[发明专利]汽车轮胎无线监测安全预警系统无线接收器设计

说明书

技术领域：

本发明涉及汽车安全电子技术以及无线通信系统技术，具体涉及汽车轮胎无线监测安全预警系统中无线接收器的设计。

背景技术：

汽车轮胎无线监测安全预警系统是通过先进的传感器技术，在汽车行驶过程中，利用压力、温度传感器来直接测量轮胎的气压和温度，并通过无线调制发射到驾驶室的控制台上，驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压和温度状况，并对轮胎漏气、低气压和高温进行自动报警，以保障行车安全。这是一项通过防止爆胎实现预防车祸的最新技术，提供了一种全新的行车安全防范理念。

汽车轮胎无线监测安全预警系统由传感器、无线发射器、无线接收器、监测器等组成，其中传感器和无线发射器、无线接收器与监测器可分别进行一体化处理为轮胎模块和接收器模块。

轮胎模块的硬件组成由传感器、单片机和发射器组成。传感器是一个单体压力和温度传感器，属于电容型MEMS传感器，并具备电源管理和数字输出功能，套件内的媒介保护过滤器可以使其硅片免受环境影响。该系统有4种操作模式：待机模式(耗电600nA)、测定气压模式、测定温度模式和输出数据读取模式。轮胎模块的软件解决方案，由于TPMS所采用的行业标准是轮胎模块为7-10年的使用寿命，加上轮胎模块是由一块锂电池(锂电池电容通常为200-300mA-h)供电，由于电池的不可更换性，因此需要高效率的算法。TPMS的软件具有3种主要功能：测量、处理数据和传输。算法的效率与时间相关，程序设计时必须解决以下问题：数据显示与告警，数据发送的频率，每个数据帧中有多少位，任何恶劣的环境下的数据传输等等。

接收器模块的硬件组成，接收机模块含有一个UHF接收器、一个中央天线、和一个与汽车其他部分连接的接口和显示器。接收机模块的软件设计方案，通讯的协议处理，编码数据的解调、解码及转换，数据的管理等。

数据信号的无线发射与接收和数据处理软件是该系统的两项关键技术。数据处理软件是解决电池容量与测量次数的矛盾、避免多个轮胎模块同时发送数据时发生数据冲突的关键。无线数据传输技术是保证系统在高速行驶、强烈震动、高温低温等各种恶劣环境中稳定可靠工作的关键。

发明内容：

本发明的目的是提供一种性能好、成本低、元器件少的汽车轮胎无线监测安全预警系统无线接收器设计。它主要由射频芯片(MC33594)、数据处理单元(MCU)、LCD显示器以及很少的外围器件组成，通过采用新颖的匹配电路和定制螺旋天线设计，使得本设计具有性能好、成本低、元器件少的特点。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明是采用以下技术方案：发射器和接收器采用一个简单的协议进行通信。数据以9600bps速率发送，采用曼彻斯特编码，FSK调制。曼彻斯特编码可以描述为数字信号值在每一个位周期的一半发生高低跳变。比如数值0反映为第一个半周期为低第二个半周期为高，数值1反映为第一个半周期为高第二个半周期为低。

本发明采用了新颖的匹配电路和定制螺旋天线设计，起到了提高接收器灵敏度、降低接收器体积的作用。

本发明具有以下有益效果：

1、通过采用新颖的匹配电路和定制螺旋天线设计，使得本设计具有性能好、成本低、元器件少的特点；

2、通过采用新颖的匹配电路和定制螺旋天线设计，使得本设计接收灵敏度高于同类产品。

附图说明：

图1为本发明中无线接收器的电路原理图，

图2为本发明中定制螺旋天线的电路原理图，

具体实施方式：

参照图1-2，具体实施方式及主要器件的功能描述如下：

MC33594是一片UHF接收IC，配置好3个1-byte的配置寄存器后，它就可以接收并管理Manchester编码位流。它检测和解调信号，把必要的数据通过SPI接口发送出去。

接收器加电后，把配置寄存器设定为默认值，关闭SPI接口，RST管脚输出低电平，进入配置模式。通过SPI可以对配置信息进行读写。可以设定以下几项功能：

●载波频率

●调制类型(OOK或FSK)

●选通振荡器使能以及选通率(strobe ratio)

●数据管理器禁止或使能

●数据header是否和数据流一起输出

以上特性在第一个配置寄存器设定，CR1，CR2是接收器ID byte(0xFF唤醒接收器)，CR3设定数据速率和混合信号增益。