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  • TPMS外置编码存储器式轮胎定位技术设计方案

    汽车惯性传感器开发商用低g加速计的设计方案  为缩短面向商业应用的MEMS惯性传感器的开发周期,我们可以复用为同类汽车产品开发的技术。这种方法提供的附加优势是可以让商业产品保持与汽车产品同样高的质量水平。因此,商用低g加速计已经从汽车领域派生出来,其好处是获得更短的设计周期和更高的产品质量,同时实现更低的成本。     特别地,采用双芯片(传感器和信号调节芯片)方法开发的惯性传感器使人们很容易复用现有技术。例如,为模拟器件或微控制器等其他产品开发的IC技术可以复用到信号调节IC上。双芯片方法的另一优势是能获得更短的产品设计周期,因为传感器与IC设计可以同时进行,从而缩短晶圆加工时间。     汽车与商用惯性传感器市场在某个加速度感应范围内是重叠的,通常是低于8个g的低g领域,不过汽车加速计要求从1个g(用于倾斜等场合)直至250个g或更高(用于碰撞检测等)的感应范围。简而言之,商业应用涉及人体通常经历的更为温和的加速环境,而不是由金属碰撞所导致的冲击波。     此外,商用OEM市场比专业的汽车市场更多样化且更分散。最近,越来越多的消费类产品,包括手机、便携式硬盘驱动器、视频游戏机、汽车导航系统及数码相机等,已经开始使用惯性传感器来检测倾斜、运动、冲击、振动及放置等情况。随着目前许多手机装配依赖惯性传感器的游戏、照相机、GPS、计步器及防窃等功能,消费类应用正成为惯性传感器的一个巨大市场。     在商用市场,低价格是客户选择供应商的首要考虑因素,而且有时他们会尽力砍价直至达到其目标价格为止。所以,降低消费类传感器产品的成本对于产品进入市场是非常关键的。削减成本的传统方法是减少裸片尺寸与测试时间,提高良品率,采用低成本封装,进行大批量生产以及减少开发时间与成本等。     汽车与商用传感器市场的区别还体现在它们如何评价低g应用中性能、可靠性与成本的相对重要性。对安全至关重要的汽车应用要求最高水平的质量和可靠性。对商用市场最重要的因素则是成本、上市时间和低功耗。     为证明可接受的质量与可靠性水平,汽车惯性传感器最少必须通过由汽车工程协会所规定的资格认证。此外,这些部件常常需要经过额外及更严格的客户鉴定测试。     通过分析客户对各个故障部件的报告能进一步加强质量与可靠性流程。汽车市场要求详细检查所有的故障,包括进行彻底的故障分析及定期监视客户故障率等,这可以为零缺陷计划提供现实的保证。百万分之一的故障率仍是考虑的关键。     这整套质量与可靠性保证体系代价不菲。在某些方面,车用级加速计与军用B类产品相当。但不像军用市场,汽车用户仍要求低价格及快速交货时间,并将这些项目列为其要求的一部分,尽管它们的优先级较低。     由于消费类惯性传感器产品不要求具有与车用传感器一样高的性能,故其电路可以简化,这有助于减少裸片尺寸和测试时间并提高良品率。封装不仅要求成本低(例如采用塑料封装),而且还必须小而薄,以便用于手持式设备。此外,大批量生产有助于降低产品的单位成本。     商业市场对低成本及短产品周期具有无止境的追求,这可通过以下几种方法来满足。从汽车平台派生出来的商用器件拥有与原有产品一样的最高质量及可靠性。而原有产品已经摊销了其沉积成本(亦即以前发生的投资及支出成本)。此外,通过复用或削减汽车平台元件、构建模块及封装等,我们还可以缩短商用产品的上市时间,并降低其功耗。     在开发及生产惯性传感器时影响成本的三个最大因素分别为:鉴定、测试及老化(burn-in)。按照商业市场的惯例,老化可从生产流程中去掉。通过明智选择在某些阶段的测试参数可以进一步降低成本。其他阶段的参数可以由设计来保证。

    时间:2020-09-10 关键词: tpms

  • TPMS 传感器模块技术分析

    TPMS 传感器模块技术分析

      在欧美等发达国家由于TPMS 已是汽车的标配产品,因而TPMS 无论在产品品种还是在生产产量方面都在急速增长,其所用MEMS 芯片和IC 芯片的技术发展进步很快,TPMS 最终产品技术也因此而得到迅速发展。 TPMS 是汽车轮胎压力监视系统 “TIre Pressure Monitoring System”的英文缩写,主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,以保障行车安全,是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统。    TPMS 的轮胎压力监测模块由五个部分组成:(1)具有压力、温度、加速度、电压检测和后信号处理ASIC 芯片组合的智能传感器SoC;(2)4-8 位单片机(MCU);(3)RF 射频发射芯片;(4)锂亚电池;(5)天线。见图1,图2 是成品的实物图。外壳选用高强度ABS 塑料。所有器件、材料都要满足- 40℃到+125℃的汽车级使用温度范围。 图1 TPMS发射器由五个部分组成 图2 TPMS的轮胎压力监测模块成品的实物图   智能传感器是整合了硅显微机械加工(MEMS)技术制作的压力传感器、加速度传感器芯片和一个包含温度传感器、电池电压检测、内部时钟和模数转换器(ADC)、取样/保持(S/H)、SPI 口、传感器数据校准、数据管理、ID码等功能的数字信号处理ASIC 芯片。具有掩膜可编程性,即可以利用客户专用软件进行配置。它是由MEMS 传感器和ASIC 电路几块芯片,用集成电路工艺做在一个封装里的(图3)。在封装的上方留有一个压力/温度导入孔(图4),将压力直接导入在压力传感器的应力薄膜上(图 5),同时这个孔还将环境温度直接导入半导体温度传感器上。   MEMS 硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力硅薄膜内壁,采用MEMS 技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处,组成惠斯顿测量电桥,作为力电变换测量电路的,将压力这个物理量直接变换成电量,其测量精度能达0.01-0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图5 所示,上下二层是玻璃体,中间是硅片,其应力硅薄膜上部有一真空腔,使之成为一个典型的绝压压力传感器。   为了便于TPMS 接收器的识别,每个压力传感器都具有32 位独特的ID码,它可产生4 亿个不重复的号码。 图3 压力、加速度与ASIC/MCU组合封装在一个包装内 图4 压力/温度导入孔 图5 硅压阻式压力传感器结构 图6 加速度传感器平面结构图 图7 加速度传感器切面结构图   同样,加速度传感器也是用MEMS 技术制作的,图6 是MEMS 加速度传感器平面结构图,图7 是加速度传感器切面结构图,图中间是一块用MEMS技术制作的、可随运动力而上下可自由摆动的硅岛质量块,在其与周边固置硅连接的硅樑上刻制有一应变片,与另外三个刻制在固置硅上的应变片组成一个惠斯顿测量电桥,只要质量块随加速度力摆动,惠斯顿测量电桥的平衡即被破坏,惠斯顿测量电桥就输出一个与力大小成线性的变化电压△V。   压力传感器、加速度传感器、ASIC/MCU 是三个分别独立的裸芯片,它们通过芯片的集成厂商整合在一个封装的单元里,如图8 美国GE 公司NPX2,图9 是去掉封装材料后能清晰地看到这三个裸芯片,三个芯片之间的联接、匹配也都做在其中了。 图8 美国GE 公司NPX2 图9 是去掉封装材料后   加速度传感器可使发射模块具有自动唤醒功能,SP12/30 和NPX2 系列的智能传感器都包含了加速度传感器,加速度传感器利用其质量块对运动的敏感性,实现汽车移动即时开机,进入系统自检、自动唤醒,汽车高速行驶时按运动速度   自动智能确定检测时间周期,用软件设定安全期、敏感期和危险期,以逐渐缩短巡回检测周期和提高预警能力、节省电能等功能。可以利用加速度传感器+MCU+软件设计完成唤醒的功能设定,不再需要用其它芯片,以免增加成本。 图 10 SP30 整合使用PHILPS 的P2SC 图 11 NPX2 整合使用PHILPS 的P2SC   智能传感器模块还整合了ASIC/MCU,NPX2 和SP30 都是使用PHILPS 的P2SC 的传感器信号调理的ASIC 芯片(图10、图11),在NPX2 的电原理图中能清晰地看到这个单元,它包括一个作运算处理控制的8 位RISC 单片机、用于安置系统固化程序的4K EROM或FLASH、用于存放客户应用程序的4K ROM、用于存储传感器校准参数和用户自定义数据的128Byte EEPROM、RAM、定时调制器、中断控制器、RC 振荡器,以及将来自传感器信号进行放大的低噪音放大器LNA、继而将传感器信号转化为数字信号的ADC、与外界联系的I/O 口、电源管理和看门狗、断续定时器、1-3 维的LF 接口。 图12 TPMS传感器模块技术发展趋势   TPMS 传感器模块技术发展趋势是将发射模块向高度集成化、单一化、无线无源化方向发展(图12)。随着TPMS 产品市场对IC 高整合度和高可靠性的要求,目前已经有了如Infineon SP12/SP30、GE NPX 那样的将所需测试各物理量的传感器与MCU 合二为一的智能传感器模块,在未来几年内还会开发出包含RF发射芯片三合一的模块,包含利用运动的机械能自供电的四合一的模块,届时胎压力监测发设器只有一个模块和一个天线组成,客户的二次设计变得十分简便。

