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- UID
- 1023166
- 性别
- 男
- 来自
- 燕山大学
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TOP4 ZigBee节点模块电路设计
汽车测试系统初步采用2个终端节点和1个中心协调器组成星状网的拓扑结构，3个节点均选用SZ05-ADV型无线收发模块，Zig-bee终端节点和中心节点通过标准串口分别与C8051F020(＄12.7386)模块和PC设备相连接，实现数据的无线传输。SZ05-ADV是高性能嵌入式无线收发模块，其核心器件是 Freescale公司的MCl3213。它是第2代标准ZigBee无线通信平台，在9 mmx9 mmxl mm 7l引脚LGA封装中集成有低功耗的2．4 GHz RF收发器和8位微控制器，MCl3213器件具有60 kB的闪存，MCl32lx解决方案能在简单的点对点连接到完整的ZigBee网状网络中用作无线连接，小占位面积封装中的无线电收发器和微控制器的组合使其成为成本效益的解决方案，MCl321x中的RF收发器工作在2．4 GHzISM频段，和802．15．4标准兼容，收发器包括低噪音放大器，1 mW的RF输出功率，带VCO的功率放大器（PA），集成的发送／接收开关，板内的电源稳压器以及完全的扩展频谱的编码和译码，MCl32lx中的微控制器基于HCS08系列微控制器单元（MCU），HCS08 A版本，高达60 kB的闪存和4 kB的RAM。
SZ05-ADV嵌入式无线通信模块集成有符合ZIGBEE协议标准的射频收发器和微处理器，其数据接口包括：TTL电平收发接口、标准串口RS2-32 数据接口，可以实现数据的广播方式发送和目标地址发送模式。除可实现一般的点对点数据通信功能外，还可实现多点之间的数据通讯。其模块连接电路如图4所示。DATA、RUN、NET、ALARM为SZ05-ADV无线通信模块的4个工作状态指示端口，分别是数据收发、系统运行、网络状态和告警。 SLEEP引脚用来控制系统进入低功耗状态，低电平进入低功耗，高电平或悬空正常运行。
485CTL引脚是485收发控制，模块485接收时低电平输出，发送时高电平输出。CENTER、DEVICE引脚是节点功能配置接口，均为低电平有效，或分别与引脚TIao7、tiao8接跳线帽实现，如这2个引脚都为高电平或悬空则为路由节点。CONFIG引脚是配置接口，低电平有效，或加跳线帽，可在超级终端中进入系统配置状态。模块标准工作电压为DC-5V，正常工作电压范围为5～12V。数据接口有RS-232和TTL收发2种接口模式。 RS-232串口为TX2、RX2、SGND三线工作模式，TTL为TX1、RXl两线工作模式，TTL电平为3．3V。RESET进入低电平状态3s，系统进入配置状态，高电平或悬空状态则进入工作状态。
本文设计的基于C805lF020和Zigbee无线网络的汽车测试系统实现了汽车试验中数据的无线传输，简化了试验现场布线，提高了试验效率，实验证明了该系统取代传统汽车测试系统的可行性，同时系统的扩展也比较容易，可以实现更多功能。本研究侧重于Zigbee 无线网络的应用开发，可为Zigbee技术在传感器网络中的应用提供一定的参考，但局限于软件程序系统和试验的电磁干扰，该系统的同步机制和抗干扰性能有待于进一步研究。
汽车驾驶胎压监测系统电路设计
本文就重型车辆上整合TPMS与汽车行驶记录仪等汽车安全配件，提出一种全新的实现方法，以一个电控单元统一协调管理取代以往多个汽车安全用品单独控制，形成汽车安全电控系统。整个汽车安全电控系统由胎压监测系统、倒车雷达装置、汽车行驶记录仪等组成，所有装置均挂接于CAN总线上，共享仪表盘显示。其中重点介绍TPMS的实现原理。接收显示部分的软件由源码公开的微型实时操作系统uCOS-II来管理，使整个系统的实时性，可靠性进一步提高。
系统各功能模块设计
发射模块
图2 发射模块的传感器连接电路
发射模块安装在轮胎内，其测量检测部分连接电路如图2所示。传感器采用Infineon公司的硅压阻式压力传感器SP12T，该芯片胎压测量范围为 50~1400KPa，是一款专门为重型车设计的传感器。SP12T内部集成了压力传感器、温度传感器和电压传感器，提供精确的轮胎状态信息。 908RF2使用内部振荡器，提供这个单片机的工作时钟，增强抗干扰能力。SP12T与908RF2之间通过SPI接口相连。908RF2内部集成发射芯片MC33493(＄53.0800)，使整板面积、成本降低，同时可靠性更高。发射采用曼彻斯特编码方式，FSK的调制方式，发射频率433.92MHz.
接收显示主节点
接收显示模块主芯片采用FREESCALE的16位单片机MC9S12DP256，具有5 个CAN接口，2个串口，8路增强型定时器等丰富的内部外设，为系统的升级留下较大的空间。CAN0接口用于接收中转模块发送的信息。接收芯片 MC33594接收距离较近的两前轮的射频信号，并解码后以SPI传输协议送给MC9S12DP256.CAN接口芯片采用MAXIM公司的 MAX3050(＄1.9094)， 为总线提供差分发射能力，为CAN控制器提供差分接收能力。
本设计硬件上将可靠性高的CAN总线传输与直接式胎压监测系统的无线传输结合，CAN传输避免了用无线中转模块引起的相互之间干扰问题。系统完全实现胎压监测的所有功能，有着广大的实际应用市场。整体可靠性高，稳定性好，成本低，利于移植，方便添加其他功能。 |
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