直接式TPMS系统技术分析

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1、http://www.intron-tech.com直接式TPMS系统技术分析关键字：TPMS、功耗、性能、LF、总线随着汽车电子的发展，和各个国家、地区相关的法规的确立，TPMS已经成为人们所熟知的一个概念。从采样方式来区分，现有的TPMS方案可以分作两大类，直接式和间接式TPMS。其中，直接式TPMS以其在性能上难以取代的优势，成为当今世界TPMS的主流方案。基本的直接式TPMS基本的直接式TPMS主要是由相对独立的接收（显示）器和置于轮胎内部的传感器组成。下图为基于Infineon的SP12压力传感器的单向TPMS（SimplexTPMS）示例，这也是现在直接式TPMS的最常见的一种

2、应用方案。系统由在轮胎内部的发射模块（传感器模块）和一个接收模块组成。图1：单向TPMS系统结构框图这样的一种结构的TPMS虽然能很好的满足现在用户的需要，但是它仍然存在一些有待解决和提高的问题。首先，该系统结构中，接收模块是属于被动受控逻辑单元（SlaveUnit），而发射模块则扮演了主动控制逻辑单元（MasterUnit）的角色。因为在TPMS不可能只存在一个发射模块，又由于发射模块是靠自带的电池供电的，所以电池的使用寿命就基本上决定了系统的使用寿命。在绝大2005,Intron-Technology(China)Ltd.Page1http://www.intron-tech.com多

3、数的单向TPMS应用中，为了延长电池使用寿命，发射模块都会采用从休眠中定时唤醒的工作方式。以Infineon的SP12压力传感器的方案为例，发射模块的休眠唤醒时间周期为6s或6s的倍数。但是这样的做法在提高了电池使用寿命的同时，降低了系统的性能。所以在这样的TPMS系统往往会存在实时相应、系统的灵活性和其他方面上的不足，例如：车辆点火/启动时无法及时更新压力数据；对于压力变化的响应有延时（~6s）；无法及时发现传感器故障等。其次，单向TPMS的发射模块只在休眠唤醒后进行射频数据发射，而且在同一个系统中发射模块必然拥有相同的休眠唤醒周期。不论发射模块的休眠唤醒周期是采用何种时钟源（晶体振荡器

4、或者RC振荡器），在大量的实验样本中，不同的发射模块的休眠唤醒周期同步的现象还是不可避免的。这也就是说，即便在不考虑外部的射频信号干扰的情况下，单向系统内部也很难杜绝不同的发射模块之间相互射频信号干扰。虽然国内现在有一部分方案提供商通过发射器软件上的控制来避免这种干扰，也达到了很好的效果，但是如果从系统控制的角度来看，系统的射频通讯链路依然存在着隐患。第三，在TPMS中，每一个发射模块都有对应的识别码（Identifier），接收器依靠识别码来区分不同的发射模块。也就是说，TPMS在正常工作前，必然需要一个‘学习’过程——让接收器记录/保存系统中发射模块的识别号。现有的TPMS大多都是成套

5、出售，生产商在出场之前就完成了‘学习’过程。这样的TPMS在安装时，必须将每一个发射模块安装在相应的位置。如果要适应不同的发射模块，或者是允许发射模块的替换、交换，那么就需要一个很复杂的发射模块或者是很繁琐的按键操作。这很难满足整车厂的批量化生产、安装的要求。最后，TPMS系统的性能主要由轮胎内置发射模块决定。基本上任何对系统性能的调整都要求供应商对发射模块进行修改。这给系统的升级和维护带来很大的困难，所以这种结构在一定程度上限制了控制系统的灵活性和可扩展性（flexibilityandexpandability）。扩展的直接式TPMS扩展的直接式TPMS为了解决原有的问题和提升系统的性能

6、，在系统中加入了LF的使用。它在传统的TPMS中的每一个发射模块中加入了LF接收线路，使发射模块成为了RF/LF双向通讯模块。通过LF信号，可以现场修改置于轮胎内部的发射模块的功能和参数，也可以很方便的激励发射模块发送射频数据（识别码），完成从而‘学习’过程。下图是一种将低频发射器（LFTrigger）和接收器通过车载总线连接起来的‘总线式TPMS’的结构示意图。2005,Intron-Technology(China)Ltd.Page2http://www.intron-tech.com其中，接收器成为了系统的唯一主动控制逻辑单元（solo-master），而125kHz触发器和传感器模

7、块则分别是直接受控逻辑单元（directlycontrolledunit）和间接受控逻辑单元（indirectlycontrolledunit），整个系统形成了一个结构很明确的分级控制系统（Multi-levelSystem）。由于存在传感器模块通过射频信号和接收器之间的通讯，系统形成了良好的控制回路（ControlLoop）。这样的系统中，系统的主要性能都由接收器来负责实现。置于车身的接收器模块可以很简单的掌握车辆现在