任务书汽车轮胎压力与温度监控系统的设计 精品
汽车胎压监测系统设计精选文档
汽车胎压监测系统设计精选文档TTMS system office room 【TTMS16H-TTMS2A-TTMS8Q8-济南大学泉城学院毕业设计题目汽车胎压监测系统设计学院工学院专业机械设计制造及其自动化（专升本）班级 1501班学生刘立兵学号指导教师张兴达武华二〇一七年五月十六日摘要随着时代发展和科技进步汽车已成为了人们常用的且离不开的交通工具。
随着汽车数量的增多交通事故发生的数量也越来越多，而其中汽车轮胎压力异常成为重要诱因。
针对这一问题，本文提出了一种基于单片机的汽车胎压监测系统。
实现了测试汽车轮胎压力的功能，由三种不同的计量单位通过LCD显示给用户，如果超出预设阈值就会发出警报提醒司机安全行驶。
本设计主要包含硬件设计与软件设计两部分。
硬件部分主要包含气压传感器BMP085、STC89C52单片机和1602LCD等。
通过气压传感器BMP085获取与汽车胎压相对的模拟电压值，经过V/F变换输入到单片机进行处理，最终由通过LCD显示电路显示相应气压值。
软件部分采用C语言作为开发工具软件，在Keil C环境下进行了对单片机各个端口以及定时器工作方式和串行口工作方式进行设置，并对定时器和串行口进行初始化用以实现对单片机和各个功能模块芯片之间通讯和联络的设定，以及分配地址空间交代程序中各个变量等的设计和编码。
通过软件仿真及实物之作运行调试，完成了系统的可靠性、稳定性等性能的测试，实现了预期功能，为进一步研究及应用提供了一定的数据参考。
关键词：单片机；传感器；胎压ABSTRACTWith the development of the times and the progress of science and technology, the automobile has become a common and indispensable means of transportation. With the increase of the number of cars, the number of traffic accidents is increasing, and theabnormal tire pressure becomes an important incentive. To solve this problem, a monitoring system of automobile tire pressure based on single chip microcomputer is presented in this paper. The function of testing the tire pressure of the automobile is realized. The three different measuring units are displayed through the LCD to the user. If the preset threshold is exceeded, the alarm will be sent to remind the driver to drive safely.This design mainly includes two parts: hardware design and software design. The hardware part mainly includes the barometric pressure sensor, BMP085, STC89C52 monolithic integrated circuit and 1602LCD and so on. The analog voltage value relative to the tire pressure is obtained by the pressure sensor BMP085, which is input to the MCU by the V/F transformation, and finally the corresponding barometric value is displayed by the LCD display circuit. The software adopts C language as software development tools, in the Keil C environment for setting up the MCU port and timer working mode and serial port mode, and the timer and serial port in order to achieve between the microcontroller and the functional modules of the chip communication and contact setting initialization, design and encoding and distribution address space program variables such as account.Through the software simulation and the debugging of the object, the system's reliability, stability and other performance tests are completed, and the expected function is achieved. It provides a certain data reference for further research and application. Keywords: pressure sensor; tire pressure; MCU目录1前言研究背景及意义随着交通运输的不断发展，汽车数量和车速也越来越高。
汽车轮胎压力和温度监测系统设计
摘要在汽车高速行驶中，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。
保持标准的压力和温度是防止爆胎的关键。
轮胎压力温度监视系统（TPMS）主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压温度进行自动监测，对异常情况进行报警，以保障行车安全，是驾车者、乘车人的生命安全保障预警系统。
目前TPMS主要有两种类型：间接式和直接式．从测量精度和实时性来说．直接式优于间接式。
TPMS 系统主要有二个部分组成：安装在汽车轮胎里的传感器模块和安装在汽车驾驶台上的系统主机。
一个TPMS系统有4个传感器模块。
系统主机向传感器模块发送激励信号，传感器模块响应系统主机发送回波信号，系统主机处理信号后把轮胎的压力和温度信息数据显示在屏幕上，供驾驶者参考。
如果轮胎的压力或温度出现异常，则报警，提醒驾驶者采取必要的措施；同时驾驶员可以根据实际情况设定温度和压力报警上下限。
关键词：TPMS，自动监测, 传感器, 主机系统AbstractHigh-speed driving in the car, tire failure was most worried about all the drivers and the most difficult to prevent, and it is important to sudden causes traffic accidents. Maintain the standard pressure and temperature are the key to prevent puncture. Tire pressure and temperature monitoring system (TPMS) is mainly used in the car driving on the tire pressure when the real-time automatic monitoring of temperature, warning of abnormal situations to ensure traffic safety, is the drivers, passengers, protection of life and safety of early warning systems . Currently there are two types of TPMS: