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2024年轮胎压力监测系统（TPMS）市场需求分析引言随着汽车产业的快速发展和人们对行车安全的日益关注，轮胎压力监测系统（TPMS）作为一项重要的汽车安全设备，逐渐在市场上得到广泛应用。
本文将针对TPMS市场需求进行分析，探讨其发展趋势和关键驱动因素。
市场规模目前，TPMS市场已经取得了显著的发展。
根据市场调研数据显示，全球TPMS市场规模在过去几年内呈现稳步增长的态势。
预计到2025年，全球TPMS市场规模将超过XX亿美元。
需求分析1. 法规要求各国对于汽车安全事故的关注度不断提高，法规对于TPMS的要求也越来越严格。
例如，美国国家公路交通安全管理局（NHTSA）要求所有新车在制造时都必须安装TPMS，以提高车辆的行车安全性。
这种法规要求驱动了TPMS市场的需求增长。
2. 行车安全意识增强随着人们对行车安全意识的增强，对于轮胎压力的监测需求也越来越强烈。
合适的轮胎压力不仅可以提高汽车的操控性能，还可以减少爆胎和悬挂系统的磨损，提高燃油经济性。
因此，消费者对于TPMS的需求不断增加。
3. 可靠性和精确度的要求消费者对于TPMS的可靠性和精确度要求也在不断提高。
他们希望能够及时准确地监测轮胎压力情况，并在必要时得到警告。
因此，市场对于高性能、高精度的TPMS产品的需求也在不断增加。
4. 节能减排意识随着全球环境问题的日益突出，节能减排意识在人们心中占据着重要地位。
合适的轮胎压力不仅能够提高燃油经济性，减少碳排放，还能延长轮胎的使用寿命。
因此，环保意识的提高也推动了TPMS市场的需求增长。
发展趋势1. 技术升级与创新随着科技的不断进步，TPMS技术也在不断升级与创新。
例如，传感器技术的改进使得TPMS能够提供更准确的测量结果；无线通信技术的发展使得TPMS能够实现与其他车辆或智能手机的连接。
未来，预计TPMS将呈现出更多的技术创新，以满足市场对于更高性能和更便捷功能的需求。
2. 汽车产业智能化趋势随着汽车产业的智能化趋势，TPMS作为智能汽车的一个重要组成部分，将得到更广泛的应用。
什么是汽车胎压监测系统（TPMS）？TPMS是汽车轮胎压力监视系统“Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式，主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。
汽车为什么要安装汽车胎压监测系统？在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。
据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例则高达80%。
怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。
据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。
而TPMS——汽车胎压监测系统毫无疑问将是理想的工具。
汽车轮胎压力监视系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监视，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。
当年，由于凡世通（Firestone）轮胎的质量问题，造成了超过100人死亡和400人受伤，此事引起了业界和美国政府的高度关注，普利斯通/凡世通公司被迫收回650万只轮胎。
据美国汽车工程师学会最近的调查，美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的，另外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。