    时间:2020-09-10 关键词: 传感器 tpms

  • TPMS中无线接口电路的设计

    TPMS中无线接口电路的设计

      引 言   汽车轮胎压力监测系统(TPMS)主要用于汽车行驶时对轮胎气压进行实时自动监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,以保障行车安全。就TPMS系统构造而言,其采集的温度压力数据需要通过一种无线方式进行发送和接收,而且该收发电路要安装在轮胎里。这就必须要求其组成电路的芯片能够耐高温。要解决这两个问题,可以利用Motorola公司研制的发射芯片MC33493和接收芯片MC33594。该两款芯片都达到了汽车级温度(发射芯片为125℃,接收芯片为105℃)完全可以解决耐高温的问题,且工作性能极好。它们与单片机一起构成的接口电路成为TPMS系统中无线数据传输的重要组成部分。   1 TPMS系统总体设计   1.1系统工作原理   TPMS系统主要由安装在汽车轮胎内的压力、温度传感器,信号处理单元、RF发射器组成的TPMS发射模块,安装在汽车驾驶台上的包括数字信号处理单元的RF接收器以及LCD组成。   一般情况下,一辆轿车需要4个TPMS发射模块和1个TPMS接收器;而一辆卡车需要6~12个TPMS发射模块。为了提高系统的接收能力和抗干扰能力,系统安装时需要在汽车底盘安装接收天线。由SP12传感器、微控制器、MC33493发射模块、MC33594接收模块等主要芯片组成的TPMS系统方案结构框图如图1所示。        图1中,温度压力传感器将采集到的温度压力数据通过I2C总线或RS232接口送到单片机,单片机发送一使能信号ENABLE给发射器。当为高电平时,发射机开始工作,产生一个数据时钟信号给单片机,用于信号的同步。此时,单片机发送数据给发射机,发射机将得到的数据通过天线发射出去。接收机通过天线接收到信号后,首先置RESET引脚(用于设置主从模式)为一低电平,此时微控制器为主机,通过MOSI线来设置作为从机的接收器内的寄存器,设置好以后置RESET脚为高电平。此后微控制器为从机,而接收器就变为主机。它产生时钟信号,通过MOSI线将接收到的数据发送给单片机。此时单片机(带有SPI接口)通过SPI接口与PC机实现简单的连接,以达到在PC机上显示报警的作用。   1.2系统设计的几点考虑   ①由于TPMS发射模块工作在剧烈振动、环境温差变化大和不便于即时检修的条件下,因此要求所有的器件要有很好的可靠性和稳定性,能适应工作在-40~+125℃温度范围。为了缩小TPMS发射模块的体积、节省功耗和增强功能,需要尽可能地选用具有多种功能的小型射频收发芯片。   ②随着能源问题越来越被重视,系统节能成为本设计考虑的一个重点问题。为了提高TPMS发射模块在一节锂电池下的工作时间,应该在大多数时间内让系统进入睡眠状态。唤醒TPMS系统中的发射部分,可采用这样一种方法:在传感器模块中增加加速度传感器,利用其对运动的敏感性,实现汽车启动时自动开机进入系统自检;汽车高速行驶时按运动速度自动智能确定检测时间周期,利用软件设定安全期、敏感期和危险期,以逐渐缩短巡回检测周期和提高预警能力。唤醒TPMS系统的接收部分,可以利用接收机的一个引脚STROBE。在一个周期内,当检测到有效的ID时,STROBE置高电平,此时接收芯片就由休眠状态转为运行状态。   2 系统硬件组成及电路设计   2. 1 TPMS系统主要硬件组成   TPMS系统主要由TPMS传感器、微控制器和无线射频收发模块几个部分组成。   (1) TPMS传感器   TPMS传感器是一个集成了半导体压力传感器、温度传感器、数字信号处理单元和电源管理器的SoC模块。为了强化胎压检测功能,有不少TPMS传感器模块内还增加了加速度传感器、电压检测、内部时钟、看门狗和带12位ADC、4KB Flash、2KB ROM、128 B RAM、128 BEEPROM及其他功能的ASIC数字信号处理单元。这些功能单元使得TPMS传感器不仅能实时检测汽车开动中的轮胎压力和胎内温度的变化,而且还能实现汽车移动即时开机、自动唤醒和省电等功能。   (2)微控制器   这里微控制器采用Atmel公司推出的一种小型单片机89C205l,片内含有2KB的Flash程序存储器和128 B的片内 RAM。89C2051共20引脚。其中P1口8脚,可以作为一般的准双向端口,在引脚的驱动能力上,具有很强的下拉能力。工作电压为2.7~6V。当工作电压在3V时,电流相当于6V工作时的1/4,空闲时为1mA,掉电时仅为20mA。这样小的功耗很适合于电池供电的小型控制系统。主要特点为采用Flash存储器技术,其软件、硬件与MCS-5l完全兼容。其片内程序的电可擦写特性,使得开发与试验比较容易。   (3)无线射频发射芯片MC33493   摩托罗拉的MC33493器件是高温集成UHF无线电发送模块。可进行OOK(On-Off Keying)或者FSK(Frequency Shift Keying)两种调制方式。该芯片采用TSSOP-14封装,工作在300~450 MHz频段;具有FSK和OOK调制和解调能力,抗干扰能力强,适合工业控制应用;采用PLL频率合成技术,频率稳定性好;具有较小的发射功率,最大发射功率达O.18mW;数据速率可达9.6kb/s;1.9~3.6V低工作电压;功耗低,发射时电流11.6mA,发射待机状态仅为O.8μA(工作温度在125℃)。   

    时间:2020-09-09 关键词: 无线 接口电路 tpms

  • 车用TPMS传感器技术的解析

    车用TPMS传感器技术的解析

      TPMS是汽车轮胎压力监视系统“TIrePressureMonitoringSystem”的英文缩写,主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,以保障行车安全,是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统。         TPMS的轮胎压力监测模块由五个部分组成:   (1)具有压力、温度、加速度、电压检测和后信号处理ASIC芯片组合的智能传感器SoC;   (2)4-8位单片机(MCU);   (3)RF射频发射芯片;   (4)锂亚电池;   (5)天线。   见图1,图2是成品的实物图。外壳选用高强度ABS塑料。所有器件、材料都要满足-40℃到+125℃的汽车级使用温度范围。             图2 TPMS的轮胎压力监测模块成品的实物图   智能传感器是整合了硅显微机械加工(MEMS)技术制作的压力传感器、加速度传感器芯片和一个包含温度传感器、电池电压检测、内部时钟和模数转换器(ADC)、取样/保持(S/H)、SPI口、传感器数据校准、数据管理、ID码等功能的数字信号处理ASIC芯片。具有掩膜可编程性,即可以利用客户专用软件进行配置。它是由MEMS传感器和ASIC电路几块芯片,用集成电路工艺做在一个封装里的(图3)。在封装的上方留有一个压力/温度导入孔(图4),将压力直接导入在压力传感器的应力薄膜上(图5),同时这个孔还将环境温度直接导入半导体温度传感器上。   MEMS硅压阻式压力传感器采用周边固定的圆形的应力硅薄膜内壁,采用MEMS技术直接将四个高精密半导体应变片刻制在其表面应力最大处,组成惠斯顿测量电桥,作为力电变换测量电路的,将压力这个物理量直接变换成电量,其测量精度能达0.01-0.03%FS。硅压阻式压力传感器结构如图5所示,上下二层是玻璃体,中间是硅片,其应力硅薄膜上部有一真空腔,使之成为一个典型的绝压压力传感器。   为了便于TPMS接收器的识别,每个压力传感器都具有32位独特的ID码,它可产生4亿个不重复的号码。        图3 压力、加速度与ASIC/MCU组合封装在一个包装内        图4 压力/温度导入孔        图5 硅压阻式压力传感器结构        

    时间:2020-09-09 关键词: 传感器 tpms

  • 飞思卡尔FXTH87系列助保隆科技推出最小胎压监测系统模块

    飞思卡尔FXTH87系列助保隆科技推出最小胎压监测系统模块

      汽车轮胎智能监测系统(TPMS)与汽车安全气囊、防抱死制动系统(ABS)作为汽车三大安全系统已经广泛为大众认可并逐渐普及,TPMS相关产品与技术近年来迎来了发展的机遇期。尤其是随着全球相关的法规开始实施——例如,2007年美国强制所有车辆配备TPMS,欧盟也要求从2014年使用TPMS,世界各国陆续加入强制执行TPMS的行列。   在刚过去的十月二十日,汽车电子行业有两个重要的产品发布值得特别关注——飞思卡尔宣布推出全球最小的集成胎压监测系统FXTH87,上海保隆汽车科技股份有限公司宣布推出全球最小、高度集成的TPMS模块。而后者正是基于飞思卡尔的全球最小集成胎压监测系统半导体解决方案的成功应用。   全球最小保隆D型TPMS模块   作为在多个汽车零部件的市场领导者,保隆科技广泛的产品组合已销往全球80多个国家和地区,其新推出的D型TPMS模块采用了汽车电子技术解决方案市场领导者飞思卡尔推出的最新胎压监测系统FXTH87,在产品功耗、尺寸和重量等关键特性上,刷新了业界新的标准,将有助于保隆科技将其领先的产品技术向全球推广。   “胎压监测系统模块的需求在迅速增长,因为越来越多的国家希望利用这些在安全和环境等方面具有优势的解决方案。我们这款最新平台D型模块是基于飞思卡尔技术的第四代TPMS模块解决方案,具有尺寸小、电池寿命长等特点,这款产品考虑了系统空间和功率的限制,是客户的理想之选。”保隆集团首席执行官张祖秋表示。   更小的TPMS允许模块设计厂商生产出更小更轻的模块,这样可以实现更领先的特性,例如针对后装市场的集成蓝牙功能,降低轮胎店在轮胎动平衡上的麻烦。飞思卡尔解决方案有效降低产品上市时间,降低设计成本,在满足最高的汽车产品质量标准的条件下,提供了易于使用以及可接受的成本。   保隆的D型TPMS模块采用飞思卡尔微型胎压监测系统,代表了最高的汽车质量标准,同时还加快了产品上市时间,大大简化设计,并降低成本、提高了易用性。保隆D型TPMS模块的主要特性有:   尺寸小,可匹配所有轮辋外型,同时满足OEM和AM需求   净重仅8克,高速情况下安全得到增强   自动定位功能   BOM成本低,具有成本优势   最小模块背后全球最小的TPMS半导体解决方案   保隆科技D型TPMS模块的超小尺寸得益于FXTH87系列非常紧凑的封装尺寸以及高集成度,该系列采用7 x 7 x 2.2mm体积的封装,是目前市场上体积最小的产品,重量也仅为0.3克。这样的体积大小对于胎压传感器模块的开发人员来说非常理想,因为它既能减轻产品重量又能降低原料成本。   除了比竞争产品小50%的全球最小TPMS解决方案芯片封装尺寸,FXTH87系列的射频功耗在业界也是最低,仅7mA ldd,超低功耗特性可以大幅延长电池使用寿命,这对于不方便更换电池的胎压监测应用来说至关重要。此外,其加速度传感器提供单轴和双轴两款选择,可更好、更精确地实施轮胎定位,并实现与原始设备生产商与后装市场应用之间的全面互操作性。   “飞思卡尔高度集成的胎压监测系统具备的超小型封装尺寸以及超低功耗特性,而且提供广泛的支持工具库,对于保隆科技旨在不断提高汽车安全性和燃油经济性的相关产品开发来说,提供了非常大的支持。”飞思卡尔副总裁兼传感器解决方案部总经理Babak Taheri指出。   飞思卡尔系列产品压力量程包括100-450 kPa和100–900 kPa之间,可以支持汽车和轻型卡车TPMS市场。这些市场主要受到法规推动,不断有新的需求出现,增长明显。飞思卡尔在不断推出TPMS产品以满足这些最新的需求,帮助客户轻松满足最新法规要求。   “确保正确的轮胎压力是驾驶员为其爱车所做的最重要的事情之一,这样才能使车辆更加安全、高效,并且提高燃油的经济性。飞思卡尔的TPMS正是这样一款符合客户需求的产品,它不仅通过优化集成缩减了体积,而且还帮助我们大大降低了原材料成本,是一款实现‘双赢’的解决方案。”张祖秋说道。   飞思卡尔FXTH87系列产品主要特性:   QFN 7 x 7 x 2.2 mm封装,焊点可见,便于检测   压力范围100–450 kPa和100–900 kPa   Z轴或双XZ轴加速度传感器   提供加速度传感器标准或高精度公差   低功耗的唤醒定时器和LFO驱动的定期复位   可降低功耗的专用状态机   8位MCU/S08内核,带SIM、中断和调试/监测功能   512B RAM / 16 K闪存(8 K用于飞思卡尔库,8 K用于应用)   内置315/434 MHz RF发射器   内置125 kHz LF接收器   6个多功能GPIO引脚(包括两个A/D输入)   飞思卡尔FXTH87内部功能框图。   高性能胎压监测模块将深挖市场金矿   TPMS市场在全球主要的国家及地区迎来一段高速增长的时期。 (来源:IHS iSuppli和飞思卡尔数据。市场研究基于全部TPMS解决方案的总和,包括QFN 9 x 9 mm和QFN 7 x 7 mm封装)   胎压监测系统作为能有效提高行车安全性、提高燃油经济性的一种低成本技术,越来越多的被汽车厂商和后装市场所采用。根据市场调研机构IHS iSuppli的数据分析,从2013年开始到2017年,全球TPMS市场正在迎来年度复合增长达10.9%的双位数快速增长势头,而中国将是增长的主力地区。同样的,市调机构Strategy AnalyTIcs也对该市场的增长持乐观预期,预计到2020年全球生产的轻型汽车中80%以上将装有TPMS。其中,相关法规对TPMS市场的增长发挥着关键的推动作用,目前全球包括美国、日本、欧盟等主要的国家和地区已经对TPMS的采用发布了强制性规范,欧盟、中国大陆和台湾要求自2014年起新车安装TPMS模块,日本、韩国和俄罗斯于2015开始要求安装。   各地区的TPMS法规要求及实施时间进度表。   中国目前是全球规模最大、发展最为迅速的汽车市场,汽车技术也越来越先进,特别是安全相关辅助功能技术已经普遍获得厂家和市场的高度重视。过去,由于受到成本约束以及TPMS本身性能局限性(功耗高、尺寸大、精度低),TPMS系统作为汽车标准配置的应用还主要集中在进口及合资高端车型上,但近年来市场上把TPMS系统作为标配的汽车品牌快速增加,TPMS市场正在迎来高速增长时期。特别是本土品牌汽车在引进诸如TPMS这样的安全关键技术非常积极,近一两年TPMS在本土中级车甚至普通轿车中开始大量应用。   全球领先的汽车电子解决方案提供商飞思卡尔和全球多个汽车零部件的市场领导者保隆科技同期推出全球最小的TPMS半导体解决方案和模块产品,正是向这个重要的汽车安全应用市场发出了技术更新升级的最强音,预期将带来高性能TPMS普及的新浪潮。

