"基于硅压阻式压力传感器的TPMS无线传感器节点设计* (2011年)",这篇论文探讨了如何利用低成本方案解决大客车和货车胎压监测问题,采用TI公司的MSP430F2112处理器,设计了一款高性价比的TPMS(轮胎压力监测系统)无线传感器节点。论文涵盖了系统架构、非线性补偿算法、硬件设计和软件控制策略,并通过实验验证了设计的有效性。
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在汽车安全领域,胎压监测系统(TPMS)对于预防因轮胎气压过低导致的交通事故具有重要意义。然而,传统的高量程(800kPa以上)TPMS传感器芯片价格昂贵,限制了其在大客/货车上广泛安装的可行性。为了解决这一矛盾,该论文提出了一个创新的解决方案,利用硅压阻式压力传感器和MSP430F2112微处理器,构建了一款经济且高效的无线传感器节点。
MSP430F2112是TI公司的一款超低功耗微控制器,适用于需要高效能和低能耗的嵌入式应用。在TPMS无线传感器节点设计中,该处理器作为核心组件,负责数据处理、无线通信以及对传感器的控制。
设计中,针对压力传感器的非线性特性,论文提出了补偿算法,以提高测量精度。压力传感器的热灵敏度补偿是一个关键问题,因为温度变化会影响传感器的输出。通过实验验证,提出的补偿方法简单而有效,显著改善了传感器在不同温度下的性能。
硬件设计部分,论文详细描述了传感器节点的电路布局,强调了其简洁性和低功耗特性。同时,由于采用了无线通信方式,整个系统的配置更加灵活,可以根据实际需求进行调整。此外,设计的传感器节点体积小、重量轻,有利于安装在车辆的各个轮胎上。
软件控制策略方面,论文可能涉及了数据采集、处理、无线传输协议以及低功耗模式的实现。这些策略确保了系统能够实时监测轮胎压力,及时向驾驶员发送警告信息,同时保持低功耗运行,延长电池寿命。
实验结果显示,该设计的无线传感器节点在通信可靠性、灵活性、低功耗、小巧便携以及成本效益方面表现出色,具备广泛的应用前景。这不仅解决了大客/货车胎压监测的经济难题,也为其他需要低成本、高性能胎压监测解决方案的领域提供了参考。
关键词: 传感器技术、轮胎压力监测、补偿算法、无线通信、微控制器。