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场强识别技术在TPMS自动定位中的应用
来源:本站整理  作者:佚名  2012-05-14 06:44:38

综合车辆复杂的环境分析,通过场强识别技术实现TPMS的自动定位功能必须考虑以下难点。

 

1) 发射模块安装在轮胎内, 射频信号的传输并非空间的点对点的传输, 而是首先经过了轮胎的衰减,再经过车辆底盘和路面等环境的反射和干扰,最后空间衰减才使射频信号到达接收天线。那么4个轮胎内发射模块发出的信号经过大幅衰减后,微弱的射频信号是否能够让接收机可靠地识别不同距离的信号。

 

2) 发射模块安装在轮胎内 , 当轮胎旋转时 ,该发射模块的发射天线随着轮胎的旋转而不断变化,这样相对于接收机而言,每次测量的射频信号强度是不稳定的, 且不断变化。

 

3) 即使针对同一轮胎内同一个发射模块 , 其射频信号是随着外界环境(如温度、湿度、天气、周围建筑物等)的变化而变化。如何使接收机能够识别这些变化而准确定位也是一个难题。

 

综上分析, TPMS接收机必须在车辆运行中连续采样各个轮胎内发射模块的射频信号强度,并分析其变化规律,才能实现通过场强定位的功能。

 

3.1 通过分布式高频接接收 天 线 实 现TPMS 自动定位

 

该分布式高频接收天线是指在车辆的4 个轮胎附近分别安装一个高频接收天线, 如图7所示。 每一个高频接收天线可以惟一接收其最近轮胎内发射模块发射出的高场强的射频信息,其它3个轮胎的相对位置比较远, 所以场强信息就比较弱, 这样每个高频接收天线就可以定位对应的轮胎内发射模块, 最后所有高频接收天线将定位信息通过总线发送给中央主控模块, 实现系统的自动定位功能。

 

图8为右后 (RR) 位置轮胎附近的RR高频接收天线在车辆运行中连续采样4个发射模块射频信号场强的数据。 从场强采样 (该场强信号是强弱信号的相对值) 折线图可以得到以下结论。

 

1) 最靠近RR高频接收天线的轮胎内发射模块(RR发射模块)的信号强度最强。但信号随着车辆的运动及环境变化影响, 场强幅度变化很大。

2) 处于同轴位置上RL轮胎内发射模块发射的信号强度到达RR高频接收天线后, 信号强度峰值相对变弱,且信号变化幅度同样很大。

3) 远离RR接收天线的前轴两个轮胎内发射模块(FL和FR发射模块) 的信号强度最弱 , 但信号趋于稳定。

4) 需要通过软件算法对信号强度数据进行统计、对比、数据优化处理等方式,从而可靠地进行场强识别和轮胎定位。

 

综上所述,通过场强测量、天线设计、软件处理等过程,该方案可以可靠实现TPMS的轮胎定位功能。当然在产品化的设计中,对发射模块功率的一致性设计将非常重要。 但该方案中除了4个发射模块和1个主控机以外, 还需要在车上轮胎附近布置4个高频接收天线, 其成本也比较高。

 

值得注意的是,从试验中分析,只要天线的方向性和灵敏度设计合适,单个天线既可以场强识别前轴和后轴轮胎,也可以区分同轴的左右轮胎,因此可以采用将两个高频接收天线对角安装,即安装FL、 RR或者FR、 RL两个天线, 也可以实现定位功能, 这样减少2个高频天线的安装, 使成本降低。

 

3.2 场强识别和加速度相结合实现TPM

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关键词:TPMS

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