新型射频收发芯片nRF401在汽车胎压监视系统中的应
在硬件电路设计中我们充分考虑到系统所接收到的数据存在的干扰问题，对相关部分的设计都采取了一定的抗干扰方案。比如在发射模块的PCB版图的设计中充分考虑了高频干扰，采用的凌阳61板作为上位机的控制器则是利用了它本身具有滤波和消除干扰的优势。电源直接从车内12V电源通过电压转换电路转化后得到。
系统的无线通信部分结构上采用的是主从结构，下位机由安装在被测汽车中的监测控制器组成，主站是设在控制中心的监控计算机；不同的下位机通过无线通信电路将检测到的数据发往监控计算机。同一时刻只能有1台下位机工作，这里的通信实际上是共享介质的，为避免多个下位机争用信道而发生冲突，只有主站向某个下位机发送允许通信信号，下位机才发送数据。通信模块由nRF401和很少的外围器件组成，采用PCB天线，nRF401的数据收发端直接与MCU的串行口相连，MCU用3个I / O口控制nRF401的状态，选用3V供电的低电压MCU与nRF401共用同一个电源和同一个4MHz晶振。
2 软件设计
无线通信系统中，由于供电、空间噪声及传输路径等因素的影响，直接发送数据的话很容易受到干扰，因而需要设计一种传输协议，保证在这种不可靠的物理链路上建立起可靠的数据连接，系统的无线通讯协议主要工作在OSI参考模型的数据链路层，通过该协议进行必要的检错编码。差错控制保证数据传输的正确可靠。
下位机（以四个为例）均为实时采集数据，而系统只有一个nRF401芯片在接收，而且采用的是在同一频率下无线传输数据的工作模式，所以四个下位机不能同时发送压力数据，需采用应答对话方式解决这种冲突，即每个下位机被分配一个口令，可以认为是分配的地址，所有下位机平时处于接受数据的状态，等待上位机的请求。当上位机发送带地址的数据请求时，下位机根据接收到的地址判断是否做出应答；上位机按顺序发送各个下位机的地址后立即改为接收状态，延迟5秒钟后没有接收到数据则转变为发送状态，并报错显示哪个下位机出了问题，继续向下一个下位机发送请求；下位机接收并判断地址数据，如果是自己的地址，即口令正确，立即变为发送状态，发送采集到的最新数据，发送后再变回接收状态，等待上位机发回数据，以确认发送无误（因为环境因素可能导致传输错误）；上位机接受到数据后保存，之后变为发送状态，向这个下位机发送回刚刚接受的数据，之后再接收等待，等待这个下位机的确认信号；下位机接收到传回的数据，跟刚才发送的数据比较，如果一致，发送确认信号，如果不一致，继续发送，并重复上两步操作；上位机接受的如果是确认信号，那么把保存的数据送至处理程序，如果不是则重复发送地址请求。
下位机上电复位以后便开始执行以上的初始化程序，并进入流程图中的循环，压力和温度采集是在定时中断里完成的，中断时间暂定每5秒钟采集一次。为了提高系统实时性和抗干扰能力，当下位机采集的电压或温度数据超过指定的范围之后，下位机立即变成发送状态，发出特殊的报警信号，而此时的上位机不管处于何种工作状态一旦接收到报警信号，立即中断当前通信，与这个下位机建立通信。
为提高系统的抗干扰能力，在软件设计中系统还加入了软件滤波环节，在连续缓冲区存储最近5次的采集数据，并求出它们的平均值，然后作为当时的气压显示出来。这样就消除了由于某些数据的不准确而出现的尖峰值，致使系统做出误判断。
3 结束语
本文从硬件和软件两方面介绍了汽车胎压监视系统中无线通信数据采集系统的设计，电路结构简单、抗干扰性强；该系统能及时准确的对轮胎内的温度、压力进行采集，并能在出现危险状况时报警。系统需在节能、稳定性和安装等方面有待提高。
本文作者的创新点：在汽车胎压监视系统的软件和硬件设计过程中运用多种抗干扰方法，大大提高了系统的抗干扰能力。
系统的无线通信部分结构上采用的是主从结构，下位机由安装在被测汽车中的监测控制器组成，主站是设在控制中心的监控计算机；不同的下位机通过无线通信电路将检测到的数据发往监控计算机。同一时刻只能有1台下位机工作，这里的通信实际上是共享介质的，为避免多个下位机争用信道而发生冲突，只有主站向某个下位机发送允许通信信号，下位机才发送数据。通信模块由nRF401和很少的外围器件组成，采用PCB天线，nRF401的数据收发端直接与MCU的串行口相连，MCU用3个I / O口控制nRF401的状态，选用3V供电的低电压MCU与nRF401共用同一个电源和同一个4MHz晶振。
2 软件设计
无线通信系统中，由于供电、空间噪声及传输路径等因素的影响，直接发送数据的话很容易受到干扰，因而需要设计一种传输协议，保证在这种不可靠的物理链路上建立起可靠的数据连接，系统的无线通讯协议主要工作在OSI参考模型的数据链路层，通过该协议进行必要的检错编码。差错控制保证数据传输的正确可靠。
下位机（以四个为例）均为实时采集数据，而系统只有一个nRF401芯片在接收，而且采用的是在同一频率下无线传输数据的工作模式，所以四个下位机不能同时发送压力数据，需采用应答对话方式解决这种冲突，即每个下位机被分配一个口令，可以认为是分配的地址，所有下位机平时处于接受数据的状态，等待上位机的请求。当上位机发送带地址的数据请求时，下位机根据接收到的地址判断是否做出应答；上位机按顺序发送各个下位机的地址后立即改为接收状态，延迟5秒钟后没有接收到数据则转变为发送状态，并报错显示哪个下位机出了问题，继续向下一个下位机发送请求；下位机接收并判断地址数据，如果是自己的地址，即口令正确，立即变为发送状态，发送采集到的最新数据，发送后再变回接收状态，等待上位机发回数据，以确认发送无误（因为环境因素可能导致传输错误）；上位机接受到数据后保存，之后变为发送状态，向这个下位机发送回刚刚接受的数据，之后再接收等待，等待这个下位机的确认信号；下位机接收到传回的数据，跟刚才发送的数据比较，如果一致，发送确认信号，如果不一致，继续发送，并重复上两步操作；上位机接受的如果是确认信号，那么把保存的数据送至处理程序，如果不是则重复发送地址请求。
下位机上电复位以后便开始执行以上的初始化程序，并进入流程图中的循环，压力和温度采集是在定时中断里完成的，中断时间暂定每5秒钟采集一次。为了提高系统实时性和抗干扰能力，当下位机采集的电压或温度数据超过指定的范围之后，下位机立即变成发送状态，发出特殊的报警信号，而此时的上位机不管处于何种工作状态一旦接收到报警信号，立即中断当前通信，与这个下位机建立通信。
为提高系统的抗干扰能力，在软件设计中系统还加入了软件滤波环节，在连续缓冲区存储最近5次的采集数据，并求出它们的平均值，然后作为当时的气压显示出来。这样就消除了由于某些数据的不准确而出现的尖峰值，致使系统做出误判断。
3 结束语
本文从硬件和软件两方面介绍了汽车胎压监视系统中无线通信数据采集系统的设计，电路结构简单、抗干扰性强；该系统能及时准确的对轮胎内的温度、压力进行采集，并能在出现危险状况时报警。系统需在节能、稳定性和安装等方面有待提高。
本文作者的创新点：在汽车胎压监视系统的软件和硬件设计过程中运用多种抗干扰方法，大大提高了系统的抗干扰能力。
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