基于硅压阻式压力传感器的TPMS无线传感器节点设计.pdf

第24卷第2期
传感技术学报
2011年2月
CHINESE JOURNAL OF SENSORS AND ACTUATORS
Feb.2011
Design of TP S wireless Sensor Nodes with Silicon Piezoresistive Pre ure Transducer
L/A
Department of Electronic nformation Engineering, Nanchang niversity, Nanchang 330031, China)
Abstract: It is necessary to equip TPMS on a vehicle like a van or a bus to reduce the risk of accidents that are
caused by under inflated tires, however, TPMS sensor chips with maximum pressure over 800kpa are very
expensive. This paper discusses the development of a novel design of TPMS wireless sensor nodes based on TT
processor MSP430F21 12, including the system architecture, hardware, software control strategy and the nonlinear
compensation algorithm of the pressure sensor. The test results show that the temperature compensation approach of
the pressure sensor is simple and effective. The proposed scheme of TPMS sensor nodes possesses the advantages of
reliable communication, flexible configuration, small size, light weight, low power consumption and cost,
application prospect
Key words sensor technique Lire pressure monitoring; compensation pressure sensor
EEACC: 7230$: 6210Q
doi:10.3969/j.isn.1004-1699.2011.02.013
基于硅压阻式压力传感器的TPMS无线传感器节点设计
李安
(南昌大学电子信息工程系,南昌330031)
摘要:针对量程在800kPa以上进口TPMS传感器芯片价格非常昂贵和目前大客/货车安装胎压监测的必要性之间的矛盾,
本文使用公生产的处理器MSP430F2112,提出了一种高性价比的TPMS无线传感器节点设计方案,包括总体方案、压力
传感器非线性补偿算法、详细的硬件设计、软件控制策略。最后通过实验室测试表明:该设计的硬件电路及补偿计算均较简
单;压力传感器的热灵敏度补偿效果明显;系统无线通信可靠、组态灵活;无线传感器节点功耗低,体积小,重量轻,性价比合
理,有着广阔的应用前景。
关键词:传感器技术;胎压监测;补偿;压力传感器
中图分类号:TP212.9;TP274.2
文献标识码:A
文章编号:1004-1699(2011)02-0220-07
随着半导体技术的不断发展和汽车电子安全产
TPMS传感器芯片(如SP30T、MPXY8320等)价
品市场的日益成熟化,胎压监测系统( Tire Pressure格非常昂贵3,让用户望而却步,这导致高速公路
Monitoring System,TPMS)等汽车主动安全技术得到中的大巴、大货车和城市交通的公交车等,轮胎安全
广泛应用。如今,车厂和用户都已经形成共识:主动隐患较大,一且因爆胎造成事故,人民生命财产损失
安全技术(如TPMS等),不仅能显著提高午辆的安巨大,社会负面影响大3?。虽然国内有少数汽车
全性;更重要的是,它能够和驾驶员协作,避免交通电子厂家有量程在800kPa以上的低价位膜片式传
事故发生
感器,但是实际结果是:要么胎压监测系统成本过
据公安部交管部门报告,2009年全国共发生道高,要么压力传感器使用效果太差。我国虽已具备
路交通事故23.8万起,营运车辆肇事导致一次死亡生产硅压力传感器的能力,但是针对胎压监测系统,
10人以上特大道路交通事故比例上升;数据统计表量程800kPa以上的硅压力传感器确实存在国内技
明,因汽车轮胎漏气爆胎而引发的严重交通事故占术产业化的盲点?。
总体事故的46.8%。由于量程在800kPa以上的进
本文介绍一种基于硅压阻式压力传感器的
项目来源:江西省教育斤青年科学基金项目(GJ1070)
收稿日期:2010-07-05修改日期:2010-10-12