indirect and direct style. Accuracy and real-time from it. Direct is better than indirect. TPMS system has two main parts: the installation of sensors in the car tires in the modules and installed in the car on the bridge of the system host. A TPMS system has four sensors modules. System of the host to send the excitation signal sensor module, sensor module sends echo response system host, the host processing system, signal the tire pressure and temperature information and data displayed on the screen for the driver information. If the tire pressure or temperature, abnormal, then the alarm to alert the driver to take the necessary measures; while the driver can set the temperature and pressure of the actual situation of alarm limits.Keywords: TPMS ， automatic monitoring，sensor， Host system摘要 (1)第1章引言 (5)1.1课题背景 (5)1.2 课题研究的意义 (5)1．3 TPMS的历史、现状和发展趋势 (6)第2章 TPMS原理及分类 (7)2.1 间接式TPMS系统 (7)2．2 直接式TPMS系统 (7)第3章系统设计要求 (9)3．1 系统工作环境 (9)3. 2 系统功能要求 (9)3．3 系统技术要求 (9)3．4 报警阀值设定 (10)第4章系统设计 (11)4．1 声表面波传感器 (11)4.1.1声表面波传感器介绍 (11)4.1.2 谐振器型传感器[13] (12)4.2 TPMS主机结构 (13)4.3 系统工作原理 (14)4.4 主要器件的选择 (15)4.4.1处理器 (15)4.4.2激励源 (15)4.5 系统电路原理图设计 (15)4.6硬件系统中关键部分的设计 (16)4.6.1激励信号的实现 (16)4.6.2开关设计 (18)4.6.3回波信号频率采集 (18)4.6.4 数据融合处理 (19)4.6.5 天线与匹配网络 (19)4.6.6 LCD显示 (20)4.7 MSP430模数转换 (21)4.8 系统工作流程 (23)结束语 (26)致谢 (27)参考文献 (28)附录 (30)第1章引言1.1课题背景随着汽车工业的飞速发展，人们在享受汽车高效便捷的同时，交通事故率也在不断提高，据统计，在高速公路上发生的交通事故有70％-80％是由于爆胎引起的。
汽车轮胎压力监测系统_毕业设计论文
1.3.1 国外发展状况
由于国外立法较早，开发生产的汽车轮胎压力监测系统(TPMS)较为成熟[3]。主要生产商有加拿大斯马轮胎设备公司、固特异轮胎橡胶公司、米其林集团公司、日本横滨公司等。迄今为止，国外己有许多车型装配了TPMS。从2002年以后发布的世界新车资料中可以看到，美国福特公司的林肯大陆、戴姆勒—克莱斯勒公司等知名汽车厂商在多种新车中都预装了TPMS。许多欧洲的汽车厂商也已将TPMS配装于其高档车型，包括宝马公司的Z8，欧宝公司2002年版威达、旁蒂亚克的旗舰产品Bon Neville SE等。2007年已经到达美国法律强制安装汽车TPMS的时间国外很多普通车型都已安装TPMS。例如：奔驰-CUK、C、E、G、M、SL、SLK、S、系列，宝马-3、5、6、7、X3、X5、Z4、系列，别克-林荫大道、荣御、君越。
目前主流间接式TPMS存在明显的缺陷，这主要表现在：
1)当前间接式的TPMS系统必须比较处于对角线上的两轮速度之和，不能比较前后两车轮的速度。
2)当4个轮胎同样胎压不足时或者同一轴上两轮，同一边的两轮同样胎压不足时，系统不能够监测出来，而只能当两轮处于对角线上能监测出来；当速度超过100 km/h的情况时，系统就不能够正常工作了；只有在单个轮胎或对角线上的两个轮胎以及3个轮胎的气压低于其他轮胎气压的30％以上，才能监测到低压现象。
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，保持标准的汽车轮胎气压正常与稳定和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而汽车轮胎压力监视系统（TPMS）毫无疑问将是理想的工具。在客车和轻型卡车上必须安装轮胎气压监测系统以便在轮胎气压低于规定值发出警
轮胎的使用寿命，在很大程度上和轮胎的使用条件、车辆的技术性能、驾驶员的操作水平以及企业对轮胎的管理工作质量等有直接的关系。标准的气压是轮胎的生命，因此在使用过程中充气压力的过低或过高都会直接缩短他的寿命，甚至引发安全事故隐患。气压是轮胎的重要因素，它左右着轮胎的使用寿命和各种特性，汽车轮胎压力监视系统将可时刻监视轮胎压力状况；保持行驶中车辆每个轮胎压力足够，防止轮胎爆胎以便行车安全；并且还可节省燃油以及延长轮胎寿命。
《轮胎压力监测系统的设计》
轮胎压力监测系统的设计姓名：学号：指导教师：专业：班级：中国·2011年12月目录目录 (I)前言 (II)1.总体设计及主要元器件选择 (1)1．1轮胎模块 (1)1．1．1传感器 (1)1．1．2微处理器 (2)1．1．3发射芯片 (2)1．2监视器模块 (2)1．2．1接收芯片 (2)1．2．2微处理器 (2)1．2．3LCD显示器 (3)2.硬件电路设计 (3)2．1轮胎模块电路 (3)2．2监视器模块电路 (4)3软件设计 (4)3．1通信协议 (5)3．1．1数据载波波形 (5)3．1．2数据帧格式 (5)3．2轮胎模块的程序设计 (6)3．3监视器模块的程序设计 (6)结论 (8)前言前言随着汽车越来越多地进入家庭，汽车行驶的安全问题也成为人们越来越关注的话题。
汽车轮胎压力监测系统（TPMS）由此应运而生，它是继ABS、安全气囊后第3个重要的汽车安全电子产品，主要用于在汽车行驶过程中对轮胎气压、温度进行实时自动监测，并对出现的异常情况进行实时报警，是驾车者和乘车人员的生命安全保障预警系统。
目前TPMS的实现形式主要有两种：基于车轮转速的TPMS（Wheel-Speed Based TPMS），又叫“间接式TPMS”；基于压力传感器的TPMS （Pressure-SensorBased TPMS），又叫直接式TPMS”。
间接式TPMS是通过汽车ABS系统的轮速传感器比较车轮之间的转速差别，来确定轮胎压力的变化，这种方式现在用得不多。
直接式TPMS是在每个轮胎内使用压力传感器和温度传感器，然后把采集到的压力和温度信号通过有线或无线的方式传送到汽车驾驶室内的主控制器进行处理，目前大多数TPMS采用无线的方式进行压力和温度数据的传送。
现在直接式TPMS用得比较广泛。
在这种方式中，轮胎内轮胎模块一旦装上，电池就不断地工作，因此轮胎模块低功耗和车轮高速转动时射频接收灵敏度以及噪声抑制就成为系统设计的关键问题。
毕业设计(论文)汽车轮胎压力监测报警系统
