)氣的時(shí)候你需要把這個(gè)胎壓傳感器給卸下才能繼續(xù)，可以說在省事的同時(shí)在其它地方增加了額外的麻煩成本，真是魚和熊掌不可兼得。

總得來說，鐵將軍這個(gè)外置胎壓監(jiān)測方案能滿足基本的需求，但在體驗(yàn)上還不夠完善，無法做到有求必應(yīng)的效果，但是，這套胎壓系統(tǒng)本身的電路方案卻能讓人眼前一亮，無論是作為內(nèi)置還是出廠直接內(nèi)裝的方案，都是一套非常不錯(cuò)的可以供廠商參考的無線胎壓監(jiān)測方案。甚至更進(jìn)一步，就像我在上面提到的，可以用語音芯片+喇叭的電路方案代替蜂鳴器達(dá)到更好的體驗(yàn)，甚至你還可以擴(kuò)充功能，比如增加霍爾傳感測量車速，在測量到汽車行駛速度過快時(shí)發(fā)出語音提醒，完全的保證安全行駛，當(dāng)然，這就是另一回事了。

責(zé)任編輯：haq