    时间:2020-09-01 关键词: 飞思卡尔 保隆科技 fxth87 tpms

  • 关于胎压监测系统的一体化解决方案

      人机界面,真正意义上的人机交互方式是人将摆脱任何形式的交互界面,输入信息的方式变得越来越简单、随意、任性,借助于人工智能与大数据的融合,能够非常直观、直接、全面地捕捉到人的需求,并且协助处理。换句话说,就是智能设备将懂得我们的潜在意图,并按照我们的意图进行执行以及反馈。它们就像最了解我们的亲密家人或者朋友一样,成为我们生活中不可或缺的一部分。人机界面是随着科学技术的发展而不断发展,不断创新:   NaturalID:NaturalID技术能够满足生物识别感应的爆炸式需求增长,从移动支付交易、云服务到企业移动设备安全性,涵盖基于FIDO(线快速身份认证)的整个生态系统。   3D-Touch:SynapTIcs的这款专利手势技术已应用于三星2013款GalaxyS4。基于这个技术开发的AirView(浮窗预览),新增了多种用户界面操控方式,如“靠近”、“悬浮手势”和“空中划动”功能。   Clear Pad3350:全球首款全高清(HD)内嵌式触摸屏,采用SynapTIcs单芯片触摸控制器解决方案,可为Nexus5用户带来首屈一指的灵敏度和10指多点触摸体验。   Clear Pad单层外嵌式(SLOC):全球首款将触摸控制器和液晶显示屏同时融入一个超薄层叠的触摸屏设计,性能和成本兼得,已用于应用于中国市场的Yulong8908智能手机。   触控笔:全球首款首款Windows8.1认证触控笔,面向智能手机、平板电脑和笔记本电脑触摸屏,可提供随时可用的手写笔功能,无需使用多个分立系统元件。   可以预见,人脸、指纹、虹膜、掌纹、手形等全新的人机交互方技术,虽然目前还和在发展初期,相信未来他们将会笼络诸多终端用户的芳心,这意味立着他们将帮助智能终端厂商赢得全新市场。

    时间:2020-08-27 关键词: 微控制器 压力传感 tpms

  • 简述TPMS的国内发展史

    简述TPMS的国内发展史

      轮胎压力监测系统(TIre Pressure Monitoring System,TPMS),是一种采用无线传输技术,利用固定于汽车轮胎内的高灵敏度微型无线传感装置在行车或静止的状态下采集汽车轮胎压力、温度等数据,并将数据传送到驾驶室内的主机中,以数字化的形式实时显示汽车轮胎压力和温度等相关数据,并在轮胎出现异常时(预防爆胎)以蜂鸣或语音等形式提醒驾驶者进行预警的汽车主动安全系统。   在2000年,由于FIRESTONE轮胎的质量事故,造成严重的死伤事故。随后引起美国政府的高度重视,并批准了国会关于修改联邦运输法的提案,并要求2003年11月份以后的新车要逐步将TPMS作为标准配置。   相比其他领域的技术,TPMS在中国的发展并没有落后,甚至可以说与发达国家同步的。谈到TPMS在中国的发展史,我很有自信的说,胎牛有这资格。胎牛创始者有3人,这3人在TPMS行业中摸爬打滚已有12年,现在已跟多家国内外知名品牌ODM。车载导航+TPMS绝对领导者(国内知名品牌已有6家与我们建立合作伙伴关系)产品不良率完全的控制在千分之四以下。回顾TPMS在中国的发展史,它的发展应该分以下几个阶段:   2004年至2008年:2004年是TPMS研发鼎盛时期,国内有近上千家公司投入到TPMS研发大军中,有很多企业资金投入达500万到1000万之间。这些资本对整个行业的贡献是巨大的,培育了大批研发工程师,也诞生了很多专业配套厂商。2004年我带着研发梦走入了TPMS的研发行业,2002年毕业,2004年开始进入TPMS的研发,从此就再也没有离开过TPMS 行业。2005年已经有很多国内企业把产品推向了市场。当时在行业内还算小有名气的公司有:驶安特、诺丽电子(笔者就出自诺丽电子)江西凯源、河南雪城、在广州暨南大学成立的泰杰,上海泰好等。当时还没有铁将军,没有胎牛(东莞赛富特汽车安全技术有限公司),没有永奥图,没有伟力通。更没有深永通、小飞将、凯佑等。当时的产品线主要以接线和内置产品为主,外置产品虽然有但基本不能用,主要问题是漏气,重量过重。内置产品也不够成熟,主要问题是误报、收不到信号、产品灌封、产品结构、电池、拆装师傅不懂等。当然也还有个别企业做的还不错,笔者所讲的是绝大部分企业所存在的问题。总结这个阶段的TPMS:产品不成熟,产业链还没有形成,价格高昂,售出一套产品都非常困难。   2008年至2012年:2008年全国还在从事TPMS研发的企业就基本不到十家了,不过幸运的是铁将军在这一年进入了这个行业,推出很多接地气的产品:卧式接线类产品、视频输出连接导航、点烟器接收器、独创结构的外置传感器、太阳能产品等。铁将军在研发、生产及市场的投入都非常巨大。因为铁将军使得TPMS产品在渠道内无所不知,是它教育了渠道客户,当然市场也给予了它很大的肯定和回报。我对这一时期给个总结:在TPMS行业,这一时间段是属于铁将军的时代(当然也有些企业在这一时间段进入了小车前装,OE市场,大车市场,但是他们对行业的贡献都远远不如铁将军)。是铁将军改写TPMS历史的时代。是培育行业的时代,是TPMS的正能量。是产品走向稳定的时代。是价格趋于合理的时代。   2012年到现在:2012年后,TPMS进入了快速发展通道,国内前装市场也有了起色,但对渠道用户与终端用户的教育基本无贡献。后装市场其他的品牌也慢慢的凸显出来:胎牛(东莞赛富特汽车安全技术有限公司)、乐途电子、纽曼、永奥图、伟力通、小飞将、深永通、凯佑、胎压大师等(这里无排名先后问题)。有这么多企业进入TPMS固然是好事,更加能够烘托市场。但是,如此鱼龙混杂的大环境,如何才能做到TPMS领域的可持续健康发展。但有一点需要我们谨记:一定要把产品质量做好,光明还刚刚开始,TPMS领域是一个功德无量的行业,是为解决人类生命安全危险的一项事业,我们所在的行业是为保证人类生命安全而存在的,业界人士不能把产品定位为普通的消费类产品,更不能把他定位为普通的数码类产品。   发展既会有坎坷也会有收获,坚信只要坚持不懈,踌躇满志,TPMS的未来肯定是充满希望的。

    时间:2020-08-27 关键词: tpms

  • 如何选择内外置胎压监测

    如何选择内外置胎压监测

      自美国、欧盟等国家和地区实施汽车强制性安装轮胎气压监测系统(TPMS)之后,我国也将实施强制安装TPMS。这一规定极大地提高了汽车使用的安全性,而轮胎气压监测系统主要分为内置和外置,该如何选择呢?   轮胎压力监测系统(TIre Pressure Monitoring System)简称TPMS,是当下汽车电子安全方面最热门的词汇之一。轮胎压力检测系统是将高灵敏度微型无线传感装置固定在汽车轮胎上,利用无线传输技术将轮胎压力、温度等数据实时传送到驾驶室内的主机,再通过数字化的形式实时显示,配合异常报警系统提示驾驶员进行及时处理。这样确保轮胎的压力和温度在一定的标准范围内,降低爆胎等轮胎异常引起的事故率。   图1 TPMS界面   现在市面上的TPMS主要分为外置和内置,对于司机来说,如何选择适合的胎压监测系统呢?我们从以下几个角度进行考虑:   1. 安装便捷度   外置型的TPMS直接将传感器安装在汽车的气门芯上,安装比较方便,只需要几分钟即可安装好;内置型是将传感器安装在轮胎内部的轮毂上,需要专业的技术人员借助工具拆下轮胎才能安装,花费时间较长,需要额外支付安装费用。   图2 手动安装外置TPMS   在充气的时候外置传感器需要拆卸,安装内置传感器则可直接对轮胎打气。但汽车轮胎充气一般不会很频繁,这一点新老司机们可自行考虑。   2. 测量精确性   很多人都认为外置传感器的测量准确性不如内置传感器,其实不然。外置传感器安装在轮胎气门芯上,是对胎压的直接监测,所以在胎压监测方面内置、外置传感器的测量并没有什么区别;而在胎温的测量上,外置传感器相比内置的会有2-3℃的误差,但这误差对胎温来说并无大碍。   3. 防盗性   从防盗角度来看,由于通常一个厂家的外置传感器使用的拆卸工具是一致的,所以外置传感器的失窃率相对高一些;内置传感器安装在轮胎内部,除非将轮胎一起拆走,否则传感器是非常安全的。   4. 使用寿命   使用寿命从两点来分析:电池寿命和传感器寿命。   外置传感器的电池寿命一般在1-2年,可更换电池;内置传感器的电池寿命一般在3-5年,电池电量用完后只能通过更换传感器的方式补充电量。   外置传感器安装在气嘴上,裸露在空气中,需要长期经受日晒雨淋的考验,外置传感器的使用寿命自然不如“藏”在车胎内部的内置传感器了。   其实,不管是外置还是内置传感器,其核心技术是不变的。由于传感器需要根据不同车厂配备相应的程序,生产时多采用“在板烧录”的方式进行程序下载,这样做的好处是芯片先贴板后再烧录,可以根据不同款车型的需要烧录不同的程序,即使出现烧录失败的不良品也不用拆下芯片再烧录,可直接反复执行烧录动作。   致远电子的P800-ISP多通道在线编程器目前正在胎压监测、电子烟等行业中大显身手,我们期待为更多的用户带去更高效的生产方案。