毕业设计（论文）汽车轮胎压力监测报警系统大学电子工程毕业设计论文学生姓名专业电子信息工程班级学号指导教师2 年月摘要随着汽车工业的发展和道路交通网络的扩大由此而引起的安全问题在人们的生活中也是曰益严重引发的交通事故也在不断增多其中由轮胎气压引起的事故比例非常之高使得人们对的轮胎气压的关注日益密切汽车轮胎压力监测技术是一种能切实有效的防止和减少由于轮胎引起的交通事故的方法本设计介绍轮胎压力监测系统TPMS的电路设计和相关技术问题TPMS系统由压力传感器模块和中央接收机组成压力传感器SP12微控制器和433 MHz收发一体射频IC nRF401 组成了压力传感器模块负责轮胎压力的采集和发射然后接收机接收压力信息并进行处理该系统可随时测定每个轮胎内部的实际温度压力值及时报警有效避免事故的发生关键词TPMS轮胎压力监测射频压力传感器微控制器ABSTRACTAlong with the development of the automobile industry and the extension of the road transportation network the resulting security problems in peoples lives is also became serious day by dayand the amount of traffic accidents has increasedThe accidents caused by tire pressure takes a large percent of total amount so that people have to concentrate on tire pressureTire pressure monitoring technique is a possible way to decrease the amount of traffic accidents caused by tire pressure Introduced emphatically realize tire pressure monitoring system TPMS circuit design and related technical problems TPMS system is consists of pressure sensor module and central receiver module Pressuresensor module which is used to collect tire pressure and send it out is consists of pressure sensor SP12 micro controller and 433 MHz send and receive an IC nRF401 of rf Receiver module receive pressure information and work on itThe module can catch each tires pressure and the real temperature inside the tires in any time and give out alarm in time it helps drivers avoid accidents effectivelyKeywords TPMS tire pressure monitoring RF pressure sensor MCU目录第1章绪论- 1 -11 课题研究的背景和意义 112 本课题研究的热点及发展现状 1com究和发展概况 2com究和发展的概况 2第2章系统设计 421 方案论证 4com胎压力监测报警系统的基本工作原理 4com案 4com方案比较 6com 722系统硬件电路设计 7com 单片机控制模块 7com路 10com线的结构 14com电路 15com LCD显示 17com耗 23第3章汽车轮胎压力监测系统的软件设计 243 1 采样端的软件设计 24com意的问题 24com工作流程介绍 25com的软件流程设计 26com步串行通讯 2732接收端软件设计 29com的通信流程介绍 30com的软件流程设计 3133 PROTEUS 仿真 33第四章结论 35第5章社会效益和经济效益 37 致谢 39参考文献 40附录1 系统硬件原理图 43附录2 部分程序清单 45第1章绪论11 课题研究的背景和意义随着汽车工业的不断发展交通越来越便利而随之引发的交通事故也在不断增多其中由于轮胎的气压引起的比例非常高这就使得人们需要对行驶中的轮胎气压进行关注轮胎气压影响着汽车的使用性能和轮胎的寿命当前轮胎爆胎疲劳驾驶超速行驶已经成为高速公路事故的三大杀手其中轮胎爆胎由于其不可预测性和无法控制而成为首要因素有人曾经用一句话来概括轮胎的重要性当一个人坐到汽车里面以后这个人实际上就交给了汽车一旦汽车行驶起来这个人实际上就全部交给了汽车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汽车轮胎气压正常与稳定和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键而汽车轮胎压力监视系统 Tire Pressure Monitoring System简称TPMS 毫无疑问将是理想的工具在客车和轻型卡车上必须安装轮胎气压监测系统 TPMS 以便在轮胎气压低于规定值时发出警报于是汽车轮胎气压监测技术应运而生在未来汽车上加装轮胎压力监测系统TPMS也必将和ABS安全气囊一样是必然的发展趋势轮胎压力监测系统全天候对轮胎里的压力进行监测对轮胎的漏气和低压高压进行报警使车辆始终处于安全运行状态12 本课题研究的热点及发展现状伴随着城市交通技术的不断发展人们在享受高速公路高效便捷方式的同时随之引发的交通事故率也在提高其中由于轮胎的气压引起的比例高达80％这种现象使得人们要对行驶中的轮胎气压进行监测一些发达国家陆续推出了相关法案美国的TREAD法规要求新车装配中必须装配能够对行驶中的轮胎气压实时监测的安全电子装置因此在未来汽车上加装轮胎压力监测系统TPMS也必将和ABS 安全气囊一样是必然的发展趋势轮胎压力监测系统全天候对轮胎里的压力进行监测对轮胎的漏气和低压高压进行报警使车辆始终处于安全运行状态com究和发展概况早在2001年美国就通过了TRAD法案法案要求到2007年所有在美国销售的新车都必须将TPMS作为标准配置美国国家公路交通安全管理局 NHTSA 2002年颁布的法规要求监控器在轮胎气压低于生产商推荐值的25％～30％时向司机报警建议从2004年开始薪车应安装轮胎气压监控系统 TPMS 继美国之后欧洲也制定相应的法规要求其国内的汽车厂商安装TPMS在2004年美国印地安纳波利斯博览会上．加拿大斯马轮胎设备公司推出了世界上第二套摩托车轮胎专用TPMS第一套是由英国Metasystem公司2002年推出的该产品能够在摩托车行驶中监测和显示每条轮胎的充气内压和温度信息如果出现偏差就会通过报警灯提醒骑乘者注意日本阿尔卑斯电气公司开发的不需电池的汽车轮胎气压监测系统最近通过有关试验验证符合欧洲及美国的电磁波相关法律规定今后将以行驶条件及轮胎种类等因素的影响为中心进行评测计划在欧美日本等地进行实地试验2004年8月开始提供样品2006年投入批量生产国外的TPMS产品已经相当成熟能够经受57万公里的使用测试现在国外的TPMS的研发重点在于开发无源的TPMS如采用SAW这类无源器件的频率变化来监测轮胎压力的变化com究和发展的概况在2003年11月24日颁布的中华人民共和国国家标准《机动车运行安全技术条件征求意见稿》中对安装轮胎压力检测装置作出了说明车长大于6米的长途客车和旅游客车最大设计总质量大于1．2吨的载货汽车和载货牵引车应安装轮胎压力报警装置有关部分机动车应安装轮胎压力报警装置的要求自本标准发布之日起第25个月开始对新注册车实施由于目前国家没有强制性规定必须安装TPMS装置而载货汽车的所有权大多属于货运公司载货汽车轮胎数量多安装TPMS 装置费用高昂一般货运公司不愿意承担如此高的费用而家用轿车轮胎使用环境远比载货汽车好且城市路面质量高轮胎可能造成的威胁比较小私家车主通常不够重视因此无论前装市场还是后装市场TPMS都处于尴尬的地位但是着眼未来国家迟早会颁布强制性TPMS安装规定尤其大型载货汽车安装TPMS是非常必要的因此市场前景广阔目前大部分厂家都处在研究开发阶段出货量不高全国开展TPMS研究的厂家接近200家专业的TPMS厂家大约为30家TPMS的研究在中国刚刚起步目前各厂家的重点并非是如何开拓市场而是如何提高产品性能和质量目前国内的TPMS系统问题不少车内需配备专用的主机显示屏需要在车内固定和接线安装繁琐影响美观整车厂难以配装不能设定标准胎压无法保障轮胎合理使用不具备抗干扰的清晰语音提示报警功能会造成驾驶员视线转移因射频效率编码纠错性能差在恶劣环境下漏报严重直接式TPMS产品无线信号传输的稳定性可靠性不足电池寿命问题传感器寿命和耐久性问题此外TPMS零组件主要靠进口缺乏自主知识产权的产品第2章系统设计21 方案论证com胎压力监测报警系统的基本工作原理本系统通过全天候对轮胎里的压力进行监测对轮胎的漏气和低压高压进行报警使车辆尽可能始终处于安全运行状态图21 