由于每年造成的经济损失巨大，美国政府要求汽车制造商加速发展TPMS系统，以求减少轮胎事故的发生。
2000年11月1日美国总统克林顿签署批准了国会关于修改联邦运输法的提案，要求2003年后所有的新车都需把这种系统作为标准配置。
许多欧洲的汽车厂商已将TPMS装配于自己的车型之中，随着中国汽车市场的发展壮大，汽车越来越多地进入普通家庭，汽车的使用安全性更成为有车一族重点考虑的因素。
安装汽车胎压监测系统有什么好处？（1）有效防止爆胎（2）有效避免缺气行驶造成的轮胎损毁（3）有效避免油耗增加（4）确保车辆最佳操控性能（5）避免车辆部件非正常磨损汽车胎压监测系统（TPMS）的分类目前装置于车辆上的胎压监测系统分为两种，一种使用ABS传感器的间接量测系统，另一种为使用设置在轮胎上的无线接口传感器的直接量测系统。
TPMS系统（Tire Pressure Monitory System）发展综述一、TPMS产生背景介绍轮胎是汽车上非常重要的一个功能部件，其性能的优劣直接影响汽车行驶的可操纵性、安全性和舒适性。
它不仅承载了整个汽车的所有重量，而且还起到了减震的作用，因此它是影响汽车行车安全的重要因素。
然而，汽车在行驶过程中，轮胎很容易因出现压力或者温度异常而导致爆胎，有数据表明，它是引发交通事故的一个重要原因。
据统计，在国内高速公路上所发生交通事故的70%是由于爆胎引起的，而在美国，这一比例更是高达80%。
2000年11月1日，美国总统克林顿签署批准了美国国会关于修改联邦运输法的提案，即TREAD法案（The Transportation Recall Enhancement，Accountability and Documentation ACT）。
法案要求从2007年1月起，所有在美国销售的轿车都必须强制安装TPMS。
为响应美国国会对车辆安装TPMS立法的要求，美国运输部与美国国家公路交通安全管理委员会（NHTSA）联合对当时的两种TPMS（PSB TPMS：Pressure-Sensor Based TPMS与WSB TPMS：Wheel-Speed Based TPMS）进行评价，得出了PSB TPMS从性能和功能上都比WSB TPMS有一定优势的结论。
在报告中第一次将TPMS作为专用词汇。
同一时期，NHTSA出台了一项法规，法规规定从2003年11月到2006年10月31日期间美国新出厂的轻型汽车将逐步引入TPMS。
由此轮胎监测系统即TPMS，与安全气囊、防抱死制动系统一起成为了车辆必备的安全装置。
受TREAD法案驱动，各大公司及许多研究机构都已经开始研究相应的TPMS方案，如Motorola、GE等都已经研制出适用于TPMS的MEMS传感器及相应的TPMS技术方案。
此时国外的TPMS产品已经相当成熟，能够经受5-7万公里的使用测试。
2023年轮胎压力监测系统行业市场前景分析随着汽车行业的快速发展和人们对交通安全和汽车使用体验的不断提高要求，轮胎压力监测系统（TPMS）作为一项汽车车载智能设备正在逐渐得到广泛应用和推广。
TPMS能够实时监测轮胎的气压，准确快速地发现轮胎异常，提高行车安全性和稳定性，同时也有利于延长轮胎的使用寿命。
本文将对TPMS行业市场前景进行分析。
一、TPMS市场现状在国内汽车市场中，TPMS产品已经得到广泛应用。
据相关数据显示，目前国内的TPMS市场规模已经达到了50亿元，并且以每年10%以上的速度增长。
同时，随着汽车厂商对安全性能的要求不断提高，TPMS已被列为必备安全装备之一，将成为未来汽车市场的发展趋势。
在国外市场中，TPMS的应用也越来越普及。
美国、欧洲已经将TPMS列为强制性标准，而日本、韩国等国家也正在推动相关法规的制定。
根据统计，在欧洲市场上，目前已经安装TPMS的车辆占轻型客车的60%以上，这一数字在未来还将不断上升。
二、TPMS市场竞争格局目前TPMS市场竞争主要由国内外两大阵营构成。