    时间:2020-08-15 关键词: 胎压监测 外置传感器 tpms

  • 基于PCB螺旋天线的TPMS设计于仿真

    基于PCB螺旋天线的TPMS设计于仿真

    汽车轮胎压力监视系统(TPMS)可以在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气、低气压、高气压进行预警,以保障驾乘者行车安全[1]。 TPMS发射天线工作于频率433.92 MHz,信号收发距离小于10 m,安装在轮胎内部的胎压检测模块上。为了保证汽车行驶时数据传输准确可靠,要求天线具有全向性。同时由于安装空间有限,并且整个模块只由一块锂电池供电,要求天线体积小、发射效率高。随着TPMS的快速发展,在保证基本性能的基础上,小型化天线的研究显得越来越重要。 目前比较常用的 TPMS天线类型有倒F螺旋天线[2-3]和小环天线[4],倒F螺旋天线性能较好,但占用空间大,而小环天线体积虽小,但发射效率低。本文结合实际需求,设计并制作了一种小型的PCB螺旋天线,被加工在一块面积只有20 mm&TImes;16.7 mm的聚四氟乙烯板上。PCB螺旋天线与传统螺旋天线相比,在总长度相同的情况下,天线尺寸大幅度减小。此外金属导线固定在PCB板上,长度、宽度和距离等参数大小容易控制,因此这种天线具有小尺寸、易制作的特点。实验结果表明该天线可工作于频率433.92 MHz,具有良好的全向性,满足TPMS发射天线的性能要求。 1 天线的结构 PCB螺旋天线的结构如图1所示,该天线由11圈螺旋构成。在长方形介质基板的两面分别印刷金属导线,宽度一致,两端有导通孔,其内壁覆铜,用来连接两层的金属。馈电线与图1(b)中右上角最大的导通孔相连接,其余的导通孔直径大小相同。从PCB板制作工艺上考虑,为了确保金属的连接,设计时每个导通孔周围要加上焊盘。 2 天线的设计与仿真 天线的工作频率取决于天线本身的尺寸。从天线的结构可以看出,这种螺旋天线的缠绕非常密集。根据螺旋天线的特性,密集的缠绕会产生寄生感抗,导致螺旋天线的谐振频率增加[5],因此在设计时总长度应该比理论长度稍短。 本文使用软件CST MICROWAVE STUDIO进行仿真。采用介电常数为2.5、厚度为1.6 mm的介质基板。为了满足小型化的要求,在设计时需要选用最小的PCB工艺尺寸。因此,根据天线制作的实际情况,在仿真时,部分参数是固定的,只能通过调节参数L和S来达到所需要的频率。 通过对天线的建模仿真,得出了天线谐振特性与金属导线长度L和螺距S之间的关系,如表1所示,其中F为中心频率。从表1中可以看出:S不变时,随着L的增大,谐振频率减小;L不变时,随着S的增大,谐振频率增大。 经过优化后,天线参数设计如表2所示。 由于天线阻值较小,约为3.58 Ω左右,因此需要外接匹配电路与50 Ω输入阻抗相匹配。本文中采用T型匹配电路,在软件ADS中进行仿真,得到S11曲线如图3所示。从图中可以看出天线的有效工作频段为 432.6~435.2 MHz(S11<-10 dB)。虽然带宽较窄,但在工作频率433.92 MHz 处的S11约为-40 dB,满足信号发射的条件。 3 天线的制作与测试 根据实际工程经验,PCB板介质的损耗对天线的增益有很大的影响。当介质损耗角正切不变时天线增益则随介电常数ε的增大而减小[6]。因此选择稳定性好、损耗很低的聚四氟乙烯介质板来制作天线。天线的尺寸为20 mm&TImes;16.7 mm&TImes;10 mm。 实测得到的S11曲线如图4所示,与仿真得到的结果基本吻合,验证了设计的可行性。但由于匹配电路设计时使用的是自制电感,另外加工精度不高,导致实测得到的S11值小于仿真值。天线的有效带宽为432.2~435.3 MHz(S11<-10 dB),频率433.92 MHz处的S11<-15 dB,可用作TPMS中胎压检测模块中的信号发射天线。在实际应用时,匹配电路可使用体积小、高品质的贴片电容和电感。 TPMS 发射天线工作于433.92 MHz,频率较低,和其他元件连接后一起安装在轮胎内部,占用的空间极小,这给天线的设计带来了很大的困难。针对这一难点,本文设计制作了一种PCB螺旋天线,并进行了测试实验研究,结果表明这种天线具有良好的全向性,体积小重量轻,满足TPMS对天线小型化的需求。同时这种结构的天线还有着制作工艺简单、成本低、易与器件和电路集成等优点。但是由于带宽的限制,只能用作固定频率的发射天线。TPMS中的接收天线需要另行设计。

    时间:2020-08-04 关键词: 天线 PCB tpms

  • TPMS市场即将爆发,谁将成为受益者

    TPMS市场即将爆发,谁将成为受益者

      根据TPMS全球市场产业链的情况来看,TPMS需求量在不断地增加扩大,中国将成为TPMS市场增长主动力。TPMS市场即将迎来爆发,面对这个即将再次爆发的市场,谁将成为受益者呢?又该如何抓住中国强标下即将燃爆的TPMS市场?   在自动驾驶、新能源、网联等技术共同推动下,汽车行业正历经一场重大变革。不过,无论如何变化,安全是汽车永恒的首要元素。继ABS、安全气囊后,TPMS(轮胎压力监测系统)成为第三大汽车安全系统。自美国2005年立法以来,欧盟、韩国、中国台湾地区、中国大陆相继出台TPMS强制性标准。从2019年1月1日起,我国市场所有新认证乘用车必须安装TPMS;2020 年1月1日起,所有在产乘用车开始实施强制安装要求。   中国强标下即将再次燃爆的TPMS全球市场   美国是世界上最早强制安装TPMS的国家,如今也是世界上最大的TPMS OEM市场,欧洲仅次于美国,但由于韩国、中国台湾地区市场容量小,因此强标执行后对全球市场贡献不大。如今,中国已经成为全球第一大汽车市场,随着强标执行,必将再次燃爆全球TPMS 前装OEM市场,预计到2020年全球市场规模将达120亿左右。      2017~2021年全球乘用车OEM市场TPMS需求量预测   未来几年中国将成为TPMS市场增长主动力。NXP副总裁兼压力传感器产品线总经理Eric Toulouse在保隆科技“第1500万支TPMS传感器”下线发布仪式上展示的MSMS TPMS市场预测也印证了这一点。      MSMS TPMS市场预测(蓝色:中国市场)   爆发前夜的“备战”   面对这个即将再次爆发的市场,谁将成为受益者呢?   TPMS产业链可以分为上游芯片、封测等环节、中游模组环节及下游整车厂终端环节。      TPMS产业链情况   受益者又做了哪些努力和布局呢?   在保隆科技“第1500万支TPMS传感器”下线活动上,与非网记者对NXP副总裁兼压力传感器产品线总经理Eric Toulouse及保隆科技汽车电子总经理李威博士进行了采访。面对TPMS市场机遇,双方就合作及各自情况进行了解读。      恩智浦全球副总裁兼压力传感器产品线总经理Eric Toulouse(左),保隆科技汽车电子总经理李威博士(右)   NXP位于TPMS产业链上游,该环节竞争相对较弱,尤其在“ASIC/MCU+MEMS+天线”完整解决方案方面,NXP是仅有的三大玩家之一。对于采用ASIC与MCU不同芯片架构的TPMS方案而言,Eric先生表示:“ASIC方案具有简单易用的优势;MCU方案拥有应用场景广泛并且可通过编程进行升级的优势,NXP为客户提供新算法,在产品升级方面与客户保持紧密合作。“   对于NXP TPMS产品情况, Eric先生介绍道:“如今,NXP TPMS产品已是第四代,在性能方面有很大的提升,比如电池寿命延长30%。NXP注重TPMS尺寸小型化、性能与质量的提升,因此进行了大量的研发与测试工作。与此同时,NXP最新技术方案也会在保隆科技进行试生产与验证,对TPMS方案进行再把关。“在采访中,Eric先生也表达了对保隆科技打通NXP与OEM厂商通道的感谢,同时表示在未来将与保隆科技有更多合作。   保隆科技2002年开始进行TPMS 产品研发,2004年开始一直与NXP保持紧密合作伙伴关系,2009年开始涉足OEM市场。   李威博士补充道:“保隆科技了解汽车,NXP熟悉芯片,两者通过合作,可实现TPMS模组的升级。同时,双方合作不仅限于TPMS领域,在图像等多个领域都有深度合作。”   “2002年,保隆科技进军TPMS领域。要创造从无到有,于是潜心于产品研发;而在大规模产业化时,局限于当时国内自动化水平不能满足汽车电子高要求的情况,于是自行进行自动化产线研发,这反而使保隆在汽车电子自动化方面具有了很强的竞争力,也使得在产业化时,保隆的产品具有生产上的优势;在产品性能上,我国路况复杂,国外TPMS标准在中国不奏效,为适应‘国情’我们提出了高于行业标准很多的企业标准。”李威博士回忆了保隆科技踏入TPMS领域初期的三大难点与所做的工作。   保隆科技处于TPMS产业链的中游,竞争较激烈。目前,在模组环节,国内企业技术与海外公司差距较小且存在配套研发、成本和渠道优势,拥有巨大机遇。“保隆科技作为中国TPMS龙头企业,技术水平已经达到国际水准,在某些方面处于国际领先位置。作为保隆科技主要的TPMS传感器芯片供应商,NXP不仅致力于为保隆科技提供高质量、高性能的产品,也将保隆科技的产品路线图与自身产品规划相融合。面对增长迅猛的TPMS市场,保隆科技产能提升将是赢得更多市场的关键。”当谈及保隆科技在TPMS领域的竞争力时,Eric先生如是说。   对于产能的提升,李威博士表示保隆科技已做好准备,自研产线采用模块化、通用化方案,新增一条产线可在3个月内搭建完成并投入生产,因此面对TPMS需求激增毫无压力。   若用一句概括TPMS市场的特点,“政策为TPMS行业发展第一生产力”最为合适。如今强标的执行只针对轻型乘用车,对于巴士和卡车却没有进行规定,Eric表示:“NXP在巴士、卡车方面做了布局,以迎接这个未来将爆发的市场。”