系统原理方框图⑴在数据采集及发射这部分系统中数据采集模块首先将汽车轮胎内压力温度等情况通过传感器采集给MCU经MCU编码后由射频发射给驾驶室内的接收系统⑵在数据接收及处理这部分系统中数据接收模块将数据进行解调以便将模拟信号转换成数字信号然后交由MCU进行解码处理后将信息传送到显示报警模块在显示报警模块中系统将经过处理的数据显示在显示电路中并对危险情况进行报警com案方案1本方案如图22所示该方案采用MC33594作为RF接收芯片采用MC68HC908RF2作为轮胎结点主控芯片和发射芯片方案采用的传感器为MPXY8020属于硅集成式压力传感器由于生产工艺的限制硅集成电容式压力传感器往往测量精度比较低MC68HC908RF2发送部分的基本参数可工作在315434868MHz发射功率5dBm116-135mAT 85℃315MHz434MHzMC33594图22 方案一原理方框图方案2本方案采用的轮胎压力传感器选用MicrochiP公司的PICl6F628A低功耗8位MCU压力传感器选用英飞凌的SPl2射频IC选用N0rdic公司的nRF40l 图23方案二原理方框图com方案比较⑴精确度方案一中MPXY8020是硅集成电容式压力传感器测量精度比较低而方案二中英飞凌的SPl2是一种硅压阻式压力传感器测量精确度较高内部同时具有一个温度传感器一个加速度传感器和一个电量检测器此外英飞凌TPMS 传感器最大的一个优势是有SPI接口设计上将更有弹性⑵功耗MPXY8020为了实现低功耗运动开关或是内部加速度传感器必不可少所以方案一的传感器需要外扩运动开关而方案二中SPl2内建惯性传感器可侦测车轮运转多数时间汽车处于静止状态通过惯性传感器的辅助可大幅度节省电量相对于方案一中的两种芯片PICl6F628A具有更卓越的低功耗工作能力能提供ICSP编程方式能够完全满足设计要求⑶抗干扰性因为在方案一中轮胎模块的发射器与微处理器是集成在一个芯片上的所以抗干扰能力比较强在轮胎这种恶劣的工作环境中稳定性较强方案二的传感器虽然精度较高但是轮胎模块的集成度不够高抗干扰能力相对较弱com通过上述方案的比较最终确定选择方案二方案二具有更高的测量精确度低功耗性能和较高灵活度虽然集成度的提高可以缩短产品的研发周期但却会增加研究的被动性将MCU脱离出来一则增加的了选择的灵活度二则更有利于了解系统的局部构架分离器件的系统一旦设计出来再要设计集成器件系统就不存在障碍了虽然方案二的干扰性相对方案一较弱但总体来说设计方案二要优于方案一因此最终方案选择方案二22系统硬件电路设计com 单片机控制模块PIC16F628A单片机是18引脚的8位CMOS闪存单片机具有多用途低成本高性能和全静态的特点所有PICmicro单片机均采用先进的RISC架构PIC16F628A 具有增强的内核功能8级深度的堆栈以及多种内部和外部中断源哈佛架构独立的指令总线和数据总线允许同时取14位宽指令字与独令需要两个周期以外的所有指令都能在单个周期内执行总共有35条指令精简指令集可用PIC16F628A单片机与同类的其他8位单片机相比通常能实现21的代码压缩率和4倍的速度提升其引脚如图24所示图24 PIC16F628A的引脚图PIC16F628A器件集成了很多功能部件从而减少了外部元件的使用因此降低了系统成本提高了系统可靠性并降低了功耗PIC16F628A有8种振荡器配置单引脚的RC振荡器提供了低成本的解决方案LP振荡器可将功耗降至最低XT是标准晶振而INTOSC是独立的高精度双速内部振荡器HS模式是高速晶振EC模式则是采用外部时钟源休眠断电模式可以节能用户可以通过几种外部中断内部中断以及复位将芯片从休眠状态唤醒高可靠性的看门狗自带了片上RC振荡器能够避免程序锁死PIC单片机的特点如下1高性能 RISC CPU1 工作速度可从DC到20MHz2 中断能力3 8级深度硬件堆栈4 直接间接和相对寻址模式5 35条单字指令6 除了转移指令以外所有指令均为单周期指令2单片机的特殊功能1 内部和外部振荡器选择- 高精度的内部4MHz振荡器出厂时精度校准为±1 - 低功耗内部48kHz振荡器- 可使用晶振和谐振器作为外部振荡器2 节能的休眠模式3 PORTB上有可编程的弱上拉功能4 主复位输入引脚复用5 看门狗定时器带有独立的振荡器能保证可靠的运行6 低电压编程7 在线串行编程8 可编程代码保护9 欠压复位10 上电复位11 上电延时定时器和振荡器起振定时器12 宽工作电压范围com13 工业级和扩展级温度范围14 高耐用性闪存EEPROM单元- 闪存可经受10万次写操作- EEPROM可经受100万次写操作- 数据保持期为40年3低功耗功能1 待机电流- 当电压为20V时典型值为100nA2 工作电流- 当频率为32kHz电压为20V时典型值为12μA - 当频率为1MHz电压为20V时典型值为120μA 3 看门狗定时器电流- 当电压为20V时典型值为1μA4 Timer1振荡器电流- 当频率为32kHz电压为20V时典型值为12μA 5 双速内部振荡器- 有4MHz和48kHz两种频率可供选择- 从休眠状态唤醒4μs30V典型值4外设功能1 16个具有独立方向控制的IO引脚2 较高灌拉电流用于直接驱动LED3 模拟比较器模块带有- 两个模拟比较器- 可编程的片上参考电压 VREF模块- 可选择的内部或外部参考电压- 可外部访问比较器输出4 Timer0带8位可编程预分频器的8位定时器计数器5 Timer1带有外部晶振时钟源功能的16位定时器计数器6 Timer2带8位周期寄存器预分频器和后分频器的8位定时器计数器7 捕捉比较PWM模块8 可寻址的通用同步异步收发器USARTSCIcom路在图25所示的射频信号电路中采用Nordic公司的nRF401器件该器件是433MHz ISM频段的单片UHF无线收发IC它采用FSK的调制解调技术其最高工作速率可达20kb发射功率可调最大达10dBm基本技术指标如下中心载频点为4339243433MHz最大发射功率为10dBm工作电压为27525V接收时消耗电流为250μA发射时最大为28mA待机电流为8μA图25发射接收模块电路NRF401的ANT1和ANT2是天线的输入输出复用脚在输入模式时射频信号通过将该脚连接到低噪音放大器后解调同样在输出模式时调制的信号在功率放大后通过该脚输出4脚为nRF401的PLL锁相环滤波器输入该脚正常工作时的电压是11V±02V5脚和6脚为压电晶振控制的外围电路此两脚间接一个Q 45在433MHz值的22 μH电感7脚和8脚分别为数据输入脚和输出脚配合18脚PWR_UP 和19脚TXEN上的电位时序完成信息的发送和接收11脚外接射频功率控制电阻如图2中的R3该值在22～100kΩ之间一般在30kΩ左右达到7dBm重要的时序参数NRF401在不同工作模式下的时序如表21所示表21 nrf401的工作时序表模式控制名称最大延时条件TX→RX t 3 ms 连续工作RX→TX t 1 ms Stdby→TX t 2 ms Stdby→RX t 3 ms VDD 0→TX t 4 ms 上电VDD 0→RX t 5 ms TX RX 的切换当从 RXTX 模式时数据输入脚DIN必须保持为高至少1ms才能发送数据时序如图a所示当从 TXRX 模式时数据输出脚DOUT要至少3ms以后有数据输出如图所示TX RX 的切换Standby RX 的切换从待机模式到接收模式当PWR_UP输入设成1时经过时间后DOUT脚输出数据才有效请看表对nRF401来说最长的时间是3ms如图所示Standby TX 的切换从待机模式到模式请看表21图27Standby RX 和Standby TX 切换Power Up TX 的切换从加电到发射模式过程中为了避免开机时产生干扰和辐射在上电过程中TXEN的输入脚必须保持为低以便于频率合成器进入稳定工作状态当由上电进入发射模式时TXEN 必须保持1ms以后才可以往 DIN 发送数据见图a Power Up RX 的切换从上电到接收模式过程中芯片将不会接收数据DOUT也不会有有效数据输出直到电压稳定达到27V以上并且至少保持5ms如果采用外部振荡器这个时间可以缩短到3ms见图28 Power Up TX和Power Up RX的切换时序图com线的结构由于天线有不同类型应根据具体应用要求来选择本应用中天线位于汽车轮毂内紧靠气门嘴在高速行驶中天线不断变换方向为了尽可能扩大接收的角度选用螺旋天线螺旋天线的圈数N直径D和圈距S决定了天线的增益和方向性天线的总长为LN NLo Nsqrt S2C2 这里C πD是螺旋的园周Lo sqrt S2C2 是一圈导线的长度另一个重要参数是螺旋角α它是螺旋线切线和螺旋轴垂直平面的夹角螺旋角的定义为α tan-1 SC 螺旋天线有以下2种工作模式1 常态模式在常态工作模式天线辐射场在相对于螺旋轴的法线平面有极大值对于该模式NLo λ2 