国外厂商主要有斯堪尼亚、康明斯、博世等企业，这些企业一般涉足汽车配件、电控系统等领域，拥有比较强的技术实力和品牌优势。
国内企业则涉足面广，涵盖整车厂、零部件企业等多个领域。
由于国内市场要求较高，企业掌握自主研发、制造技术的竞争优势逐渐显现，良好的渠道和售后等服务也成为其持续增长的关键因素。
例如，2019年本田推出的XR-V在国内市场上，所有车型都标配TPMS系统，这说明TPMS已经成为中国市场不可或缺的功能装备。
目前整车厂在TPMS市场上占据绝对的市场份额，而后期自动驾驶的普及和电子控制技术的提升，单独的TPMS厂商市场在整体市场中的份额不高，整个市场格局前期稳固，后期将出现洗牌。
三、TPMS市场未来发展1.发展方向TPMS的发展方向主要集中在四个方面：一是智能化，即通过将TPMS与车联网、智能信息等技术结合，提高系统的信息化水平。
2024年TPMS芯片市场需求分析1. 引言轮胎压力监测系统(TPMS)是一种通过监测车辆轮胎内部气压的技术，旨在提高车辆的安全性和燃油效率。
TPMS芯片作为TPMS系统的核心组件，在市场中扮演着关键的角色。
本文将对TPMS芯片市场的需求进行分析，探讨市场趋势和驱动因素。
2. 市场概述目前，全球TPMS市场正在快速发展，主要驱动因素包括政府法规对车辆安全要求的提高、消费者对行驶安全的重视以及汽车制造商对智能化技术的需求等。
TPMS芯片作为TPMS系统的核心组件，其市场需求呈现出明显的增长趋势。
3. 市场驱动因素3.1 政府法规要求许多国家和地区都采取了规定车辆必须搭载TPMS的法规，以提高车辆行驶安全。
例如，欧洲、美国和日本都对新车或进口车辆的TPMS装配提出了强制要求。
这种政府法规的出台明显地推动了TPMS芯片市场的需求增长。
3.2 消费者需求随着人们对行车安全的重视度增加，越来越多的消费者意识到TPMS系统对驾驶安全的重要性。
TPMS系统可以及时监测车辆轮胎的气压状况，并在气压异常时提醒驾驶员采取相应措施，减少爆胎和事故的发生。
消费者对行车安全的要求，使得TPMS芯片市场需求持续增长。
3.3 汽车制造商需求随着智能化技术在汽车行业的广泛应用，越来越多的汽车制造商开始注重智能驾驶辅助系统的研发和装配。
TPMS作为智能驾驶辅助系统的重要组成部分，得到了汽车制造商的关注。
这使得TPMS芯片市场需求得到进一步提升。
4. 市场趋势4.1 技术发展趋势随着汽车制造业的技术进步，TPMS芯片市场也在不断演化。
目前，市场上有两种主要类型的TPMS芯片：直接式和间接式。
直接式TPMS芯片通过传感器直接测量轮胎的气压，准确性高，但成本较高。
而间接式TPMS芯片则通过监测车辆其他传感器的变化来推断轮胎气压情况，成本相对较低。
随着技术的不断进步，TPMS芯片市场更加趋向于高精度、低成本的直接式TPMS芯片。
4.2 电动车市场需求增长随着电动车在全球范围内的快速发展，电动车市场对TPMS芯片的需求也在不断增长。
2023年轮胎压力监测系统（TPMS）行业市场发展现状随着汽车行业的不断进步，轮胎压力监测系统（TPMS）的市场需求也越来越大。
TPMS是一种重要的汽车安全装置，被广泛应用于汽车领域，尤其是在高速公路等安全性要求较高的场合。
本文将对TPMS的行业市场发展现状进行介绍和分析。
一、行业市场规模从全球范围来看，TPMS的市场规模正在逐年增长。
据市场研究机构Technavio的统计数据显示，2019年全球TPMS市场规模为62.79亿美元，预计到2024年将增长至93.75亿美元，年复合增长率为8.3%。
从国内市场来看，随着中国汽车市场的不断扩大，TPMS的市场也在迅速增长。
据艾瑞咨询的《中国TPMS市场研究报告》显示，2018年中国的TPMS市场规模已经达到了14.8亿人民币，预计到2023年将增长至34.8亿人民币，年复合增长率为18.5%。
二、行业市场趋势1. 智能化随着人工智能和物联网技术的发展，TPMS正在向智能化方向发展。
未来的TPMS将会具备更智能的功能，如自动发现轮胎故障、实时监测轮胎磨损、主动提示行驶路线等。
