标签: 胎压监测

      我们用创新的思维，结合科技安全与时尚生活，随时随地完全无线传输，透过最热门Apple iPhone智能手机货或平板电脑作为平台，贴心让您享有高级车的配备，在操作上更是直觉式触碰感受，耳目一新的视觉与缤纷的互动界面。 随时监测 独立轮胎资讯     别担心，当你拥有了BLE-TPMS胎压监测器的系统，你可以透过iPod、iPhone或者iPad，掌握你爱车的状况，即便是行驶中，也可以随时监测，显示独立每一轮胎的压力、温度资讯，以增加驾驶汽车的的安全性，并可降低油耗、节能减排之外，更延长轮胎使用寿命，降低爆胎意外发生的机会。       BLE-TPMS是行车安全指挥的大跃进，也是汽车产业与3C的跨越结合，采用胎内式的精密设计，更结合蓝牙4.0装置进行传输，高度的效能与稳定定性是你所可以见识到的，监测精准且品质稳定，更是世界的主流趋势。 APP程序界面: 1.即时胎压胎温查看 异常变化主动警示 2.时尚主题选择 3.爱车数据建立 4.TPMS功能设置   主动式警报提醒     无论你是否太忙，或忘了定期对爱车校检，只要你有安装BLE-TPMS的专业轮胎压力监测系统，当收到异常的讯号后，在执行中的APP程序也会同步出现警示符号与发出警报音，提醒你及时减速、停车检修，避免因不知异常持续形式而导致的危险发生。   弹指之间的优雅设计 透过BLE-TPMS的专业轮胎压力监测系统，你可以享受更优雅、更便利的生活方式，你可以完全不用下车、甚至不用到处找寻加油站或者轮胎行，也不用携带多余的工具在车上，你只需要拿起你的iPhone再搭配上BLE-TPMS，在弹指之间，透过直觉式的界面设计，即可从容不迫的轻易的得知轮胎状况。   真正的蓝牙4.0（Bluetooth Low Energy）监测 透过创新蓝牙4.0传输，感受BLE-TPMS真正的无线监测胎压胎温，在充气过程中您可以透过iPhone4S/5智能手机同步观看胎压数值变化，避免充气过高或不足的状况发生。   更安全、更容易、更贴近人心 你正在开车，你可能遇到许多意想不到的情况，例如：刺到钉子、轮胎漏气、爆胎前压力与温度变化等，当轮胎发生异常变化时，你可以在第一时间查看数值且接收到警报音的提醒。   安全监控 真实感受 轻松简单的管理爱车的资讯，且快速便利的随时间看您轮胎的变化。采用高科技小型胎内式感测器，更精准更稳定，安装快速且平衡佳。胎压部分整合了世界通用的三种单位（psi、kPa、bar）可供选择设定，胎温部分亦有℃与°F的选择设定。   精彩一天 提高驾车的安全系统 精彩的一天，从安全的驾车开始，预防和减少由爆胎导致车祸事故的发生，是你生活中不可或缺的事项，随时关心你爱车的状况，用智慧科技守护爱你的家人与自己，更多一份安心。   绿色环保 与地球同步呼吸 拥有BLE-TPMS的专业轮胎压力监测系统之后，你会发现藉由随时关注胎压、胎温，大大降低行驶中因胎压过低引发爆胎事故，或因胎压过高而增加油耗的情形，既可以帮你节省油钱也拉长了定时换轮的时间，而且系统是通过低功耗蓝牙进行无线传输，除了守护生命安全、节能减排，更多的是使系统更加稳定可靠持久的运行。

      基于一种新的蓝牙技术——蓝牙4.0（Bluetooth Low Energy）新型的胎压监测系统（TPMS）的设计方案。鉴于蓝牙4.0（Bluetooth Low Energy）的低成本、低功耗、高稳定性等特点，适用于胎压监测系统，目前业界还没有出现类似的设计方案。本设计为直接式胎压监测系统，即在车辆轮胎上安装压力和温度传感器，通过蓝牙传输方式将胎压的信息传送给搭载蓝牙4.0的iPod、iPhone以及iPad，并在所安装的APP软件上显示实时数据。由此可实时监测车辆的胎压情况，并在胎压异常情况下发出报警。 引言：     随着商业用车和家庭用车的日益增多，汽车安全越来越受到人们的重视。美国汽车工程师协会的调查统计表明，美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或漏气造成的，同时75%的轮胎故障是由于轮胎充气不足或渗漏而引起的。