轴向端射模式这种工作模式只有一个主瓣它的最大辐射强度沿着螺旋轴副瓣与轴间有一个倾斜角度为激励这种模式其直径D和空间S必须是波长的一个大分数本设计采用单端天线时匹配网络的设计图的180nH电感要求自谐振频率大于433MHz根据具体应用不同在RF输入输出处可能需要 LC 匹配网络单端天线到nRF401的连接也可以采用一个81的RF线圈匹配阻抗图29 单端天线时匹配网络英飞凌公司的SP12传感器整合了硅显微机械加工的压力与加速度传感器温度传感器和一个电池电压监测器提供四合一传感功能并配有一个能完成测量信号补偿与调整及SPI串行通信接口CMOS大规模集成电路英飞凌的SP12传感器测量范围 1 压力范围100kPa到450kPa分辨率137kPalsb 2 加速度范围-12g到115g分辨率05glsb 3 温度范围-40到125分辨率1lsb 4 传感器供电电压com分辨率184mVlsb英飞凌的SP12传感器的优点1 检测精度方面硅压阻式压力传感器SP12是采用高精密半导体电阻应变片组成惠斯顿电桥作为力电变换测量电路的其测量精度能达001～003FS 2 测量可靠性方面SP12设有补偿功能可以对压力加速度温度供电电压信号进行检测和补偿准确提供不同型号轮胎在不同环境时的正确补偿值有效地保证了测量可靠性 3 低功耗方面英飞凌的SP12传感器首先是采用了唤醒瞬态工作模式当它工作在睡眠工作模式时其功耗仅06微安秒器件所有数字模拟部分全部工作时的电流消耗是6mA大大地降低系统功耗延长了电池的使用寿命图210传感器电路SP12传感器引脚NCS片选使能输入信号当NCS接收到低电平信号时SP12被选中工作否则SP12不工作SCLK串行时钟输入输出用于输出或者接收数据传输的串行时钟本例中用于接收来自单片机的串行时钟 SDI串行数据输入信号用于接收单片机的串行数据输入SDO串行数据输出信号用于向单片机串行输出SP12的测量数据对数据进行处理由于SP12测量的压力温度加速度以及电压并不能直接用来表示实际的压力温度加速度以及电压需要进行二次处理才能转化为实际检测值所以需要单片机对接收到的SP12响应数据进行处理后才能送到液晶显示器进行显示 1 压力数据处理实际压力温度字节数据×137 100kPa 2 温度数据处理温度字节中的内容T50反映了测量到的温度T单位是摄氏度其范围是10175对应于-40125的温度范围即实际温度温度字节数据–50由于温度测量存在非线性误差因此必须进行修正修正公式为－ 1－09200400022式中为修正后的温度为实际温度为非线性误差 3 加速度数据处理实际加速度加速度字节数据×05– 12g 4 电压数据处理实际电压电压字节数据×00184 173V1602LCD分为带背光和不带背光两种带背光的比不带背光的厚是否带背光在应用中并无差别如图所示图211 1602LCD11602LCD主要技术参数显示容量16×2个字符芯片工作电压4555V工作电流20mA 50V模块最佳工作电压50V字符尺寸295×435 W×H mm引脚功能说明1602LCD采用标准的14脚无背光或16脚带背光接口各引脚接口说明如表所示22 1602LCD引脚说明编号符号引脚说明编号符号引脚说明 1 VSS 电源地9 D2 数据 2 VDD 电源正极10 D3 数据 3 VL 液晶显示偏压 11 D4 数据 4 RS 数据命令选择12 D5 数据 5 RW 读写选择13 D6 数据 6 E 使能信号14 D7 数据7 D0 数据15 BLA 背光源正极8 D1 数据16 BLK 背光源负极引脚接口说明第1脚VSS为地电源第2脚VDD接5V正电源第3脚VL为液晶显示器对比度调整端接正电源时对比度最弱接地时对比度最高对比度过高时会产生鬼影使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度第4脚RS为寄存器选择高电平时选择数据寄存器低电平时选择指令寄存器第5脚RW为读写信号线高电平时进行读操作低电平时进行写操作当RS和RW共同为低电平时可以写入指令或者显示地址当RS为低电平RW为高电平时可以读忙信号当RS为高电平RW为低电平时可以写入数据第6脚E端为使能端当E端由高电平跳变成低电平时液晶模块执行命令第7～14脚D0～D7为8位双向数据线第15脚背光源正极第16脚背光源负极1602LCD的指令说明及时序1602液晶模块内部的控制器共有11条控制指令如表所示23 1062指令及时序表序号指令RS RW D7 D6 D5 D4 D3 D2 D1 D0 1 清显示 00 0 0 0 0 0 0 0 1 2 光标返回0 0 0 0 00 0 0 1 3 置输入模式0 0 0 0 0 0 0 1 IDS 4 显示开关控制0 0 0 0 0 0 1 D C B 5光标或字符移位0 0 0 0 0 1 SC RL 6 置功能0 0 0 0 1 DL N F 7 置字符发生存贮器地址 00 0 1 字符发生存贮器地址8 置数据存贮器地址0 0 1显示数据存贮器地址9 读忙标志或地址0 1 BF 计数器地址10 写数到CGRAM或DDRAM 1 0 要写的数据内容11 从CGRAM或DDRAM读数 1 1 读出的数据内容控制命令1602液晶模块的读写操作屏幕和光标的操作都是通过指令编程来实现的说明1为高电平0为低电平指令1清显示指令码01H光标复位到地址00H位置指令2光标复位光标返回到地址00H指令3光标和显示模式设置 ID光标移动方向高电平右移低电平左移 S屏幕上所有文字是否左移或者右移高电平表示有效低电平则无效指令4显示开关控制 D控制整体显示的开与关高电平表示开显示低电平表示关显示 C控制光标的开与关高电平表示有光标低电平表示无光标 B控制光标是否闪烁高电平闪烁低电平不闪烁指令5光标或显示移位 SC高电平时移动显示的文字低电平时移动光标指令6功能设置命令 DL高电平时为4位总线低电平时为8位总线 N低电平时为单行显示高电平时双行显示 F 低电平时显示5x7的点阵字符高电平时显示5x10的点阵字符指令7字符发生器RAM地址设置指令8DDRAM地址设置指令9读忙信号和光标地址 BF为忙标志位高电平表示忙此时模块不能接收命令或者数据如果为低电平表示不忙指令10写数据指令11读数据与HD44780相兼容的芯片时序表如下24 1602芯片时序表读状态输入RS LRW HE H 输出D0D7 状态字写指令输入RS LRW LD0D7 指令码E 高脉冲输出无读数据输入RS HRW HE H 输出D0D7 数据写数据输入RS HRW LD0D7 数据E 高脉冲输出无读写操作时序如图和所示图读操作时序图写操作时序1602LCD的RAM地址映射及标准字库表液晶显示模块是一个慢显示器件所以在执行每条指令之前一定要确认模块的忙标志为低电平表示不忙否则此指令失效要显示字符时要先输入显示字符地。
轿车子午线轮胎结构设计及温度场有限元分析毕设任务书
xxxx学院本科毕业设计任务书
院(系) 机械工程学院专业班级热能与动力工程(汽车工程)(汽车1202)
学生姓名 xxx
一、毕业设计题目轿车子午线轮胎结构设计及温度场有限元分析
二、毕业设计工作自 2015 年 11 月 9 日起至 2016 年 5 月 18 日止
三、毕业设计进行地点: 校内
四、毕业设计应完成内容及相关要求：
子午线轮胎接地面积大，附着性能好，胎面滑移小，对地面单位压力也小，因而滚动阻力小，使用寿命长。
子午线轮胎胎冠结构和胎体结构不同，胎体具有良好的减震、散热、操控等性能；胎冠的结构比较强壮，抗冲击能力、稳定性能等比较好。
目前轿车所用轮胎基本上为子午线轮胎。
本设计要求设计轿车子午线轮胎的具体结构，建立轿车子午线轮胎的三维模型；综合考虑轮胎胶料滞后热源和摩擦热源等的作用,对轿车子午线轮胎温度场进行有限元模拟分析，研究轿车子午线轮胎内部温度场的变化规律，找出子午线轮胎温升的影响因素，在此基础上，根据所表征的子午线轮胎温度场变化趋势，对子午线轮胎的结构设计提出合理的优化方案。
五、毕业设计应收集资料及参考文献：
1、查阅、收集轿车子午线轮胎的相关设计资料；
2、中文资料不少于15篇，外文资料不少于5篇；
3、相关文献和资料应多种类并存，如期刊文献、参考书、毕业设计论文以及各种网络资料等。
六、毕业设计的进度安排：
1、查阅、搜集资料，书写开题报告； 2周
2、设计轿车子午线轮胎，建立轿车子午线轮胎的三维模型； 5周
3、对轿车子午线轮胎进行有限元分析并提出优化方案； 6周
4、撰写设计说明书；准备并答辩 2周
指导教师签名专业负责人签名
学院领导签名批准日期2016-03-02。
基于单片机的汽车轮胎胎压监测系统的设计与实现-任务书
指导教师签字：
年 月 日
教研室主任签字：
年 月 日
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
