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采用藍牙技術(shù)的車輛監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計

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關(guān)鍵詞: 智能硬件,智能藍牙,傳感器

       礦山車輛胎壓監(jiān)測是以無損檢測技術(shù)為基礎(chǔ),通過研究車輛胎壓的實時信號,了解礦山車輛的輪胎氣壓的變化特性,從而達到礦山車輛安全監(jiān)控提供依據(jù)。描述了以LPC2132  為核心構(gòu)成的胎壓的監(jiān)控裝置的研究。通過帶有藍牙的傳感器模塊采集車輛胎壓信號,經(jīng)過調(diào)理電路后進行比較計算,若超過規(guī)定值就報警,并將數(shù)據(jù)發(fā)送到車載CAN  總線上。在此基礎(chǔ)上設(shè)計了一套基于藍牙的胎壓監(jiān)控裝置,硬件系統(tǒng)主要由傳感器、LPC2132  處理器,信號調(diào)理電路,藍牙模塊和報警模塊等組成。軟件系統(tǒng)由固件程序,數(shù)據(jù)收發(fā)模塊等構(gòu)成。

      汽車行業(yè)的發(fā)展及人們對汽車安全保障系統(tǒng)的重視,使汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)擁有一個很大的市場,因此,礦山車輛公司也著手研究這項技術(shù)。在影響輪胎性能的諸多因素中,輪胎的氣壓是極其重要的一個參數(shù)。它對輪胎的承載性能、高速性能、制動性能、防浮滑性能、耐久性能和耐爆破性能都有著重要影響。

      傳感器電路

      運用藍牙技術(shù)車輛胎壓監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計

      一般情況下,礦用車輛需要6-12 個胎壓監(jiān)控系統(tǒng)模塊。為了提高系統(tǒng)的接收能力和抗干擾能力,我們采用MPXY8020A 壓力溫度傳感器、LPC2132  處理器、藍牙無線收發(fā)模塊等主要組成的系統(tǒng)方案,結(jié)構(gòu)框圖如圖所示。

      LPC2132 主控器

      運用藍牙技術(shù)車輛胎壓監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計

      LPC2132 主控器是基于一個支持實時仿真和嵌入式跟蹤的32ARM7TDMI-S CPU,并帶有64k 的嵌入式的高速Flash 存儲器。128  位寬度的存儲器接口和獨特的加速結(jié)構(gòu)使32 位代碼能夠在最大時鐘速率下運行。多個32 位定時器、1 個或2 個10 位8 路的ADC、10 位DAC、PWM  通道、47 個GPIO 及9個邊沿或電平觸發(fā)的外部中斷使它們適用于本系統(tǒng)。

      LPC2132 主控器主要工作:

      a、數(shù)據(jù)采集模塊通信,將采集的壓力和溫度值進行轉(zhuǎn)換和存儲。b、與藍牙收發(fā)模塊通信,將數(shù)據(jù)通過藍牙發(fā)送到CAN 總線上。

      信號調(diào)理電路

      LPC2132 控制器的中斷引腳,使LPC2132 控制器控制A/D 轉(zhuǎn)換器對輸入信號保持同步采樣。電壓信號可由LPC2132  控制器根據(jù)所需采集的各電壓信號范圍不同而編制數(shù)據(jù)采集模塊,且電壓不超過3.3V.為使電壓信號符合LPC2132  控制器開發(fā)板的有效采集區(qū)間,需要對被采集的電壓進行降壓變換,在變換電路輸出端加入穩(wěn)壓管進行保護,如圖4。

      運用藍牙技術(shù)車輛胎壓監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計

      考慮到接入后不能衰減傳輸至原信號,可采用高阻分壓接入,電路選用兩個3K 電阻分壓,檢測接口電路分流小于0.5mA,而傳感器傳入信號電流為100mA  以上,影響基本忽略,且后端采用運放隔離跟隨接入,減小了對胎壓監(jiān)控系統(tǒng)的干擾。

      圖5是信號調(diào)理電路圖,信號調(diào)理的目的就是對從傳感器過來的信號進行放大提升等處理后送進AD 模塊。

      運用藍牙技術(shù)車輛胎壓監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計

      藍牙收發(fā)模塊

      運用藍牙技術(shù)車輛胎壓監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計

      設(shè)計了頻段為2.40GHz-2.48GHz,藍牙協(xié)議為BlueTooth V1.2 。硬件采用了CSR 公司的AUDIO-FLASH  藍牙芯片,模塊電路板為0.8mm 四層板。電路接口包括USB、SPI編程口,2 路AIO 模擬量接口,9 路數(shù)字PIO  接口。串口數(shù)據(jù)傳輸,最大波特率1.3Mbps,一對一自動建鏈。車輪上的藍牙收發(fā)器與LPC2132 控制器的連接時通過USB 實現(xiàn)的。用USB  接口通信時,是將藍牙模塊作為USB 的從設(shè)備與LPC2132 控制器通信的,通過雙向端口D+和D-傳輸數(shù)據(jù),如圖6 所示。

      報警模塊電路設(shè)計

      運用藍牙技術(shù)車輛胎壓監(jiān)控系統(tǒng)電路設(shè)計

      主要是完成顯示壓力和溫度的狀態(tài),如果超出設(shè)定值,自動報警。本系統(tǒng)是智能調(diào)度系統(tǒng)中的一部分,通過實驗說明系統(tǒng)方案的可行性。本系統(tǒng)是嵌入式技術(shù)在礦山安全方面的應(yīng)用,是安全生產(chǎn)和提高生產(chǎn)效率有著重要的意義。

    (審核編輯: 智匯張瑜)

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