2. 电动化电动车市场的不断扩大，使得TPMS对电动车的适应性和应用场景提出了新的挑战。
未来的TPMS将需要更加适应电动车的电池系统，如电池寿命、温度控制等。
3. 绿色环保绿色环保是当前社会的共同主题，也是TPMS未来的一大趋势。
通过对车辆轮胎的实时监测，可以减少轮胎磨损，延长轮胎使用寿命，降低二氧化碳排放，达到节能减排的效果。
三、行业竞争格局目前，全球TPMS市场的竞争格局较为分散，市场份额前几名的企业包括Continental、Huf Hülsbeck & Fürst、ZF Friedrichshafen等。
国内市场则以爱仕达、维信诺、卡雷、京汉等几家企业为主。
由于TPMS技术比较成熟，多数企业在技术研发方面略显保守，市场份额主要通过品牌意识、销售渠道、售后服务等方面争夺。
2023年TPMS芯片行业市场发展现状TPMS（Tire Pressure Monitoring System）芯片是一种用于监测汽车轮胎气压的微电子器件。
它可以实时监控轮胎内部的压力，并通过无线电信号将信息传输到车辆的仪表盘上。
随着汽车行业的不断发展，TPMS芯片逐渐成为汽车配件中不可或缺的重要部分。
本文将对TPMS芯片行业市场的发展现状进行分析。
一、市场规模目前，全球汽车行业不断发展，且政府对汽车安全性能的要求越来越高。
车辆的安全性能对于乘客以及行人来说都十分重要，而TPMS芯片的发展正好符合了这个趋势。
因此，未来TPMS芯片市场的需求预计会持续增长。
据相关市场研究报告显示，2019年全球TPMS芯片市场总量为2.56亿美元，预计到2025年将达到4.34亿美元，年复合增长率为8.5%。
二、市场竞争目前，全球TPMS芯片市场主要的竞争者有Freescale、NXP、Infineon、Analog Devices和Texas Instruments等几家国际知名芯片供应商。
这些公司的TPMS芯片具有高稳定性、高灵敏度和低功耗等优点，可以满足市场上不同类型客户和车辆应用的需求。
除此之外，还有一些新兴的TPMS芯片制造商，例如中国的STONKAM和美国的Doran等公司都在迅速发展。
三、发展趋势未来，随着车辆使用寿命的增长和智能化程度的提高，TPMS芯片的应用前景越来越广阔。
一方面，TPMS芯片可以大幅减少汽车行驶中发生轮胎损坏、爆胎或车祸等意外事件的概率；另一方面，它还能监测和传输轮胎的其他信息，例如温度、湿度、角度和位置等，进一步提高车辆的安全性能。
此外，近年来，随着电动汽车的普及，TPMS芯片的使用也不断增加。
电动汽车对于轮胎压力的要求更高，因此TPMS芯片在这一领域有广泛的市场应用。
据市场研究机构预测，到2025年，全球电动汽车TPMS芯片市场将达到4.95亿美元，年复合增长率高达35.1%。
TPMS的无源化发展方向1 TPMS的定义汽车轮胎压力监视系统，即Tire Pressure MonitoringSystem,简称TPMS,主要用于汽车行驶时适时地对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气造成低胎压和高温高胎压防爆胎进行预警，确保行车安全。
一般地，汽车轮胎压力监视系统由发射检测模块（每个轮胎一个）和接收显示模块（一个）组成。
不同类型的轮胎压力监测系统具体组成不同。
2 TPMS的分类及现状目前，TPMS主要分为两种类型，一种是Wheel-SpeedBased TPMS（间接式TPMS )；另一种是Pressure-SensorBased TPMS（直接式TPMS）。
间接式TPMS是通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较车轮之间的转速差别，以达到监视胎压的目的。
当汽车行驶时，轮胎气压监视系统接收4个车轮转速传感器的车轮转速信号，进行综合分析。
当某一个轮胎的气压太高或不足时，轮胎的直径就会变大或变小，车轮的转速也相应产生变化。
