基于藍牙4.0（Bluetooth Low Energy）胎壓監(jiān)測方案設計

時間：2013-01-05

基于一種新的藍牙技術——藍牙4.0（Bluetooth Low Energy）新型的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）的設計方案。鑒于藍牙4.0（Bluetooth Low Energy）的低成本、低功耗、高穩(wěn)定性等特點，適用于胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，目前業(yè)界還沒有出現(xiàn)類似的設計方案。本設計為直接式胎壓監(jiān)測系統(tǒng)，即在車輛輪胎上安裝壓力和溫度傳感器，通過藍牙傳輸方式將胎壓的信息傳送給搭載藍牙4.0的iPod、iPhone以及iPad，并在所安裝的APP軟件上顯示實時數(shù)據(jù)。由此可實時監(jiān)測車輛的胎壓情況，并在胎壓異常情況下發(fā)出報警。

引言：
隨著商業(yè)用車和家庭用車的日益增多，汽車安全越來越受到人們的重視。美國汽車工程師協(xié)會的調(diào)查統(tǒng)計表明，美國每年有26萬交通事故是由于輪胎氣壓低或漏氣造成的，同時75%的輪胎故障是由于輪胎充氣不足或滲漏而引起的。美國運輸部地區(qū)公路交通安全管理**（NHTSA）**的法規(guī)中規(guī)定：2003年11月到2006年10月31日期間，美國新出廠的輕型汽車將逐步引入胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）。可見，TPMS的研究和投產(chǎn)勢在必行。中國作為世界汽車消費增長較快的地區(qū)，相信不久將來**也會**類似法規(guī)。車廠對TPMS的重要性日益重視。

TPMS主要用于實時監(jiān)測汽車輪胎溫度和壓力，當壓力和溫度**出或**標準值范圍時，系統(tǒng)發(fā)出蜂鳴或光報警信號，從而有效的避免交通意外的發(fā)生。

1 藍牙4.0（Bluetooth Low Energy）技術簡介
藍牙技術聯(lián)盟(Bluetooth SIG)2010年7月宣布，正式推出較新的藍牙規(guī)范一Bluetooth V4.0技術。該技術擁有較低的運行和待機功耗，使用一粒紐扣電池甚至可連續(xù)工作數(shù)年之久。同時還擁有低成本，跨廠商互操作性，3毫秒低延遲、100米以上**長距離、AES-128加密等諸多特色，可以用于計步器、心律監(jiān)視器、智能儀表、傳感器物聯(lián)網(wǎng)等眾多領域，大大擴展藍牙技術的應用范圍。其主要技術特點如下：

◇**的發(fā)現(xiàn)機制：低耗能藍牙技只用3個信道做廣播信道，允許毫秒級**建立連接，效率遠**傳統(tǒng)藍牙的32個信道方式。

◇少的數(shù)據(jù)頻道和寬頻道間隔：傳統(tǒng)藍牙有79個數(shù)據(jù)信道，頻道間隔是1MHz；低耗能藍牙有40個數(shù)據(jù)信道，頻道間隔是2MHz。

◇低工作電流和**低睡眠電流：傳統(tǒng)藍牙的工作峰值電流一般是35mA，睡眠狀態(tài)電流是0.01mA。而低耗能藍牙的工作峰值電流是小于15mA，睡眠狀態(tài)電流是0.004mA。

◇低耗能藍牙具有抗干擾能力較強、數(shù)據(jù)發(fā)送較快、工作效率較高、可與手機/計算機連接等優(yōu)勢，具有無可比擬的技術和市場優(yōu)勢，特別適用于近距離、小數(shù)據(jù)量、非頻繁操作的應用場景，如醫(yī)療、健身監(jiān)視器、腕式設備/手表、家電遙控器、玩具、手機、計算機及附件、工業(yè)自動化、電子游戲等。

◇低成本：藍牙4.0通信模塊的單位成本已經(jīng)減小到三美元左右。

2.藍牙4.0（Bluetooth Low Energy）TPMS系統(tǒng)介紹：
TPMS系統(tǒng)采用直接式溫度壓力測量系統(tǒng)。該系統(tǒng)分為兩個模塊：藍牙4.0通信模塊和智能終端。藍牙4.0通信模塊利用車胎內(nèi)的溫度壓力傳感器和藍牙4.0收發(fā)器，把數(shù)據(jù)發(fā)送給智能終端。實時監(jiān)測輪胎的壓力和溫度，數(shù)據(jù)信號無線傳送到智能終端上，并顯示在相應APP程序界面上。當輪胎出現(xiàn)漏氣、胎壓過高或過低、溫度過高等異常情況，手機會自動報警和顯示輪胎狀態(tài)，從而確保汽車行駛的安全。該系統(tǒng)特點是成本偏高，但監(jiān)測效果較好，****。每個輪胎安裝了高靈敏度的感應**器，

安裝TPMS系統(tǒng)的優(yōu)勢

o 1.防爆胎
實時監(jiān)測輪胎氣壓和溫度,防患于未然。

o 2.省燃油
保持正確的輪胎壓力,降低汽車油耗。

o 3.減磨損
氣壓不足,會造成過度磨損(吃胎),縮短輪胎使用壽命。

o 4.低成本

只需一部搭載藍牙4.0的智能顯示終端且安裝相應APP程序，鏈接之后，即可實時監(jiān)控接收數(shù)據(jù)，省去了購買顯示終端的費用，且具有相當好的便攜操作性。