    时间:2020-08-04 关键词: 恩智浦 自动驾驶 tpms

  • 利尔达TPMS对轮胎气压自动监测方案

    利尔达TPMS对轮胎气压自动监测方案

    方案简介 TPMS是汽车轮胎压力监控系统(TIre Pressure Monitoring System),主要用于汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,以保障行车安全。目前胎压监测系统主要分为两种,即直接式TPMS和间接式TPMS。前者主要用安装在轮胎上的传感器直接测量轮胎内的气压并传输有关数据,后者主要用传感器测量轮胎的转速,并由此推断轮胎气压是否异常。间接式TPMS的传感器大多安装在ABS系统上。 利尔达TPMS发射端方案是基于TI的一颗SOC方案,可以对压力,温度等所有参数进行监测,并通过无线传送到车身主机显示。 方案图片: 方案框图: TPMS sensor规格参数:

    时间:2020-07-18 关键词: 自动监测 tpms

  • 国内唯一车规级TPMS芯片量产 宁波琻捷电子单挑英飞凌

    国内唯一车规级TPMS芯片量产 宁波琻捷电子单挑英飞凌

    【导读】:TPMS芯片市场一直以来被国外厂家商英飞凌、NXP、GE垄断,而我国此前在这一块是空白的,但是不久前,国内唯一车规级TPMS芯片量产,他就是 宁波琻捷电子,他是怎么做到的呢? 什么是TPMS,它是轮胎压力监测系统,采用无线传输技术,利用固定于汽车轮胎内的高灵敏度微型无线传感装置在行车或静止的状态下采集汽车轮胎压力、温度等数据,并将数据传送到驾驶室内的主机中,以数字化的形式实时显示汽车轮胎压力和温度等相关数据,并在轮胎出现异常时(预防爆胎)以蜂鸣或语音等形式提醒驾驶者进行预警的汽车主动安全系统。从而确保轮胎的压力和温度维持在标准范围内,起到减少爆胎、毁胎的概率,降低油耗和车辆部件的损坏。 据统计显示,目前我国高速公路上70%的交通事故为轮胎气压引起,46%为爆胎,爆胎引发的重大交通事故占全部交通事故的35%,在美国交通事故为轮胎气压问题引发的比例高达80%。引发爆胎的原因比例为,轮胎气压过高占20%,轮胎气压不足占57%,其它才占23%,行车时速在160公里以上时发生爆胎,死亡率接近100%,可以说爆胎是目前汽车交通事故的重大杀手之一! TPMS强制安装带来井喷市场 而TPMS技术此前在我国是空白的,完全以来进口,2017年3月沪蓉高速的一起交通事故曾导致了56辆车连环相撞,伤亡人数达到了100多人。这起事故的关键原因就是因为一辆大货车爆胎导致连环追尾事故的发生。 蓉夏高速车祸现场图片 下面是以120公里行进的轿车爆胎情况 在全球范围,有鉴于爆胎引发汽车严重事故,各国纷纷出台政策强制给汽车安装TPMS系统,TPMS就是汽车轮胎压力监测系统(TIre Pressure Monitoring System)简称,主要用于在汽车行驶中对于轮胎温度及压力进行自动监测,针对轮胎漏气、低气压、高气压和高温进行自动报警,可以有效防止爆胎事故的发生!目前的汽车安全措施如ABS、ESP、安全气囊等都是“事后被动”型,即在事故发生后才起到保护人身安全的作用。而TPMS属于“事前主动”型,即在轮胎出现危险征兆时及时报警,驾驶员便可立即采取措施! 下图是各种立法强制安装TPMS的时间,我国将在2019年强制执行TPMS系统。 按照计划,从2019年1月1日起,中国市场所有新认证乘用车必须安装 TPMS,2020年1月1日起,所有在产乘用车车开始实施强制安装要求。强制政策的推出将带来我国TPMS系统的爆发。 2016年,我国新产汽车中TPMS的装配率约为20%,强制政策的出台意味着最迟于2021年中国新产汽车TPMS的渗透率将达到100%。 TPMS芯片作为TPMS胎压监测系统的上游配件,其市场需求也将快速提升。 2016年我国乘用车产量为2442万辆,我们假设中国乘用车产量每年7%递增,并假设TPMS装配率逐年提高,预计2021年中国汽车市场TPMS芯片需求量将达1.37亿片! 根据乘用车产量预估 TPMS 装配量和 TPMS 芯片需求 TPMS系统主要分为发射端和接收端,其中发射端主要包括ASIC芯片/MCU、MEMS传感器、RF/LF天线、锂亚电池等核心组件。传统上,能将ASIC芯片/MCU、MEMS传感器和天线整合为一个完整TPMS方案的只有NXP、英飞凌两家,现在,一家本土IC也可以提供完整方案了,它就是宁波琻捷电子(SENASIC)。 琻捷电子(SENASIC)方案介绍 琻捷电子(SENASIC)是一家专注于汽车级传感器芯片设计与销售的高科技公司。公司由几位复旦海归校友2015年创立,创始团队在车规级传感器芯片领域有多年的技术积累。公司以汽车传感器芯片作为切入点,在自主专利技术基础上,实现了高性能,低功耗,低成本的解决方案。汽车轮胎压力传感器芯片产品目前已经量产出货。在5月18日召开的第八届松山湖中国IC创新高峰论坛上,琻捷电子CEP 李梦雄博士指出琻捷电子是目前国内第一家,也是唯一一家汽车轮胎压力传感器芯片供应商。 他指出琻捷电子的SNP70X已经在去年10月通过车规认证,目前已经量产30万颗,并获得汽车前装订单。整个芯片采用24脚LGA封装,大小为5*5*1.9毫米 SNP70X集成了压力、温度和加速度传感器,休眠电流小于250nA产品寿命大于10年;在发射功率为7.5dBm条件下芯片整体电流小于7mA,并且发射功率从5dBm到10dBm可选;支持125KHz低频唤醒、激活,压力测量精度在-40℃到125℃范围里面达到±5kPa,温度测量精度在-20℃到70℃范围里达到±1.5℃。支持低频烧录支持轮胎定位。 该芯片功能框图如下 李梦雄指出SNP70X的核心处理单元采用8051 单片机,芯片大小2.3平方毫米、工作温度范围是-40度到125度,封装尺寸为6mm*5mm,是目前全球市场上实现量产的汽车轮胎压力传感器芯片(TPMS)里面尺寸最小的。 琻捷电子公司从汽车轮胎压力传感器芯片作为切入点,在自主专利技术基础上,168天就完成了芯片原型设计仿真,SNP70X经过了586天的可靠性测试和认证,底层固件更新进行了12版,并经过了126天严苛道路测试,先后通过了AEC-Q100车规芯片认证和模组级路测验证。 李梦雄博士表示继2018年实现SNP70X量产后,公司将于2019年推出下一代汽车智能化轮胎压力传感器芯片,进一步提升现有产品的通信效率并降低功耗;并将于2020年推出汽车通用传感器系列芯片。 目前琻捷电子提供多种开发板方便客户进行TPMS系统开发。 这是TPMS发射器和显示部分。 在电影《肖申克的救赎》里有一句经典台词“ It comes down to a simple choice - get busy living or get busy dieing.人分两种,要么忙着活,要么忙着死”李博士将die对应为芯片中的切割裸片,因此将这句经典台词修改为“人分为要么忙着活, 要么忙着做芯片。”倒也很应景,反应了目前我国热火朝天的芯片产业现状。 “我们的方案性能与国外产品相当,尺寸更小,关键是价格还便宜20%!”他强调。我想英飞凌或者NXP看到这里一定会睡不着觉了。希望本土芯片在细分领域越来越强。 英飞凌真的会睡不着觉吗?5月24日,中国智慧照明高峰论坛上,要问问英飞凌对此怎么看?是否感到威胁?

    时间:2020-07-16 关键词: 英飞凌 tpms

  • 中国2018年汽车电子市场规模增长

    中国2018年汽车电子市场规模增长

     我国从20世纪90年代开始进行汽车电子产品的研发及产业化,目前已建立了一定的技术基础,汽车电子行业在我国汽车产业蓬勃发展的带动下迅速发展。我国汽车产业仍处于普及期,有较大的增长空间。汽车产业已经迈入品牌向上,高质量发展的增长阶段。 2017年我国汽车电子市场规模为5214.91亿元,2018年我国汽车电子产品市场规模增长至5584.50亿元。2018年,我国汽车产业面临较大的压力,产销增速低于年初预计,行业主要经济效益指标增速趋缓,增幅回落。一方面由于购置税优惠政策全面退出造成的影响;另一方面受宏观经济增速回落、中美贸易战,以及消费信心等因素的影响,短期内仍面临较大的压力。2018年,汽车产销分别完成2780.9万辆和2808.1万辆,产销量比上年同期分别下降4.2%和2.8%。   2018年中国新能源汽车产销分别完成127.05万辆和125.62万辆,比上年同期分别增长59.92%和61.74%。其中纯电动汽车产销分别完成98.56万辆和98.37万辆,比上年同期分别增长47.85%和50.83%;插电式混合动力汽车产销分别完成28.33万辆和27.09万辆,比上年同期分别增长121.97%和117.98%。   虽然国内汽车产量出现一定程度的下滑,但我国汽车电子行业依旧维持较快的增长态势,推动中国汽车电子市场增长的原因有几方面: 1)整车产销将恢复增长态势; 2)因进口替代使汽车电子产能向中国积聚,导致汽车零部件产值增长高于整车增长; 3)渗透率的增长,汽车电子中国起步晚,混动汽车电子化率接近 50%,纯电动车电子化率接近 70%,因此随着新能源汽车(混动+电动)的销量增长,未来汽车电子渗透率将提升; 4)国产汽车产品升级步伐加快; 5)消费者需求不断向汽车电子倾斜。在所有四大类汽车电子产品中,车载电子产品已经成为中国汽车电子市场的一个亮点,车载GPS、TPMS、智能后视镜等新兴车载电子产品市场的潜力逐步释放,这也为本土企业创造了更多的发展机会。 车载电子产品成长的推动力主要来自于后装市场,得益于消费者对于行驶中娱乐和交通信息获取的需求不断发展,娱乐内容载体的更换推动了产品的升级。就细分市场而言,2018年我国车身控制系统市场规模为4378.8亿元(其中发动机控制系统1348.5亿元、底盘与安全控制系统1777.9亿元车、身电子控制系统1252.4亿元),2018我国车载电子装置市场规模达到1205.7亿元。