监视系统将车轮转速的变化情况同预先储存的标准值比较，就可得知轮胎气压太高或不足，从而报警。
直接式TPMS利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压予以显示与监视，随时显示各轮胎气压。
驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压状况。
当轮胎气压太低或有渗漏时，系统就会自动报警。
直接式TPMS按轮胎模块是否需要电池提供能量可分为带电池TPMS和无电池TPMS 。
间接式TPMS没有直接式TPMS准确率高，系统校准复杂，在某些情况下无法正常工作，如无法对两个以上的轮胎同时缺气的状况和速度超过1OOkm/h的情况进行判断，所以没有成为技术发展的主流。
带电池TPMS技术日趋成熟，开发出来的模块可适用于各厂牌的轮胎，是当前的主流技术，现在各种车辆上、安装的多是这种TPMS。
带电池TPMS 传感器／发射器需要电池提供动力，因此不可避免地带来一些弊端，如电池的寿命有限；当气温严重降低时，电池的容量就会受到影响而减少。
TPMS无源化发展方向研究汽车轮胎压力监视系统(TPMS, Tire Pre ssureMonitoring System) ,主要用于在汽车行驶时,适时对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气造成低胎压和高温高胎压防爆胎进行预警,确保行车安全。
汽车轮胎压力监视系统由发射检测模块(每只轮胎一个) 和接收显示模块(一个) 组成。
不同类型的轮胎压力监测系统具体组成不同。
目前, TPMS主要分为直接式和间接式两种类型。
间接式TPMS是通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较车轮之间的转速差别,以达到监视胎压的目的。
当某一只轮胎的气压太高或不足时,轮胎的直径就会变大或变小,车轮的转速也相应产生变化。
监视系统将车轮转速的变化情况同预先储存的标准值比较,得出轮胎气压太高或不足结论,从而报警。
直接式TPMS是利用安装在每一只轮胎里的的压力传感器来直接测量轮胎的气压,并对各轮胎气压进行显示与监视,直接式TPMS又可分为带电池TPMS和无电池TPMS。
1、TPMS技术的现状和演变间接式TPMS没有直接式TPMS准确率高且系统校准复杂,在有些情况下此系统无法正常工作,如无法对两个以上的轮胎同时缺气的状况和速度超过100km /h的情况进行判断,所以不能成为技术发展的主流。
带电池TPMS技术的日趋成熟,开发出来的模块可适用于各厂牌的轮胎,是当前的主流技术, 现在各种车辆上均安装这种TPMS。
带电池TPMS传感器/ 发射器需要电池提供动力,因此不可避免地带来一些弊端:如电池的寿命有限,当气温严重降低时,电池的容量会受到影响而减少,不够稳定。
此外,电池的化学物质也会导致环境问题,同时由于电池的存在很难降低发射器的重量。
无电池TPMS,用一个中央收发器代替一般直接式TPMS中的中央接收器。
这个收发器不但要接收信号而且要发射信号,安装在轮胎中的转发器(代替了发射器) 接收来自中央收发器的信号,同时使用这个信号的能量来发射一个反馈信号到中央收发器上。
这就使得安装在轮胎内部的气压监测器发送数据不需要电池,解决了上述因电池所带来的问题。
德国IQ - MOB IL率先在此技术上取得突破, 目前已制造出样品, 此外澳大利亚的V ISITYRE也已经开发出了类似产品。
如果说TPMS的使用是汽车电子技术发展的一次革新的话,那TPMS的无源化就是TPMS自身完善的一个重要变化。
TPMS发射检测模块一般安装在轮胎里面,轮胎里面是一个复杂的环境,轮胎高速旋转,胎内空气温度高达120℃, 胎内气压一般在507 ～810kPa。
影响TPMS的环境与因素主要有如下几点:(1) 离心加速度。