美国运输部国家公路交通安全管理委员会（NHTSA）制定的法规中规定：2003年11月到2006年10月31日期间，美国新出厂的轻型汽车将逐步引入胎压监测系统（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）。可见，TPMS的研究和投产势在必行。中国作为世界汽车消费增长最快的国家，相信不久将来政府也会制定类似法规。车厂对TPMS的重要性日益重视。     TPMS主要用于实时监测汽车轮胎温度和压力，当压力和温度超出或低于标准值范围时，系统发出蜂鸣或光报警信号，从而有效的避免交通意外的发生。   1 蓝牙4.0（Bluetooth Low Energy）技术简介     蓝牙技术联盟(Bluetooth SIG)2010年7月宣布，正式推出最新的蓝牙规范一Bluetooth V4.0技术。该技术拥有极低的运行和待机功耗，使用一粒纽扣电池甚至可连续工作数年之久。同时还拥有低成本，跨厂商互操作性，3毫秒低延迟、100米以上超长距离、AES-128加密等诸多特色，可以用于计步器、心律监视器、智能仪表、传感器物联网等众多领域，大大扩展蓝牙技术的应用范围。其主要技术特点如下： ◇高效率的发现机制：低耗能蓝牙技只用3个信道做广播信道，允许毫秒级快速建立连接，效率远高于传统蓝牙的32个信道方式。 ◇少的数据频道和宽频道间隔：传统蓝牙有79个数据信道，频道间隔是1MHz；低耗能蓝牙有40个数据信道，频道间隔是2MHz。 ◇低工作电流和超低睡眠电流：传统蓝牙的工作峰值电流一般是35mA，睡眠状态电流是0.01mA。而低耗能蓝牙的工作峰值电流是小于15mA，睡眠状态电流是0.004mA。  ◇低耗能蓝牙具有抗干扰能力更强、数据发送更快、工作效率更高、可与手机/计算机连接等优势，具有无可比拟的技术和市场优势，特别适用于近距离、小数据量、非频繁操作的应用场景，如医疗、健身监视器、腕式设备/手表、家电 遥控器 、玩具、手机、计算机及附件、工业自动化、电子游戏等。  ◇低成本：蓝牙4.0通信模块的单位成本已经减小到三美元左右。    2.蓝牙4.0（Bluetooth Low Energy）TPMS系统介绍：     TPMS系统采用直接式温度压力测量系统。该系统分为两个模块：蓝牙4.0通信模块和智能终端。蓝牙4.0通信模块利用车胎内的温度压力传感器和蓝牙4.0收发器，把数据发送给智能终端。实时监测轮胎的压力和温度，数据信号无线传送到智能终端上，并显示在相应APP程序界面上。当轮胎出现漏气、胎压过高或过低、温度过高等异常情况，手机会自动报警和显示轮胎状态，从而确保汽车行驶的安全。该系统特点是成本偏高，但监测效果较好，精确可靠。每个轮胎安装了高灵敏度的感应发射器，   安装TPMS系统的优势 o 1.防爆胎 实时监测轮胎气压和温度,防患于未然。 o 2.省燃油 保持正确的轮胎压力,降低汽车油耗。 o 3.减磨损 气压不足,会造成过度磨损(吃胎),缩短轮胎使用寿命。 o 4.低成本 只需一部搭载蓝牙4.0的智能显示终端且安装相应APP程序，链接之后，即可实时监控接收数据，省去了购买显示终端的费用，且具有相当好的便携操作性。 2.1 远程感应模块： 蓝牙4.0模块固定安装于4个车胎内部，负责数据的采集、简要处理及传输。其硬件结构包括压力温度传感器元件、MCU、蓝牙4.0通信模块、天线和供电设备，如图1所示： 图1 TPMS远程感应模块硬件结构图 传感器：选用Daytona传感器，它是一种表面微机械型电容性微机电系统(MEMS)单芯片压力传感器，包括压力变换器、正温度系数扩散电阻温度传感器和所有必需电路，用以产生一个校准的8bit温度和压力数字输出。Daytona的特点是专用于TPMS温度和压力测量：单片MEMS微机械压力感应单元；3V工作电压；低功耗、待机电流600nA；压力采样电流1.5mA；温度采样电流500uA；4种工作模式灵活运用以求节电；内置低频振荡器，可用于唤醒MCU；8位数据输出：SSOP封装；介质保护 。 