    时间:2019-08-30 关键词: 汽车电子 车载电子 tpms

  • 当胎压监测变得智能

    当胎压监测变得智能

    蓝牙加持的轮胎监测系统可以比仪表盘上的黄灯警报更加精确地检查轮胎充气压力和温度。   “联网汽车”这个词一般让人联想到自动驾驶汽车。但联网汽车其实可以提供多种功能,其中一项是胎压监测系统(TPMS)。 顾名思义,TPMS提供车辆轮胎充气压力的实时数据,所以不会出现轮胎突然没气了的窘况。除此之外,TPMS还提供有关轮胎温度的关键信息,温度过高可能说明车轮未对准而造成摩擦过大,这会导致轮胎过早磨损并降低驾驶安全性。较新的轮胎型号还能测量加速度,有些还可以测量轮胎的旋转方向。此外,TPMS传感器还可以提示其自身的电池电压水平,提醒何时应更换电池。 TPMS自身只能实现这些功能。但是有了集成的蓝牙低功耗连接性,其在联网汽车中的功能和应用将得到很大的扩展。 TPMS的基本概况TPMS在2007年和2014年分别成为美国和欧盟的强制性要求。有两种类型的TPMS,直接(dTPMS)和间接(iTPMS)。间接胎压监测系统(iTPMS)不使用物理压力传感器,它主要通过测量每个车轮的转速来监测气压。这种方法是有效的,因为充气不足的轮胎其直径略小于充气正常的轮胎(因此角速度更快)。这些差异可以通过ABS/ESC系统的轮速传感器测量。 iTPMS的一个主要难点是它无法测量绝对胎压值。当轮胎充气至正确的压力时,按下复位按钮可校准相对于初始读数的所有后续测量值。此外,iTPMS对不同轮胎类型、路面和行驶速度的影响很敏感。 与iTPMS相比,直接胎压监测系统(dTPMS)报告绝对胎压值。它通过使用一般位于每个轮胎轮辋内的压力传感器来实现。有些系统还测量和报告轮胎温度。许多TPMS在车辆行驶和停车时都显示实时胎压。 大多数dTPMS都是电池供电的。一些传感器采用基于电磁感应的无线电力系统,类似于RFID标签读取中使用的系统。这使传感器更轻巧。 为dTPMS供电的电池不可更换,当电池耗尽时,整个传感器都需要更换。此外,dTPMS内的敏感电子元件会随着时间而磨损,并且会受到压力和振动的影响。低断面轮胎中的TPMS传感器容易更快磨损,特别是在路况较差的情况下。 今天,在美国TPMS最常使用315MHz来将轮胎信息传输到车辆中的接收器。不过,不同地区使用的频率有所差异,因此没有单个全球平台可以支持它。在行驶模式下,传感器平均每60至180秒传输一次。在停车或静止模式下,取决于制造商,传感器可以周期性地传输,或者当传感器检测到胎压变化时进行传输。如果轮胎发生快速漏气,大多数传感器会进入警报模式发出警报。 不过,直接TPMS无线电信号技术容易受到干扰。大多数TPMS传感器使用125 kHz的低频信号激活。接收到此低频信号迫使传感器进行传输。汽车商店中可以找到的几种广泛使用的测试设备会在这些频率附近发出信号。来自其他车辆的信号有时也会启动传输。 这些困难使得一些制造商将TPMS建立在蓝牙低功耗(BLE)通信标准上。BLE既提供单一的全球平台,可以减少开发、质量认证等各项成本,同时允许固件进行无线更新和其他原本无法实现的保养维护。简言之,BLE可以确保TPMS传感器始终更新到最新版本,并且是安全和优化的。 Dialog半导体公司的DA14585是尺寸最小、功耗最低、集成度最高的蓝牙SoC。它不仅可以作为向TPMS添加蓝牙低功耗连接性的途径,而且还适用于遥控、接近标签、信标、连网医疗设备和智能家居节点等应用。它支持所有蓝牙标准,包括蓝牙5和蓝牙低功耗Mesh。 此外,BLE提供更多数据带宽,为新的潜在应用打开了大门。例如,它可以方便在整个车辆中装配其他传感器,例如可以更密切监测轮胎状况的轮胎变形传感器等。 目前的OEM TPMS芯片仅提供与车身电子设备的连接,当胎压读数降至需要引起注意的水平时,在仪表盘向驾驶员显示警报。但是,有BLE连接功能的TPMS传感器可以直接连接到驾驶员的智能手机,以实现更直接的通信。对于仪表盘已显示TPMS警报的情况来说,此功能可能是多余的,但对于仪表板缺少此警报的车辆,此功能会很有用。 运输行业尤其可以从有BLE连接功能的TPMS受益。运输公司需要优化其车辆的轮胎充气压力,以尽可能地减少轮胎磨损和油耗。十八轮车必须连接由各种制造商生产的各种拖车。要实现能覆盖所有卡车和拖车仪表盘的标准TPMS改装系统还有很长的路要走,但直接连接到驾驶员手机或平板电脑的TPMS可以很好地填补这一市场空白。 有BLE连接功能的TPMS不仅可以监测轮胎的磨损和充气压力。例如,使用尺寸最小、功耗最低、集成度最高的蓝牙5 SoC SmartBond DA14585可以实现的功能。该芯片的BLE连接为TPMS提供了一系列额外潜在应用,包括无钥开锁、车载诊断(OBD)Telematics、以及各种传感器应用和远程控制功能。 集成了SmartBond DA14585和其BLE连接功能的TPMS传感器可以提升车辆的跟踪、监测和维护。此外,他们还可以降低制造成本,并为工程师实现新的智能汽车应用提供途径。

    时间:2019-05-17 关键词: 蓝牙 轮胎 胎压监测 tpms

  • 基于英飞凌智能传感器SP12/SP30的TPMS设计

    汽车轮胎压力监测系统(tpms)主要利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,通过射频无线传输,在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气、低气压和高气压进行报警,以保障行车安全。 英飞凌面向tpms应用的sp12/sp30传感器整合了硅显微机械加工的压力与加速度传感器、温度传感器和一个电池电压监测器,提供四合一传感功能,并配有一个能完成测量、信号补偿与调整及spi串行通信接口cmos大规模集成电路,其中sp30内置8位哈佛结构risc mcu和2d通道的低频(lf)接口,且消耗的电流仅0.4ua。 星科半导体有限公司基于英飞凌传感器sp12/sp30提供整个tpms系统所涉及的ic以及解决方案,来保证系统的稳定性和可靠性。 tpms构成 1. 发射模块 发射模块由压力传感器、mcu、射频发射芯片、电池和天线组成,该模块对轮胎压力、温度、电池电压及加速度进行数据采集,并将数据以无线方式发射出去。 发射模块有基于sp12/sp12t和sp30的两个方案:方案一是sp12/sp12t+mcu+tdk5100f(见图1),其中压力传感器sp12(100~450kpa)/sp12t(0~1,400kpa)和射频发射芯片tdk5100f(434mhz ask/fsk发射器)均来自英飞凌公司。 图1:基于sp12的tpms发射模块 方案二是sp30+tdk5100f(图2)。 图2:基于sp30的应用方案框图 压力传感器sp30(100~900kpa)内置8位哈佛结构risc mcu和2d通道的lf接口。射频发射ic采用英飞凌公司的tdk5100f(434mhz ask/fsk发射器),该系统可直接接收125khz的低频唤醒信号控制发射模块在不同的模式下工作。 2. 接收模块 接收模块由tda5210、xc866/xc886、lcd模块和天线组成(见图3)。 图3:tda5210+xc866/xc886+lcd模块+天线的接收模块框图 接收模块将tpms发射模块发送的信息进行解调、解码,并将接收的数据通过lcd显示输出。该模块的mcu和射频接收芯片分别采用了英飞凌公司的xc866/xc886和tda5210。其中xc866/xc886是专为汽车电子设计的8位mcu,带有can/lin控制器,可以快速地将tpms功能转移次要任务中。 sp30_tpms发射模块原理 tpms发射系统实际上是一个定时监测无线系统,整个系统设计的核心问题主要体现在系统低功耗和汽车高速转动时射频接收灵敏度以及噪声抑制方面。针对英飞凌sp30+tdk5100f发射系统,以下是关于这两个核心问题的详细阐述。 首先,系统低功耗是建立在硬件基础上,并且与软件程序相结合实现的,所以选择静态低功耗硬件是前提条件;其次,系统要尽量保持在功耗最低的pwdn模式下;第三,系统从pwdn到run模式的硬件唤醒要与软件阕值比较相结合;最后,系统进入run模式中,在某些独立于risc内核的单元工作时,可以让系统进入空闲模式等待,这样也会节省供耗。实测星科demo板静态电流3ua。图4为sp30+tdk5100f发射系统的程序流程。 图4:sp30+tdk5100f发射系统的程序流程图 图5:sp30内部功能框图

    时间:2019-04-05 关键词: 英飞凌 传感器 嵌入式开发 智能 tpms

  • PIC18F2680 TPMS方案

    Microchip 公司的PIC18F2585/2680/4585/4680是 28/40/44引脚的增强型闪存微控制器,具有ECAN&#8482;和nanoWatt技术以及10位ADC,适合许多高性能和对功耗敏感的应用。本文介绍了PIC18F 2680和PIC18F 4680在汽车轮胎监测系统(TPMS)的应用。首先介绍了PIC18F 2680和PIC18F 4680的主要性能和方框图,接着介绍了APGRD003 汽车轮胎监测系统(TPMS)的主要电路。APGRD003 Tire Pressure Measurement SystemPIC18F2585/2680/4585/4680 28/40/44-Pin Enhanced Flash Microcontrollers withECAN Technology, 10-Bit A/D and nanoWatt TechnologyPower Managed Modes:Run: CPU on, peripherals onIdle: CPU off, peripherals onSleep: CPU off, peripherals offIdle mode currents down to 5.8 &#61676;A typicalSleep mode currents down to 0.1 &#61676;A typicalTimer1 Oscillator: 1.1 &#61676;A, 32 kHz, 2VWatchdog Timer: 2.1 &#61676;ATwo-Speed Oscillator Start-upFlexible Oscillator Structure:Four Crystal modes, up to 40 MHz4x Phase Lock Loop (PLL) – available for crystal and internal oscillatorsTwo External RC modes, up to 4 MHzTwo External Clock modes, up to 40 MHzInternal oscillator block:8 user selectable frequencies, from 31 kHz to 8 MHzProvides a complete range of clock speeds, from 31 kHz to 32 MHz when used with PLLUser tunable to compensate for frequency driftSecondary oscillator using Timer1 @ 32 kHzFail-Safe Clock MonitorAllows for safe shutdown if peripheral clock stopsSpecial Microcontroller Features:C compiler optimized architecture with optional extended instruction set100,000 erase/write cycle Enhanced Flash program memory typical1,000,000 erase/write cycle Data EEPROM memory typicalFlash/Data EEPROM Retention: > 40 yearsSelf-programmable under software controlPriority levels for interrupts8 x 8 Single Cycle Hardware MultiplierExtended Watchdog Timer (WDT):Programmable period from 41 ms to 131sSingle-Supply 5V In-Circuit Serial Programming&#8482; (ICSP&#8482;) via two pinsIn-Circuit Debug (ICD) via two pinsWide operating voltage range: 2.0V to 5.5VPeripheral Highlights:High current sink/source 25 mA/25 mAThree external interruptsOne Capture/Compare/PWM (CCP1) moduleEnhanced Capture/Compare/PWM (ECCP1) module (40/44-pin devices only):One, two or four PWM outputsSelectable polarityProgrammable dead timeAuto-Shutdown and Auto-RestartMaster Synchronous Serial Port (MSSP) module supporting 3-wire SPI (all 4 modes) and I2C&#8482; Master and Slave modesEnhanced Addressable USART module:Supports RS-485, RS-232 and LIN 1.3RS-232 operation using internal oscillator block (no external crystal required)Auto-Wake-up on Start bitAuto-Baud Detect10-bit, up to 11-channel Analog-to-Digital Converter module (A/D), up to 100 KspsAuto-acquisition capabilityConversion available during SleepDual analog comparators with input multiplexingECAN Module Features:Message bit rates up to 1 MbpsConforms to CAN 2.0B ACTIVE SpecificationFully backward compatible with PIC18XXX8 CAN modulesThree modes of operation:Legacy, Enhanced Legacy, FIFOThree dedicated transmit buffers with prioritizationTwo dedicated receive buffersSix programmable receive/transmit buffersThree full 29-bit acceptance masks16 full 29-bit acceptance filters w/ dynamic associationDeviceNet&#8482; data byte filter supportAutomatic remote frame handlingAdvanced error management features600)this.style.width='600px';" border="0" />图1.PIC18F2585/2680 (28引脚)方框图600)this.style.width='600px';" border="0" />图2.PIC18F4585/4680 (40/44引脚)方框图600)this.style.width='600px';" border="0" />图3.TPMS LF Initiator600)this.style.width='600px';" border="0" />图4.TPMS Base Station(1)600)this.style.width='600px';" border="0" />图5.TPMS Base Station(2)600)this.style.width='600px';" border="0" />图6.TPMS Sensor Transponder