设计内容：设计一个小型汽车轮胎胎压监测系统,该系统采用直接式胎压监测的方法，硬件主要包括以下四大模块:单片机主控模块、传感器模块、报警模块和显示模块。其中单片机主要完成外围硬件的控制以及一些运算功能;传感器完成信号的采样功能;报警模块主要负责声音报警和灯光报警;显示模块完成字符、数字的显示功能。系统软件主要由主程序、监测胎压、温度子程序、报警子程序、显示子程序等模块组成。系统接通电源后进行初始化，然后胎压监测程序启动，连续监测轮胎的压力及其温度，当轮胎压力或温度小于设定的报警值时，在LED显示器上显示。当数值大于报警值，报警灯闪烁、喇叭鸣响，同时显示器显示当前的压力及其温度，提醒司机进行相应处理。
2011.3.1——2011.3.11查阅文献、撰写开题报告
2011.3.12——2011.3.27系统总体设计
2011.3.28—2011.4.13系统硬件设计
2011.4.14——2011.5.1系统软件设计
2011.5.2——2011.5.10系统测试
2011.5.11——2011.5.31撰写系统设计说明书
研究方法：系统设计方法采用先搭建系统硬件电路，然后进行系统软件设计。硬件电路需要进行传感器的选取及其设定、单片机的选取、显示电路及其报警电路的设计。软件设计主要包括胎压监测模块、显示模块、报警模块及其主模块的设计。
三、设计（论文）完成后应提交的成果
形成可演示的轮胎胎压监测系统及其系统设计说明书。
四、设计（论文）进度安排
毕业设计（论文）任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程学院
专业、班级
轮胎压力监测系统设计
摘要轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System，TPMS)是车辆安全行驶的重要保障之一，在汽车电子技术高速发展和对汽车安全性能要求更高的前提下，对TPMS 系统的研究和设计具有广泛的应用前景，并能带来良好的经济效益和社会效益。
论文深入分析了TPMS技术的研究现状和发展趋势，并对比了间接式TPMS和直接有源式TPMS的优缺点。
选择直接有源式TPMS作为本文的研究目标，利用嵌入轮胎中的传感器检测轮胎的压力、温度以及供电电池的电压等参数，并通过无线射频方式发射到安装在驾驶室的监视器上。
监视器实时显示各轮胎参数，在出现异常时及时发出相关告警信息。
论文针对直接有源式TPMS技术实现的主要难点问题，包括系统预警的准确性和可靠性、检测传感器模块的低功耗性能等，开展了以下工作：1)对RF发射部分进行详细设计，包括发射天线的匹配网络、无线通信协议以及RF 发射管理机制等；2)提出改进的基于多传感器融合技术的预警算法，有效提高系统预警的正确性，避免告警信号的漏报和误报；3）分析TPMS应用的电磁环境，在电磁兼容性设计层面上，阐述了系统的软硬件设计方案；4)在选择极低功耗检测传感器等器件的基础上，选择更适合应用环境的锂亚供电电池，并采取良好的电源管理机制；5)充分考虑TPMS与其他车载设备之间的信息共享问题，进行基于CAN总线的联机通信设计。
测试表明，所设计的直接有源式TPMS系统有效地提高了检测精度和预警的准确率，较好地达到了预期设计目的。
关键词：TPMS，无线通信，电磁兼容，预警算法，CAN目录摘要 (I)目录 (II)第1章绪论 (1)1.1 导言 (1)1.2 TPMS研究现状 (1)第2章 TPMS原理及方案设计 (3)2.1 TPMS工作原理 (3)2.2 系统整体方案设计 (3)2.2.1 系统设计要求········································32.2.2 系统方案论证与设计 (5)2.3 本章小结 (7)第3章轮胎参数检测与发射模块的硬件设计 (8)3.1 轮胎参数检测模块设计 (8)3.2 系统低功耗设计 (9)3.3 无线发射单元设计 (10)3.3.1 天线匹配网络及设计 (11)3.3.2 无线通信协议设计 (16)3.4 TPMS检测发射模块的安装 (19)3.5 本章小结 (20)第4章中央接收与处理模块的硬件设计 (21)4.1 中央接收与处理模块总体设计 (21)4.2 核心微控制器及RF接收单元设计 (21)4.3 差错检测技术设计 (25)4.4 人机接口硬件设计 (26)4.5 联机通信单元设计 (28)4.5.1 与ECU通信设计 (28)4.5.2 车轮行驶状态信息共享设计 (29)4.5.3 USB通信接口设计 (30)4.6 看门狗与存储电路设计 (31)4.7 TPMS轮胎定位技术 (32)4.8 本章小结 (33)第5章系统软件设计···········································345.1 轮胎参数检测与发送程序设计 (34)5.2 中央接收与处理模块程序设计 (36)5.3 联机通信单元程序设计 (38)5.3.1 CAN通信程序设计 (38)5.3.2 车轮状态检测程序设计 (40)5.3.3 USB通信程序设计 (41)5.4 HMI程序设计 (42)5.5 本章小结 (43)参考文献 (44)第1章绪论1.1 导言未来数年内，安全性一直是推动轮胎压力监控系统(TPMS)发展的主要动力，因为许多交通事故的发生都与轮胎的缺陷有关，因此，TPMS有望成为发展最快的汽车电子应用。
汽车轮胎压力监测系统设计
汽车轮胎压力监测系统设计随着汽车的不断普及和应用，驾驶安全问题日益引起人们的重视。
而汽车轮胎在行驶中承受着巨大的重量和压力，在一定程度上影响到行驶的稳定性和安全性。
因此，对汽车轮胎的压力监测成为了车辆驾驶安全管理中的一个重要环节。
本文将针对“汽车轮胎压力监测系统设计”进行阐述和探讨。
1. 汽车轮胎压力监测系统设计的意义汽车轮胎压力监测系统可以帮助驾驶员随时掌握车辆轮胎的压力状态，及时发现压力异常情况，从而保证行驶的安全和稳定。
一方面，轮胎压力过高或过低都会影响汽车的性能，并增加了在特定条件下爆胎的风险。
因为过高的轮胎压力容易造成轮胎爆炸，而过低的轮胎压力容易导致磨损、摩擦过多，甚至滑动失控。
另一方面，轮胎压力过低，还会导致油耗过大、悬架损坏等不良影响。
在日常驾驶中，许多车主都存在一些不规范行为。
例如，有些车主认为轮胎过多的气可以增加汽车的速度，而有些车主认为轮胎的气过低可以使汽车在某些艰难的道路上行驶更加稳定，这都是一种非常危险的行为，需要通过轮胎压力监测系统来加以规范和限制。
2. 汽车轮胎压力监测系统的组成汽车轮胎压力监测系统包括传感器、数据处理器、显示器等多个部分。
传感器通过检测轮胎内部压力的变化，将检测结果上传到数据处理器进行计算。
数据处理器通过接收传感器上传的数据，进行数字转换、过滤等处理，最后将结果反映到显示器上。
车主可以通过显示器直观地了解车辆轮胎的压力状态，并做出相应地调整。
其中，传感器的选择对监测系统的精度和准确度影响非常大。
一般来说，目前市场上的传感器分为两种，分别是直接测量式和间接式测量式。
直接测量式传感器直接放在轮胎里面测量气压值，可以及时、精确地变换出压力值；而间接式测量式传感器通过观察轮胎周围的温度等外界因素来推断出轮胎内部的压力值，缺乏直接测量式那般精确。
在选择传感器的时候，要结合车辆的实际应用需求及自身特点，考虑到传感器的灵敏度、精度、稳定性、寿命等诸多因素。
3. 汽车轮胎压力监测系统的实现方式汽车轮胎压力监测系统的实现方式主要有两种，即直接式和间接式压力监测系统。
汽车轮胎压力监测系统设计毕业设计 精品
摘要随着社会经济和科学技术的发展,公路交通已经成为关系国民经济命脉和社会、经济发展的重大系统,但随之而来的交通事故给人的生命安全和经济发展造成了重大损失。
爆胎是引起交通事故的主要原因,保持标准的车胎气压行驶是防止爆胎的关键,胎压检测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring System)是由此应运而生的一项汽车安全防范系统。
胎压检测系统主要用于汽车行驶过程中对汽车胎压与温度的实时检测,当出现异常状态时进行报警,从而保障驾乘者的行车安全。
本课题主要研究的是一种用于机动车辆上的轮胎压力与温度监控系统。
文中提出了一种基于无线技术的轮胎压力与温度监控系统的方案，设计综合运用了检测技术、单片机技术及无线通信技术,其中发射模块能实时检测、处理轮胎的压力和温度参数,并运用无线方式将处理后的数据传输到接收模块;接收模块能校验数据并显示结果,用以告知驾驶员各个轮胎的情况。