2.1 遠程感應模塊：
藍牙4.0模塊固定安裝于4個車胎內(nèi)部，負責數(shù)據(jù)的采集、簡要處理及傳輸。其硬件結(jié)構(gòu)包括壓力溫度傳感器元件、MCU、藍牙4.0通信模塊、天線和供電設備，如圖1所示：

圖1 TPMS遠程感應模塊硬件結(jié)構(gòu)圖

傳感器：選用Daytona傳感器，它是一種表面微機械型電容性微機電系統(tǒng)(MEMS)單芯片壓力傳感器，包括壓力變換器、正溫度系數(shù)擴散電阻溫度傳感器和所有必需電路，用以產(chǎn)生一個校準的8bit溫度和壓力數(shù)字輸出。Daytona的特點是**于TPMS溫度和壓力測量：單片MEMS微機械壓力感應單元；3V工作電壓；低功耗、待機電流600nA；壓力采樣電流1.5mA；溫度采樣電流500uA；4種工作模式靈活運用以求節(jié)電；內(nèi)置低頻振蕩器，可用于喚醒MCU；8位數(shù)據(jù)輸出：SSOP封裝；介質(zhì)保護[2]。
MCU：該單片機為主要用來采集/控制/處理壓力傳感器與溫度傳感器數(shù)據(jù)功能,通過串口與藍牙4.0通信模塊連接.

藍牙4.0通信模塊：藍牙4.0通信模塊是采用TI德州儀器公司的藍牙4.0單模式芯片CC2540。該芯片集成了增強型8051單片機（MCU）和低功耗藍牙收發(fā)器，具有以下一些特點：

20個信道。

典型的**功率為-23dBm一4.5dBm。

自適應跳頻GFSK，較大傳輸速率為1Mbps。

在分組差錯率為1％的情況下，其接收靈敏度為－97dBm。

鄰近信道干擾>30dBm，間隔信道干擾>53dBm。

待機電流僅為0.4uA。

工作溫度為－45℃到80℃。適用于惡劣的工作環(huán)境。

供電設備：使用**的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)電池，由于藍牙4.0(Bluetooth Low Energy)和Daytona的低功率特點，其可有效供電2年以上。

2.2 接收顯示端：
透過搭載藍牙4.0功能的iPod5、iPhone4S/5或者iPad3/mini，掌握你愛車的狀況，即便是行駛中，也可以隨時監(jiān)測，顯示獨立每一輪胎的壓力、溫度資訊.你只需要拿起你的iPhone再搭配上嵌入藍牙4.0通信模塊的胎壓監(jiān)測器，在彈指之間，透過直覺式的界面設計，即可從容不迫的輕易的得知輪胎狀況。

APP程序特點:

1.即時胎壓胎溫查看異常變化主動警示

2.時尚主題選擇

3.可建立愛車參數(shù)

4.TPMS功能設置

詞條
詞條說明
基于藍牙4.0（Bluetooth Low Energy）胎壓監(jiān)測方案設計
? 基于藍牙4.0（Bluetooth?Low?Energy）胎壓監(jiān)測方案設計 ????基于一種新的藍牙技術——藍牙4.0（Bluetooth?Low?Energy）新型的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)（TPMS）的設計方案。鑒于藍牙4.0（Bluetooth?Low?Energy）的低成本、低功耗、高穩(wěn)
信馳達科技推出適用于手持式測試儀器的藍牙4.0適配器
? 信馳達科技日前宣布推出一種藍牙4.0的無線連接解決方案，此方案可將較多三臺手持測試儀與iphone4S，iPad3和搭載藍牙4.0技術的Apple?PC機連接。通過實現(xiàn)達10米距離的遠地觀看和控制，這一解決方案為排除現(xiàn)場機器故障或在危險條件下工作的工程技術人員提高了方便性和安全性。這一連通性解決方案的**是可插入帶USB手持式測試儀的緊湊型藍牙4.0無線適配器。該解決方
基于TI CC2540開發(fā)設計的低功耗藍牙電子卡尺解決方案
? 一、系統(tǒng)用途說明 1.節(jié)約人力，提**：用于通過藍牙4.0連接檢測儀器進行自動數(shù)據(jù)采集（如數(shù)顯卡尺、百分表、高度計、測厚儀、電子稱、拉力計等），*操作人員手工記錄數(shù)據(jù)，節(jié)約人力成本； 2.連接多個儀器：數(shù)據(jù)采集中心（PC）配置藍牙4.0?Dongle，可以同時連接三個儀器進行同時自動測量； 3.方便數(shù)據(jù)分析：測量數(shù)據(jù)通過藍牙4.0無線自動輸錄在數(shù)據(jù)采集中心PC的Exc
基于低功耗藍牙技術的iPhone 4S手機遙控LED燈方案介紹
? 你試過忘記關燈，卻不得不走回去關燈嗎？你試過正忙于工作，恰逢夜幕降臨之時嗎？人們總希望此時燈光開關近在眼前，輕輕揮動手指便能實現(xiàn)心中想法。隨著信息時代的高速發(fā)展，人們已經(jīng)離不開信息網(wǎng)絡，手機較是貼身隨帶，我們便想若手機能控制燈光，以上問題不就迎刃而解。以下調(diào)光臺燈，是手機遙控照明方案的一個典型應用。手機遙控調(diào)光臺燈簡介：此調(diào)光臺燈支持傳統(tǒng)的觸摸調(diào)光控制和手機調(diào)光控制兩種方式。