    时间:2019-02-22 关键词: 方案 嵌入式开发 tpms

  • 利用PIC16F639设计可低频唤醒的TPMS发射系统

      在内置模拟前端的单片机PIC16F639 的基础上设计出一种可低频唤醒的 TPMS 发射机,它通过低频信号获取操作指令信息,再通过高频信号将测量数据发射出去。实现了TPMS发射机与驾驶员的双向通信,提出了具体的硬件与软件设计方案。   TPMS(Tire Pressure Monitoring System)是胎压检测系统的英文缩写形式。这种系统的原理是通过安装在轮胎内的传感器检测轮胎压力、温度等参数,并通过无线方式实时准确地将测量值传送给接收装置,驾驶员通过液晶显示器了解车辆的轮胎状况,可有效降低因爆胎引发交通事故的几率。     传统的胎压检测系统一般采用定时唤醒或加速度唤醒的方式延长胎内发射装置的使用寿命,驾驶员对胎内压力检测系统的启动、暂停、检测方式无法进行控制。同时,在传统胎压检测系统中,将轮胎的定位信息写入轮胎内 发射系统 的ID中,如果更换轮胎则需要对定位信息重新设置,否则系统无法正确反映轮胎位置。采用可低频唤醒的TPMS,驾驶员可对检测系统的工作状态进行控制,通过设定轮胎的检测顺序,就可以解决轮胎的定位问题。   1 发射系统原理与解决方案   从图1可知,发射系统主要由胎内传感器、信号处理模块、高频发射模块和LF接收模块组成。其基本工作原理是:系统接收到低频唤醒信号后,根据信号调理与译码所得指令调整系统的工作状态,胎内传感器将检测量传输给MCU,再通过发射模块以433.9MHz载频发送出去。   1.1 传感器   本系统选用Freescale公司的MPXY8020A型硅压阻式压力传感器,其内部包括压力、温度传感器,具有电源管理和数据输出功能。可通过S0、S1引脚控制其工作模式,每隔3s通过OUT引脚发出370?滋s宽度的唤醒脉冲,约每52min通过/RST引脚发出一个复位脉冲[1]。   1.2 信号处理与低频接收模块   MicroChip公司的PIC16F639是一款带有三通道模拟前端(AFE)的MCU,其模拟前端特性由MCU固件控制。由于使用方便,该器件可用于多种智能低频检测和双向通讯应用中。因其具有工作电压范围宽、待机电流小、工作电流低等特点[2],十分适合应用于胎压检测。其集成的三通道模拟前端可检测低至1mV(峰-峰值)的125kHz输入信号,具有三个天线连接引脚。通过连接指向X、Y和Z方向的三个天线,应答器可随时接收来自任意方向的信号,从而降低因天线的方向性而造成信号丢失的可能性。各天线引脚的输入信号的检测是相互独立的,并随后相加。通过对配置寄存器进行编程,每个输入通道可以被单独使能或禁止。被使能的通道越少,器件的功耗就越小。   1.3 高频发射模块   发射模块采用Maxim公司的MAX1479,可发射300MHz~450MHz的ASK和FSK数据,在FSK模式下采用Manchester码可达到20kbps的数据速率。该芯片具有低电源电流(ASK模式下为6.7mA,FSK模式下为10.5mA),仅200?滋s的启动时间等优点,非常适合应用于低功耗设计[3]。   2 TPMS发射系统硬件设计   TPMS发射系统硬件主要由发射芯片MAX1479、单片机PIC16F639和传感器MPXY8020A构成,如图2所示。模块发射频率为MAX1479外接晶振频率的32倍频,即需外接13.56MHz振荡器。MODE引脚接高电平,为FSK调制模式。CLK0和CLK1引脚可以设置CLKOUT频率输出引脚的输出频率。DEV0、DEV1、DEV2引脚可为FSK调制模式设置频率偏移,当DIN引脚为高电平时,PAOUT输出高频信号至天线。PIC16F639内置了三通道模拟前端,由于低频发射基站与接收模块位置相对固定,只需安装一个低频接收天线即可。接收天线为铁氧体磁芯线圈,电感量为7.1mH,并联220pF电容后,可在125kHz处谐振,并联谐振阻抗最大,当发射线圈与接收线圈相互平行,即可最大限度地拾取有用信号。每个通道内还具有一个调节电容,可用来调节外部天线。此电容可通过寄存器配置电容大小,最大63pF,可1pF步进调整。LCCOM引脚为三通道的公共地。单片机使用内部已校准的8MHz振荡器,可通过寄存器中IRCF位配置分频系数,分频后可得到低至31kHz的时钟频率。传感器与单片机采用SPI串口方式连接,可以通过配置S1、S0引脚使传感器工作于待机、测量压力、测量温度和读数据这四个状态。OUT引脚连接至RA1引脚,并每隔三秒发出唤醒脉冲,PORTA口电平变化引发中断,将单片机从休眠模式唤醒。   3 发射系统软件设计   3.1 RF传输协议   RF信号的传输采用曼彻斯特编码,即一个数字信号值在每一个比特位周期内作高、低电平之间的切换,前半周期高电平后半周期低电平表示数字1,而先低后高表示数字0。MAX1479的 FSK模式最大数据传输率为20kbps,在本系统中采用9.6kbps的数据率。RF数据帧格式如表1所示。     (1)前导位:由连续的31个数字1接一个数字0组成,前导位可以使接收器识别出有效的RF信号,并可使接收器与发射信号频率同步,因此可补偿发射机振荡频率的误差。前导位的位数可以不固定,位数长的前导位有利于提高接收器的灵敏度,而位数短的前导位有利于节省发送端功耗。   (2)发射机ID:每个发射机都有惟一的ID号码,32位的长度可极大地避免出现两个相同ID的情况。   (3)压力值:压力值采用8位无符号数表示,每一位代表2.5kPa。   (4)温度值:温度值采用8位无符号数表示,最低可测温度为零下40度,每一位代表0.8度。   (5)状态位:包括电池低压检测数据、传感器的工作模式信息。   (6)校验和位:校验和长度为8位。其产生的方法是,发送时,对所有数据求异或结果再取反作为校验和;接收时,对所有数据连同校验和求异或求反,结果为0表示正确,否则错误,丢弃数据包。   3.2 LF传输协议与软件流程   LF信号的传输也采用曼彻斯特编码。由于 PIC16F639 模拟前端输入调制频率最高为4kHz,所以选择1kHz作为LF输入信号的数据频率。LF数据帧格式如表2所示。   (1)AGC稳定时间:这是一个持续的高电平脉冲,可将AFE从休眠模式唤醒,AGC模块可以自动调整过强的输入信号电压,使之达到后续电路可接受的水平,AGC稳定时间后,AGC稳定于输入信号电平。如果AGC稳定时间不符合要求,AFE将被软复位。   (2)唤醒滤波器脉冲:唤醒滤波器用来使能LFDATA输出并唤醒单片机,但前提条件是在LC输入引脚接收到特定的脉冲序列。这样可以防止由于噪声或不想要的输入信号等原因而致使AFE唤醒单片机。唤醒滤波器脉冲的高持续时间和低持续时间分别由OEH、OHL位决定,通过SPI口编程。   (3)命令位:8位数据中的第1位将引起PORTA电平变化中断使单片机从休眠模式唤醒,剩余的7位数据作为命令代码。单片机通过定时采集RA4引脚电平,获得相应数据,并通过与单片机预定义值进行匹配,产生相应动作状态。   (4)校验位:采用奇校验方式,即当数据中1的个数为奇数时,则校验位为0;否则校验位为1。   (5)结束位:用两个连续的数字0表示结束位,结束位采用NRZ编码格式。   图3是PIC16F639检测低频信号流程图。当单片机上电后,可以通过SPI口对AFE的8个寄存器进行设置。打开PORTA电平变化中断后进入休眠模式。当LC输入引脚检测到输入信号,输入的AGC稳定时间电平超过20mV时将置位AFE状态寄存器AGCACT位。如果输入信号不到20mV,则不会激活AGC。由于只使用一个模拟通道,因此当检测到输入信号时,只置位WAKEY位。若AFE被唤醒后,超过16ms没有信号输入,则软复位将使AFE重新回到休眠状态。如果未使能唤醒滤波器,则后续接收到的信号将被AFE认为是有用信号,并直接从LFDATA引脚以数字量输出。否则,后续信号必须满足唤醒滤波器的时序脉冲要求。如果不满足,且超过32ms没有正确信号输入将置/ALERT引脚低,并返回到休眠状态。如果满足,则通过LFDATA引脚唤醒单片机并输出数据。单片机根据译码数据被重新配置。     3.3 发射模块基本程序流程   当系统上电复位后,PIC16F639首先执行初始化命令,随后进入休眠等待状态,如图4(a)所示。当检测到传感器唤醒脉冲或LF的输入信号时,系统退出休眠状态。检测到传感器唤醒脉冲后,若满足数据检测条件,则单片机通过配置传感器S1、S0模式选择引脚 ,控制传感器检测压力及温度,并将读取的数据通过SPI口传至PIC单片机,判定是否满足配置发射条件,系统默认的发送条件是30秒发送一次,但也可以通过低频唤醒指令自行设置发射信号的时间间隔。当测量的压力与温度变化量超过阈值时,系统则会自动修改发送条件至快速发射模式,即将发射数据时间间隔缩短到800ms,使驾驶者可以实时掌握轮胎状态,及时采取防范措施。当发射完成后,系统再次进入休眠状态,以上基本流程如图4(c)所示。如果系统被LF信号唤醒后,则首先对LF输入的曼彻斯特编码信号进行译码,根据译码信息重新配置发射条件与数据检测的时间间隔,也可以控制 TPMS 发射系统 的启动和暂停,如图4(b)所示。   可低频唤醒的TPMS发射系统具有低成本、低功耗、高集成度、具有双向通信功能的特点,这使它比传统TPMS更具市场竞争力。随着TPMS在中国的普及,该系统将具有较大的推广价值。   参考文献 [1] Freescale Corporation.