MCU：该单片机为主要用来采集/控制/处理压力传感器与温度传感器数据功能,通过串口与蓝牙4.0通信模块连接. 蓝牙4.0通信模块：蓝牙4.0通信模块是采用TI德州仪器公司的蓝牙4.0单模式芯片CC2540。该芯片集成了增强型8051单片机（MCU）和低功耗蓝牙收发器，具有以下一些特点： 20个信道。 典型的发射功率为-23dBm一4.5dBm。 自适应跳频GFSK，最大传输速率为1Mbps。 在分组差错率为1％的情况下，其接收灵敏度为－97dBm。 邻近信道干扰30dBm，间隔信道干扰53dBm。 待机电流仅为0.4uA。 工作温度为－45℃到80℃。适用于恶劣的工作环境。 供电设备：使用专业的胎压监测系统电池，由于蓝牙4.0(Bluetooth Low Energy)和Daytona的低功率特点，其可有效供电2年以上。 2.2 接收显示端：     透过搭载蓝牙4.0功能的iPod5、iPhone4S/5或者iPad3/mini，掌握你爱车的状况，即便是行驶中，也可以随时监测，显示独立每一轮胎的压力、温度资讯.你只需要拿起你的iPhone再搭配上嵌入蓝牙4.0通信模块的胎压监测器，在弹指之间，透过直觉式的界面设计，即可从容不迫的轻易的得知轮胎状况。   APP程序特点: 1.即时胎压胎温查看 异常变化主动警示 2.时尚主题选择 3.可建立爱车参数 4.TPMS功能设置     3 系统网络结构和协议     蓝牙网络层（NWK）仅支持星形拓扑结构，即其网络由一个单独设备——搭载蓝牙的智能终端进行接收显示。终端设备直接和蓝牙4.0通信模块通信。位于4个轮胎里的蓝牙4.0通信模块由简单功能设备（RFD）组成。接收显示模块为搭载蓝牙4.0的移动终端设备。当终端开启激活蓝牙功能之后，它就可以开始建立一个自己的网络。通过选择一个PAN标识符可实现其唯一性，即在某个网络的覆盖范围内，该标识符不能被其它网络所使用。当选定PAN标识符以后，PAN协调器就可以允许其它设备加入该网络当中。在本系统中，蓝牙4.0通信模块有其唯一的64位IEEE地址，当终端发射端扫描到具有匹配的64位扩展地址的设备时，便允许其加入网络，并进行数据传输。所有的星形网络各自独立运行，就可以避免在车辆行驶中与其它蓝牙4.0设备产生干扰，造成数据丢失。   4 软件设计 首先应初始化系统，设置压力、温度的门阈值以及远程感应模块的设备ID。系统启动后，移动智能终端首先发送命令帧给蓝牙4.0通信模块，唤醒蓝牙模块的接收器。蓝牙4.0通信模块收到命令帧，返回确认帧，以告知车内接收智能终端已激活接收机。蓝牙4.0通信模块激活后，传感器首先采集数据，传递给MCU进行处理，然后通过蓝牙4.0通信模块将数据传输给接收显示模块，然后自动转入休眠状态。移动终端的接收装置在收到数据以后，MCU处理数据,并上传到应用程序软件上。通过与标准温度和压力数据门阈值的比较，判断是否产生告警，并把处理结果存储在MCU的RAM中，以供及时查询。最后将结果显示于移动终端显示屏上，以供驾驶员观测。系统每3秒钟激活一次远程感应模块采集数据；每30秒蓝牙4.0通信模块向移动智能终端传送一次数据。 系统的软件设计主要采用嵌入式操作系统，用C语言进行编程和调试。其软件流程如图3所示： 图3 TPMS软件流程图   5 系统误码率分析 蓝牙4.0(Bluetooth Low Energy)对于不同的信噪比的可以选用不同的消息传输速率，从而有效地降低误码率。由于本系统的蓝牙4.0通信模块放置于胎内，环境较为恶劣。运用低比特率、2字节消息的数据传输，可以保证较高的可靠性。对于本系统分析所得的消息误码率与信噪比的关系见图4：                           图4 消息误码率VS信噪比 小结：通信技术和传感器技术的迅速发展，TPMS的结构也随之不断的更新，在降低功耗和成本的同时，也需要提供数据传输的可靠性和安全性。本系统主要是基于蓝牙4.0（Low Energy Bluetooth）技术的TPMS，能实时监控的车胎内的温度和压力，并能可靠地将数据发送到手机端，有效在各个方面提高TPMS的性能，具有一定的创新性，进一步增强了系统的实用价值。