轮胎在高速运动上产生高离心加速度,假设一普通轮胎,胎的半径是0.5m,轮辋半径是0.3m,由于TPMS是装在轮辋上,所以半径以0.3m计。
假设汽车以时速200km /h行驶时,离心加速度可达368g,对内部电子元件焊接、封装都有极高要求。
而轮胎在高速行驶时要求动平衡,这对胎内模块的重量又提出了要求。
TPMS胎内模块是越轻越好,而电子部分一般而言5g左右,带电池TPMS的电池一般是8 ～ 10g。
(2) 重量与轮胎的动平衡。
TPMS胎内模块安装在轮辋上,本身是轮胎的一部分,也同时影响轮胎的质量分布,如果TPMS过重,在轮胎相对位置放置的平衡块也会很重,甚至可能找不到合适的平衡块,所以TPMS是越轻越好。
目前市场上的TPMS产品一般都在30 ～ 50g之间。
(3) 高温。
汽车在持续刹车时,比如下山,刹车片温度可达400℃左右。
在不断的加温过程中,轮辋面可达170℃左右, 而胎内空气温度也在120℃左右。
一般电池在高温下由于内部液体气化,会使电池变形或爆裂。
所以目前TPMS选用高能锂- 亚硫酰氯电池,可耐125℃高温。
(4) 电池寿命与容量。
带电池TPMS模块在目前成本条件下,除要求电池使用5 ～ 7年外,还要求体积小,重量轻,即在保证容量的条件下尽量选择体积小、重量轻的电池。
目前趋势是选用2450锂电池,重约8g。
但是必须限制检测和发射的次数,以保证模块可以使用5 ～ 7年。
但这样就无法做到实时监控。
2、TPMS发展方向TPMS系统的主要技术难点集中在胎内的发射监测模块上。
目前带电池TPMS模块已经可以使轮胎基本适应恶劣条件了,但是由于要使用电池,主动TPMS仍然无法彻底解决以下几个问题:体积过大、重量过大、监测密度无法做到实时监控、无法保证稳定性与可靠性。
如果胎内模块可以实现无源(即无电池) ,则上述问题都可以迎刃而解。
为达到以上目的,下面主要阐述TPMS无线无源化发展的几个实现方案:(1) 轮胎内模块有发电装置, 将轮胎运动的机械能转化为电能,此为压电发电方案。
(2) 从轮胎外通过电磁场传入能量, 驱动轮胎内模块工作, 发射压力信息, 此为磁场电磁耦合。
(3) 轮胎外发射电磁波, 碰到轮胎内模块内置器件后反射,同时携带回压力信息,此为声表面波无源无线传感器方案。
3、压电发电方案设计3.1 原理压电陶瓷产生电能的工作原理是正反压电效应,压电陶瓷在应力作用下通过压电效应可产生数量可观的电荷,在工作物质上建立起很高的电势,可输出不小的静电能,构成了一个压电电源。
3.2 发电方案设计TPMS之所以可以采用发电方案,是因为轮胎在不断的转动和直线运动中有存在动能的可能。
但是,车轮在转动时产生离心力,虽然十分大,但是并不能用来发电。
由于离心力的方向是沿半径向外,在这个方向上, TPMS模块是固定的,处于力的平衡状态,而动能产生的条件是W = FL ,所以要形成发电方案必须有两个条件:存在力,在力的方向上有位移。
在汽车轮胎的转动过程中,和地面接触的部分由于汽车的重量而产生形变,脱离接触后轮胎又恢复到形变前的状态,可以形成这样一个方案:压电陶瓷片固定在轮胎上,当轮胎和地面接触时,压电陶瓷片发生形变,产生电能,然后电存储在超电容器内,供给发射模块使用。
目前日本开发出了该类压电发电产品,如日新电机日前成功开发出不使用电池就能够让LED发光的团扇电机和由压电转换元件和LED组成的发光模块“发光棒”。
3.3 优缺点压电陶瓷在现有主动式TPMS基础上改进,解决了电池的问题,而且发电模块应用面十分广。
但压电陶瓷可以形变的次数有限,目前一般是几十万次。
假设汽车一天行驶100km, 车轮半径为0.3m,周长为1.88m,则轮胎每天转动5.32万圈,也就是压电陶瓷形变5.32万次。
按目前压电陶瓷的技术水平,压电电源可以使用10天左右,行驶1000km。
就目前的技术而言,离实用还有距离,但是随着技术的进步,相信在将来会有可以使用的TPMS压电电源面世。