    时间:2018-09-25 关键词: 系统 低频 tpms

  • 有用没用关键看车主!TPMS胎压监测系统介绍

    有用没用关键看车主!TPMS胎压监测系统介绍

    TPMS胎压监测系统种类 1.直接式TPMS:直接式TPMS胎压监测系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上,然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时,系统会自动报警。他的压力传感器又分为内置式与外置式。内置式胎压传感器是由专用气门嘴与传感器组成,安装时替换掉原来的气门嘴,再套上传感器即可,需要做动平衡;外置式胎压传感器直接将四个传感器盖在气门嘴上并锁紧防盗镙母即可,安装方便。其工作原理是:当汽车开动时,最先由加速度传感器将信号发送给接收器,随后将监测到的轮胎压力与温度信号一起传送给接收器,当接收器接收到信号后就会立马显示出来。汽车行驶过程中,无线胎压监测器的传感器每4秒监测一次数据,如无异常,为了保证省电,每20秒向接收器发送一次数据;当有异常时即每4秒向接收器发送一次数据。伟力通的独立显示器带有震动与声音探测器,具备智能省电的自动开关机功能。   2.间接式TPMS:间接式TPMS胎压监测系统的工作原理是:当某轮胎的气压降低时,车辆的重量会使该轮的滚动半径将变小,导致其转速比其他车轮快。通过比较轮胎之间的转速差别,以达到监视胎压的目的。间接式TPMS胎压监测系统实际上是依靠计算轮胎滚动半径来对气压进行监测。   3.TPMS直接式与间接式系统对比 直接系统可以提供更高级的功能,随时测定每个轮胎内部的实际瞬压,很容易确定故障轮胎。间接系统造价相对较低,已经装备了4轮ABS (每个轮胎装备1个轮速传感器)的汽车只需对软件进行升级。但是,间接系统没有直接系统准确率高,它根本不能确定故障轮胎,而且系统校准极其复杂,在某些情况下该系统会无法正常工作,例如同一车轴的2个轮胎气压都低时。 TPMS胎压监测系统是否必要? 对于新入车的朋友,可能我们仅仅是刚听说过TPMS胎压监测系统这回事。 不知道他的作用,这时极易被一些老司机所误导,我们要根据自身的情况客观的来认识他,了解他。由于经验的缺乏,对行车时正常的状态感知性差,当轮胎被轧、胎压过高、过低、温度过高等这些问题,我们新手无法判断,隐藏的后果,轻者轮胎轮毂报废、重者引发交通事故。 所以我们要解TPMS胎压监测系统【必要理由】: 1、当轮胎被轧时出现的快漏气或慢漏气都会及时报警,以便于我们及时停车更换备胎,并找寻附近的轮胎店补胎。防止压坏胎。 2、当轮胎松动等原因导致不平衡摩擦,引起轮胎高温时,达到70℃时会报警提示我们,采取措施,防止掉胎爆胎。 3、当我们长时间未加气,胎压低于我们设置的限值时,会报警提示,防止低压引发轮胎温度升高的爆胎。缺气行使还会造成轮胎的使用寿命减少,轮胎气压小于标准气压值30%,轮胎寿命将减少45%,按每个轮胎1000元计,每个胎可省450元,4个胎也就是1800元。另外缺气行使还会使车的悬挂系统磨损加速老化。 4、轮胎气压监测系统还可以省油:标准胎压可以降低汽车油耗,车胎气压不足,油耗上升,实验数据显示,轮胎气压低于标准气压值30%,油耗将上升10%,假设每百公里耗油10升,每升油价为7元,那么每百公里便多支出7元,行使80000公里就是5600元。    

    时间:2017-05-24 关键词: 胎压监测系统 tpms

  • TPMS终成强制国标,“靴子”落地后你的产品给力吗?

    TPMS终成强制国标,“靴子”落地后你的产品给力吗?

    据悉,9月底全国汽车标准化技术委员会汽车电子与电磁兼容分标委在北京审核通过了《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》(GB26149),这意味着今后胎压监测将成为国家强制性标准,未来在中国市场销售的汽车中,胎压监测系统(Tire Pressure Monitoring System,下文简称TPMS)将成为必不可少的标配。 TPMS利用固定于汽车轮胎内的高灵敏度传感器采集轮胎压力、温度等数据,再通过无线传输将数据传送到接收端主机进行分析判断,在胎压异常时提供预警,其在汽车安全中的关键作用已经成为大家的共识。在中国每年发生的交通事故中,约有30%是因胎压过低导致摩擦过热爆炸、或因胎压过高直接引起爆炸,在高速公路中由胎压问题引发的事故比率更是高达50%。同时,胎压监测还有利于节能,据估算如果能够保持乘用车胎压正常,中国每年就可节约汽油消耗101万吨,节约燃油费用76亿元。因此全球范围内,美国、欧盟、韩国等都陆续推出了强制安装TPMS的法规,中国在2011年实施TPMS推荐性技术标准之后,经过多年的酝酿,强制标准这只“靴子”终于落地。 之前受标准不确定性的影响,加上中国消费者对胎压监测安全性认识不足,TPMS在中国汽市场中的渗透率一直不高,约为15%。先前比较乐观的预测,到2020年中国TPMS市场容量将达1970万套。现在强制国标的出台,无疑会成为TPMS市场的催化剂。可以预见,TPMS前装市场在强制国标的推动下会伴随着中国车市稳步增长,同时标准出台后对市场的教育作用也会激活庞大的存量市场,给后装市场带来巨大的机遇。 实际上,技术厂商在等待“靴子”落地的过程中,早已为可能到来的市场盛宴做好了准备。大家的发力点无外乎在两个方面:一方面是持续打磨器件的性价比,力求极致;另一方面则是在智能化上做文章,给用户带来差异化的体验。 Avnet推出的TMPS方案就是其中很有代表性的一款。在作为TPMS核心的传感端,该方案选用了NXP公司高度集成胎压传感器FXTH87,这是一个久经市场考验的产品。在一个7 mm x 7mm x 2.2 mm的紧凑封装中,FXTH87内置了一个S08架构的8-bit MCU、压力传感器、XZ轴或Z轴加速度计、温度传感器、315/434 MHz射频发射器、125 kHz LF接收器、电池电压测量电路,以及6个多用途IO接口,可实现100~900kPa气压测量和-40℃ ~ 125℃的温度测量。以往在市场上低功耗、高集成、低BOM成本的TPMS产品中,总是能看到FXTH87的身影。 在Avnet方案的数据接收端,采用了ARM Cortex-M0+结构的Kinetis KL46低功耗MCU,并集成了LCD显示、TDA5235无线控制接收器,以及BLE低功耗蓝牙。其中BLE可以算是方案中最大的亮点,它使得TPMS采集的轮胎气压、温度等数据可经由蓝牙传输给智能手机——目前方案支持几乎所有的安卓手机。这一变化为Avnet的方案贴上了“智能化”的标签。   Avnet开发的TPMS方案实物图 所谓智能化,它的潜台词就是:借助智能手机功能强大的计算功能,以及手机APP与云端建立的数据交互和分析功能,TPMS厂商可以为用户提供更深入和丰富的服务,这里面的想象空间就大了。比如,如果APP与4S店建立联系,在轮胎状态异常时就可以为车主提供及时、专业的诊断和解决方案。 高性价比的硬件可以赢得BOM成本上的优势,而智能化的扩展又可以为产品带来服务性的增值。由此,我们大体能够看到TMPS强制国标出台后,未来市场主流产品的风貌了。在这样的市场中,你的产品给不给力,入不入流,敬请对号入座吧。  

    时间:2016-12-20 关键词: 汽车电子 智能化 tpms

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    据悉,9月底全国汽车标准化技术委员会汽车电子与电磁兼容分标委在北京审核通过了《乘用车轮胎气压监测系统的性能要求和试验方法》(GB26149),这意味着今后胎压监测将成为国家强制性标准,未来在中国市场销售的汽车中,胎压监测系统(Tire Pressure Monitoring System,下文简称TPMS)将成为必不可少的标配。 TPMS利用固定于汽车轮胎内的高灵敏度传感器采集轮胎压力、温度等数据,再通过无线传输将数据传送到接收端主机进行分析判断,在胎压异常时提供预警,其在汽车安全中的关键作用已经成为大家的共识。在中国每年发生的交通事故中,约有30%是因胎压过低导致摩擦过热爆炸、或因胎压过高直接引起爆炸,在高速公路中由胎压问题引发的事故比率更是高达50%。同时,胎压监测还有利于节能,据估算如果能够保持乘用车胎压正常,中国每年就可节约汽油消耗101万吨,节约燃油费用76亿元。因此全球范围内,美国、欧盟、韩国等都陆续推出了强制安装TPMS的法规,中国在2011年实施TPMS推荐性技术标准之后,经过多年的酝酿,强制标准这只“靴子”终于落地。 之前受标准不确定性的影响,加上中国消费者对胎压监测安全性认识不足,TPMS在中国汽市场中的渗透率一直不高,约为15%。先前比较乐观的预测,到2020年中国TPMS市场容量将达1970万套。现在强制国标的出台,无疑会成为TPMS市场的催化剂。可以预见,TPMS前装市场在强制国标的推动下会伴随着中国车市稳步增长,同时标准出台后对市场的教育作用也会激活庞大的存量市场,给后装市场带来巨大的机遇。 实际上,技术厂商在等待“靴子”落地的过程中,早已为可能到来的市场盛宴做好了准备。大家的发力点无外乎在两个方面:一方面是持续打磨器件的性价比,力求极致;另一方面则是在智能化上做文章,给用户带来差异化的体验。 Avnet推出的TMPS方案就是其中很有代表性的一款。在作为TPMS核心的传感端,该方案选用了NXP公司高度集成胎压传感器FXTH87,这是一个久经市场考验的产品。在一个7 mm x 7mm x 2.2 mm的紧凑封装中,FXTH87内置了一个S08架构的8-bit MCU、压力传感器、XZ轴或Z轴加速度计、温度传感器、315/434 MHz射频发射器、125 kHz LF接收器、电池电压测量电路,以及6个多用途IO接口,可实现100~900kPa气压测量和-40℃ ~ 125℃的温度测量。以往在市场上低功耗、高集成、低BOM成本的TPMS产品中,总是能看到FXTH87的身影。 在Avnet方案的数据接收端,采用了ARM Cortex-M0+结构的Kinetis KL46低功耗MCU,并集成了LCD显示、TDA5235无线控制接收器,以及BLE低功耗蓝牙。其中BLE可以算是方案中最大的亮点,它使得TPMS采集的轮胎气压、温度等数据可经由蓝牙传输给智能手机——目前方案支持几乎所有的安卓手机。这一变化为Avnet的方案贴上了“智能化”的标签。   图1,Avnet开发的TPMS方案实物图 所谓智能化,它的潜台词就是:借助智能手机功能强大的计算功能,以及手机APP与云端建立的数据交互和分析功能,TPMS厂商可以为用户提供更深入和丰富的服务,这里面的想象空间就大了。比如,如果APP与4S店建立联系,在轮胎状态异常时就可以为车主提供及时、专业的诊断和解决方案。 高性价比的硬件可以赢得BOM成本上的优势,而智能化的扩展又可以为产品带来服务性的增值。由此,我们大体能够看到TMPS强制国标出台后,未来市场主流产品的风貌了。在这样的市场中,你的产品给不给力,入不入流,敬请对号入座吧。   图2,Avnet开发的TPMS方案系统框图

    时间:2016-12-15 关键词: 汽车 汽车电子 tpms

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