本系统采用了有效的节能措施,不仅在硬件上选用了具有睡眠功能的芯片,而且在软件设计上通过将判断功能置于发射模块中,减小了系统的发射频率,从而降低了能耗,保证了不会因为更换能源问题而频繁的拆装轮胎,提高了系统的实用性,因而具有广阔的应用前景。
关键词:轮胎；无线通信技；抗干扰；节能AbstractAlong with the development of social economy and science and technology, highway traffic has become the lifeblood of national economy and the relationship between social and economic development of important system, but the resulting traffic accidents to the human life security and economic development has caused great losses. Flat Tire is a major cause of traffic accident, keep the standard Tire Pressure is the key to prevent blowout, Tire Pressure Monitoring System TPMS (Tire Pressure Monitoring System) is thus arises at the historic moment of safe guard System in a car. Tire pressure monitoring system is mainly used for the car of automobile tire pressure and temperature in the process of real-time detection, and alarm when abnormal state, thus ensuring the driving safety. The purpose of this research is to develop a kind of applied to motor vehicle tire pressure and temperature monitoring system.This paper presents a temperature of tire pressure monitoring system based on wireless technology. Integrated use of the hardware design of detection technology, micro-controller technology and wireless communication technology, the launch module can real-time tire pressure and temperature parameters detection, processing, and use wireless way to transmit data after processing to receiving module; Receiving module can check data and display the results to inform the driver of each tire.This system adopted the effective energy saving measures, not only on hardware chose chips with sleep function, but also on the software design of transmission module, by will judge function in reducing the transmission frequency of the system, reducing the energy consumption and ensure the won't change the energy problem and frequent disassembling tire, improve the practicability of the system, thus has broad application prospects.Key words:tire；wireless communication technology sensor；anti-jamming；save energy目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)1 绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 轮胎压力与温度监控系统现状 (2)1.3 轮胎压力与温度监控系统研究意义 (3)1.4.2 论文的结构安排 (4)2系统总体设计 (5)2.1 TPMS 系统分类及其工作原理 (5)2.1.1 间接式 TPMS (5)2.1.2 直接式 TPMS (5)2.1.3 间接式和直接式TPMS的比较与选择 (6)2.2 直接式 TPMS 总体设计 (6)2.2.1 系统组成 (6)2.2.2 系统设计要求 (7)2.2.3系统功能要求 (8)2.3 系统硬件的总体设计 (8)2.3.1 轮胎模块的总体设计 (9)2.3.2 主机模块的硬件总体设计 (9)2.4 系统软件的总体设计 (9)3 轮胎模块设计 (11)3.1 轮胎模块硬件设计 (11)3.1.1 芯片介绍 (12)3.1.2 MPXY8300 传感器工作模式 (13)3.1.3轮胎模块电路设计 (14)3.2轮胎模块软件设计 (16)3.2.1编程工具的选用 (17)宁夏理工学院毕业设计3.2.2通信协议 (17)3.2.3胎压模块软件设计 (18)3.3天线设计 (19)4 主机模块设计 (21)4.1主机模块硬件设计 (21)4.1.1 核心微控制器 STC12C5416AD (21)4.1.2 接收电路设计 (21)4.2显示及报警电路设计 (23)4.2.1 显示电路设计 (24)4.2.2 报警电路设计 (25)4.3主机模块的软件设计 (26)4.3.1主机模块主程序设计 (26)4.3.2参数设定模块 (27)4.3.3报警处理模块 (28)5 总结与展望 (29)5.1工作总结 (29)5.2展望 (29)参考文献 (31)致谢 (32)附录控制系统C程序代码 (33)宁夏理工学院毕业设计1 绪论环保、节能、安全是当今汽车发展的三大主题，作为影响人民生命财产全和国家经济命脉的重要因素的汽车安全性是汽车设计过程首要考虑的问题，汽车轮胎气压保持正常值是车辆舒适性和行驶安全的保证。
汽车轮胎压力监测系统设计
汽车轮胎压力监测系统设计汽车轮胎压力监测系统设计随着汽车行业的迅速发展和人们对行车安全的不断关注，汽车轮胎压力监测系统（TPMS）成为了一项重要的技术。
TPMS 可以实时监测车辆轮胎的气压，提醒驾驶员及时补充气体，减少事故发生的潜在风险。
本文将探讨汽车轮胎压力监测系统的设计原理、技术要求和应用前景。
汽车轮胎压力监测系统的设计原理是基于压力传感器的工作原理。
每个车轮使用一个传感器，直接安装在轮胎上。
传感器通过检测轮胎内气压的变化，实时将数据传输给车辆的中央处理器。
当轮胎的气压低于或高于设定的安全阈值时，中央处理器会发出警报信号，提醒驾驶员注意轮胎的气压问题。
对于汽车轮胎压力监测系统来说，稳定性和准确性是两个重要的技术要求。
首先，传感器必须能够良好地适应不同环境下的工作条件，如高温、寒冷和潮湿。
其次，传感器必须具备高精度和高灵敏度，能够准确地测量轮胎内气压的变化。
此外，系统的数据传输和处理速度也需要快速高效，确保驾驶员能够及时收到轮胎气压异常的提示。
汽车轮胎压力监测系统的应用前景广阔。
第一，它可以提高车辆的行驶安全性。
正常气压的轮胎可以提供更好的牵引力和操控性，减少在湿滑路面或急转弯时的打滑风险。
此外，适当的轮胎气压可以减少轮胎磨损，延长轮胎寿命。
第二，它可以降低能源消耗。
轮胎在过度或不足的气压下，都会导致燃油效率的降低。
通过及时调整轮胎气压，可以减少汽车的燃油消耗，达到节能环保的目的。
第三，它可以提高驾驶员的驾驶体验。
及时准确的气压数据可以帮助驾驶员更好地掌握车辆的动态信息，提高驾驶乐趣和驾驶舒适度。
当然，汽车轮胎压力监测系统也存在一些挑战和问题需要解决。
