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3BSE008546R1 AO820 為了提高輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的精度， 運(yùn)用貝葉斯方法建立了其多傳感器信息融合的數(shù)學(xué)模型。該模型融合了輪胎的溫度和壓力這兩種互補(bǔ)信息， 相對(duì)于傳統(tǒng)的輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)而言， 具有信息的完整性、統(tǒng)一性、多樣性和容錯(cuò)性等優(yōu)點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)表明該系統(tǒng)可以達(dá)到預(yù)警爆胎的作用， 為監(jiān)測輪胎壓力和溫度提供了一個(gè)行之有效的方法， 功能可靠， 適于推廣。
多傳感器信息融合是新興的多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域， 涉及信號(hào)處理、概率統(tǒng)計(jì)、信息論、模式識(shí)別、人工智能、模糊數(shù)學(xué)等多種理論， 它是人類模仿自身信息處理能力的結(jié)果。概括地說， 多傳感器信息融合技術(shù)就是指通過一定的算法“合并”來自多個(gè)信息源的信息， 以產(chǎn)生比單個(gè)傳感器所得到數(shù)據(jù)更可靠、更準(zhǔn)確的信息， 并根據(jù)這些信息做出最可靠的決策。為了提高輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)（ Tire Pressure Monitoring System ， 簡稱TPMS） 的精度， 提高報(bào)警的準(zhǔn)確性， 減少誤報(bào)漏報(bào)， 本文就多傳感器信息融合技術(shù)在TPMS 中的應(yīng)用加以探討。 研究背景 輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)（ TPMS） 的出現(xiàn)是由普利司通/ 費(fèi)爾斯通（BSF） 公司的輪胎質(zhì)量問題引發(fā)的。該質(zhì)量問題引起大量的爆胎和翻車事故， 事故的主要原因是輪胎氣壓不足， 產(chǎn)生熱量過多， 以致破壞了其內(nèi)部結(jié)構(gòu)， 發(fā)生爆胎。2000 年11 月1 日美國總統(tǒng)克林頓簽署批準(zhǔn)了國會(huì)關(guān)于修改聯(lián)邦運(yùn)輸法的提案， 要求2003 年后所有的新的輕型車輛都必須把該系統(tǒng)作為標(biāo)準(zhǔn)配置。2001 年7 月， 為響應(yīng)美國國會(huì)對(duì)車輛安裝TPMS立法的要求， 美國運(yùn)輸部（US Department of Transportation）和國家高速公路安全管理局（National Highway Traffic SafetyAdminist ration） 聯(lián)合對(duì)現(xiàn)有的兩種TPMS 系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)價(jià)，報(bào)告第一次將TPMS 作為專用詞匯使用。 按照輪胎壓力監(jiān)測方法主要分為兩類： 間接式、直接式。間接式（ Wheel - Speed Based TPMS 簡稱： WSB TPMS） 是通過汽車ABS 系統(tǒng)的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉(zhuǎn)速差別，以達(dá)到監(jiān)視輪胎壓力的目的。直接式（ Pressure - SensorBased TPMS 簡稱： PSB TPMS） 是利用安裝在每一個(gè)輪胎里的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓， 并對(duì)其進(jìn)行顯示及監(jiān)視， 當(dāng)輪胎氣壓不在給定范圍內(nèi)時(shí)， 系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)報(bào)警。據(jù)預(yù)測， 到2005 年國家美國高速公路安全管理局（N HTSA） 再修改TPMS 法規(guī)時(shí)， 可能會(huì)用直接式代替過渡期的間接式。目前， 國外轎車配裝的TPMS 都是直接式的， 可見對(duì)直接式的研究和開發(fā)的空間很大。 文獻(xiàn)（李文印， 周斌。 輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)；Jeff B. Tire pressure monitoring： an industry under pressure）詳細(xì)介紹了直接式TPMS 的一個(gè)設(shè)計(jì)思路，其硬件是摩托羅拉公司的傳感器MPXY8020A、接收器MC33594 、MCU 和發(fā)射機(jī)一體化芯片MC68HC908RF2 。MPXY8020A 有4 種操作方式： 待機(jī)、測量壓力、測量溫度、讀數(shù)據(jù); MC68HC908RF2 可以根據(jù)所有晶振的不同用315MHz 或434MHz 發(fā)送數(shù)據(jù); MC33594 能夠接收并解調(diào)OO K或FSK調(diào)制的曼徹斯特編碼數(shù)據(jù)， 采用FSK調(diào)制， 利用匹配的天線， 靈敏度可達(dá)到- 105dBm。在軟件設(shè)計(jì)方面， 獲取數(shù)據(jù)的方法采用閾值檢查法， 通信協(xié)議采用曼徹斯特編碼、FSK信號(hào)調(diào)制方式和9600BPS 的傳輸速率， 是目前較成熟的產(chǎn)品。
NPX 傳感器 由于工作環(huán)境的限制， 所選傳感器必須超小且節(jié)電。GENova Sensor 的NPX 系列傳感器是在NPP 系列基礎(chǔ)之上發(fā)展的新一代輪胎壓力監(jiān)控系統(tǒng)專用傳感器， 其體積為16mm ×8mm ×3mm （含引腳） ， 且集溫度、壓力、電壓3 種傳感器和ASIC （專用集成電路） 控制器于一體， 由一塊帶有大量外圍器件的RISC （精簡指令集計(jì)算機(jī)） 核心模塊組成， 開發(fā)時(shí)可直接將微控制器（μC） 程序通過編程器裝載于EPROM 中。該傳感器可以選擇3 種主要的測量方式： 壓力（ P） 、溫度（ T） 和電池電壓（U）。傳感器內(nèi)的單片機(jī)負(fù)責(zé)信號(hào)的測量及將溫度轉(zhuǎn)化為壓力信號(hào)， 然后發(fā)送到接收機(jī)的單片機(jī)內(nèi)再融合。其原理圖如圖1 所示。 其中， 溫度傳感器設(shè)計(jì)在ASIC 電路中， 并具有與絕對(duì)溫度成比例（ PTAT） 的特性。圖中所示的Transmit ter U HF 是外連接的發(fā)射機(jī)， 并不是傳感器本身自帶的。
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