4、磁场电磁耦合设计方案4.1 原理电感耦合是一种变压器模型,通过空间高频交变磁场实现耦合,依据电磁感应定律,通过交变磁场在轮胎内测量发射模块的线圈中感应出电压和电流,给轮胎内测量发射模块提供能量。
电感耦合方式一般适合于中、低频工作的近距离射频识别系统。
典型的工作频率有: 125kHz、225kHz和13.56MHz。
识别作用距离小于1m,典型作用距离为10 ～ 20cm。
4.2 方案设计该系统至少包含轮胎内测量模块和阅读器两部分。
一般情况下,胎内测量模块由低频耦合天线(大面积的线圈) ,专用微型芯片和高频发射天线组成,低频耦合天线从交变磁场中获得工作所需的能量,专用芯片负责测量压力和将压力信息转化为RF信号,高频发射天线将RF信号发射到空间。
阅读器包含有接收器、控制器以及低频驱动电路、低频天线、高频接收天线。
工作流程如下:控制器通过低频天线向空间发射供胎内测量电路使用的电磁波,发射磁场的一小部分磁力线穿过距阅读器天线线圈一定距离的轮胎内测量模块低频耦合天线线圈。
通过感应,在低频耦合天线线圈上产生电压,整流后作为胎内测量接收模块的电源。
将一个电容与阅读器的天线线圈并联,电容器电容的选择依据是:它与天线线圈的电感一起,形成谐振频率与阅读器发射频率相符的并联振荡回路。
该回路的谐振使得阅读器的天线线圈产生非常大的电流,这种方法也可用于产生供远距离应答器工作所需要的场强。
胎内测量模块的低频耦合天线线圈和电容器构成振荡回路,调谐到阅读器的发射频率。
通过该回路的谐振,应答器线圈上的电压达到最大值。
这两个线圈上的结构也可以解释作变压器(变压器的耦合) ,变压器的两个线圈之间只存在很弱的耦合,阅读器的天线线圈与胎内测量模块的低频耦合天线线圈之间的功率传输效率与工作频率、应答器线圈的匝数,被应答器线圈包围的面积、两个线圈的相对角度以及它们之间的距离成比例。
胎内测量模块获得能量工作后,将压力信息调制到RF信号发射出来,阅读器的高频接收天线接收到RF信号后,接收器将RF信号解调后将压力信号传给控制器,控制器将压力信号通过人机界面告知车主。
4.3 优缺点电感耦合系统的效率不高,只适用于低电流电路,作用距离短,一般只有15cm左右。
提供能量有限,使模块中传感器电路的设计变得很重要,关键是: (1) 芯片设计必须高效率,能在低电流的情况下完成测量和发射任务。
(2) 微型芯片工作所需要的全部能量必须由阅读器供应。
高频的强电磁场由阅读器的天线线圈产生,所以阅读器的设计必须提供足够的磁场强度。
5、声表面波无源无线方案5.1 原理声表面波( SAW) 技术是声学和电子学相结合而形成的一门新兴边缘学科。
在雷达、通信等领域的研究得到了广泛的应用。
把声表面波技术应用于传感器技术领域在近十几年得到了很大的发展,目前,采用SAW技术来研制力、加速度、温度、湿度、气体及电压等一系列新型传感器的工作逐渐成为传感器研究的一个热点。
声表面波传感器的工作模式基础上可分为延迟线型和谐振型两类,属于电磁反向散射耦合。
声表面波传感器的工作频率通常为数十MHz,甚至高达1 ～ 2GHz, 。
典型的工作频率有: 433MHz、915MHz、2.45GHz、5.8GHz。
由于其本身具有高频率信号输出和低功耗等特点,非常适合于遥测信号的传感和传感器无源化的实现,且作用距离大于1m,典型作用距离为3 ～ 10m。
5.2 延迟线式声表面波无源无线方案延迟型声表面波传感器结构上有许多形式,主要有编码延迟线(或扫频延迟线) 和带反射栅的延迟线结构,前者的激励信号主要采用编码脉冲或扫频信号方式,而后者则多采用冲激脉冲或间歇脉冲激励。
延迟型主要是利用激励信号与接收信号在时间上的时延或相位上的变化进行测量。
当外界被检测量发生变化时,将影响时延或相位。
检测出该时延,就可感知被测量的大小。
编码延迟线利用激励信号到达各个延迟抽头的相位是否同相或反相实现编码; 而常用的带反射栅的延迟线则利用反射栅位置的不同,将延时信号构成不同的编码,便于对多个传感器或标识器进行识别。
该系统由声表面波器件、压力传感器和阅读器组成。