首先，系统的成本较高，包括传感器、数据传输和处理器等的成本都需要考虑。
其次，系统需要有精确的校准和校验机制，以确保监测到的气压数据的准确性和可靠性。
此外，传感器的寿命和可靠性也需要得到提高，以减少维修和更换成本。
综上所述，汽车轮胎压力监测系统是一项重要的汽车安全技术。
汽车轮胎气压实时监控及提醒系统的设计研究
汽车轮胎气压实时监控及提醒系统的设计研究
随着汽车使用的普及，车辆安全问题逐渐引起人们的重视。
轮胎气压不足或过高是导致车辆事故的主要原因之一。
设计一个汽车轮胎气压实时监控及提醒系统对于提高车辆安全性具有重要意义。
本文将介绍该系统的设计及研究。
该系统基于传感技术和无线通信技术，实现对汽车轮胎气压进行实时监控和提醒。
系统由传感器、控制器和显示器三个部分组成。
传感器负责监测轮胎气压。
采用了压电传感器作为检测元件，该传感器可以将轮胎气压转变成电信号输出。
传感器位于每个轮胎的胎压孔中，直接与轮胎内部的气压接触。
传感器通过无线通信方式将检测到的轮胎气压数据传输给控制器。
控制器是系统的核心部件。
控制器负责接收传感器传来的气压数据，并对数据进行分析处理，判断轮胎气压是否正常。
当气压低于或高于设定的安全范围时，控制器会发出警报信号。
控制器还会将检测到的轮胎气压数据通过无线通信技术发送给显示器。
显示器位于车辆驾驶室内，提醒驾驶员关注轮胎气压的变化。
显示器显示每个轮胎的气压数值以及警报信息，驾驶员可以根据显示器的提醒及时采取相应的措施。
在实际应用中，该系统可以通过蓝牙或者无线网络与驾驶员的手机相连，实现手机上的实时监控和提醒。
当轮胎气压低于或高于安全范围时，手机将收到提醒信息，驾驶员可以通过手机及时获取轮胎的气压状态。
本文设计的汽车轮胎气压实时监控及提醒系统能够确保轮胎气压在合理范围内，提高驾驶安全性。
该系统可以减少因轮胎气压问题引起的车辆事故，提醒驾驶员及时采取措施解决问题，同时也方便驾驶员实时了解轮胎的状态。
轮胎温度无线监控系统设计
１ 系统 总体 方 案设 计
采用 单片 机 Ａ Ｔ８ ９ Ｃ ５ １ 作为各 自的控 制 核心 。
系统 分 为 上 位 机 、 下位 机 两 部 分 ， 分 别 部 供 电时 ， 输 出 引 脚 在 空 闲时 始 终 是 高 电 Ｌ ＣＤ１ ２ ８ ６ ４ 能显示 ８ Ｘ ４ 行１ ６ Ｘ １ ６ 点阵 的 汉
！ ！ Ｑ：
Ｓｃｉ ｅｎ ｃｅ ａ ｎｄ Ｔｅｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏｇ ｙ ｌ ｎ ｎｏ ｖａｔ ｉ ｏ ｎ Ｈｅｒ ａｌ ｄ
工 业 技 术
轮 胎 温 度无 线 监 控 系统 设 计① ②
宫照辉 曹瀚林 张辛未 （ 沈阳航 空航天 大学自动化学 院 辽 宁沈 阳 １ １ ０ ０ ０ ０ ）
摘要 ： 介 绍了 基于单片 机 的轮胎温度 无线监控 系 统电 路 设计。 系 统￣ Ａ Ｔ ８ ９ Ｃ ５ １ 单片 机作为控制核心。 无线收发芯￣ Ｎ Ｒ Ｆ ２ ４ Ｌ ０ １ 将轮胎温度 实时传 输给中央控制器。 Ｌ Ｃ Ｄ１ ２ ８ ６ ４ 液 晶显示屏实时显示当前的轮胎温度 。 通过比较轮胎实测温度和预先设定的温度阚值 ， 由中央控制器决定是否采取 降温措施 ， 使轮胎温度保持在安全范围内。 该设计功能较 全面， 结构小， ｊ ， 具有良好的实用价值和现实意义。
到或 超 过 阑 值 １ 时， 控制 核心 自动 开 启风 冷 式 。 根 据 上位 机 的指 令 ， 发射端通过Ｓ Ｐ Ｉ 将
受到人们 的关注， 其 中轮 胎 温 度是 影 响 行 模式 ， 即风 扇 降 温 ； 温 度 超 过 阂 值２ 时， 自 动 温 度信息 送 入 ＮＲＦ ２ ４ Ｌ ０ １ 的Ｔ ｘ — Ｂ ｕ ｒ （ 发送 使 安 全 的 因素 之 一ｕ Ｉ ２ 。 轮 胎 温 度 过 高 会 影 开启 水 冷模 式 降温 ， 温度超过警戒值， 自 动 缓 冲区 ） ， 启动 发 射模 块 进行发 射 。
基于STM32的汽车轮胎胎压与温度监测系统设计
基于STM32的汽车轮胎胎压与温度监测糸统设计武宏涛，武丹，杨洋，侯大森,余大伟(西安石油大学电子工程学院，西安710065)摘要：由于轮胎压力和温度超出安全标准范围，导致轮胎性能大大降低，最终引发交通安全事故。
为预防和减少此类安全事故发生的几率，该文采用SP37集成传感器和STM32控制器设计了轮胎胎压与温度监测系统，对汽车行驶过程中的车胎状态进行实时监测。
SP37传感器集成了压力传感器、温度传感器，内部控制器兼容8051指令，同时具有RF射频发送功能，用于实现胎压数据的采集与发送，极大地简化了系统的电路设计。
该系统实时显示轮胎胎压、轮胎胎温数据，当采集到数据超出安全阈值时，系统发出提示音警示驾驶员预防爆胎等危险，确保汽车行驶途中的安全，避免危险的发生％通过实验测试，该设计具有稳定性好、测量精度高、系统功耗低等优点％关键词:STM32；胎压监测；SP37；无线收发中图分类号:TN91:TP27文献标识码：A文章编号：1000-0682(2020)04-0092-04Design of tirr pressure and temperatrrr monitoring system baseC on STM32WU HTgtao,WU Da,YANG Yang,HOU Dasen,YU Dawei(School of Electronic Engiroering,X0an Shi-yoo Universit;,X0an710065,China)Abstract:Becouso tha tire pressure and temperature exceed tha safety standard rangy,tUv tire per-formanco is greatly reduced,resulting in traffio accifents.In ordvr tv prevent and redud tha probability of such safety accidents, tha tire pressure and temperature monitoring system is designed by using tUv intagrated sensor SP37and tha controller STM32tv monitor tha tire state in real tima duing da—ng.SP37 sensor is inteyrated witU pressure sensor and temperature sensor,tha internal controllar is compatibly with 8051instruction,and has RF transmission function,which is used tv realizv tha collection and transmission of tire pressure data,greatly simplifying tha circuit design of tUv system.Tha system displays tire pres-sueeand ioeeiempeeaiueedaiaon eealiome.When iheoo l eoied daiaecoeedsihesaieiyiheeshold,ihesysiem issuas a warning sound tv warn tha davvr tv prevent tha ask of tire explosion,so as tv ensure tUv safety of tha cor on tha way tv avoid tha occuirenco of danger.Through tUv expewmental test,tha design has tUv ad-vaniage<oigood<iabolois,hogh mea<ueemeniaooueaosand lowpoweeoon<umpioon oiihe<s<iem.Keywords：STM32；tire pressure monitoang;SP37;wireless transceivar0引言目前，汽车已成为人们出行的主要交通工具,但其数量的急剧增加也提高了交通安全事故的发生几率。
轮胎压力与温度检测系统设计
轮胎压力与温度检测系统设计近年来，随着汽车行业的不断发展，车辆的安全性也越来越受到关注。
轮胎是汽车行驶的重要组成部分，它的压力和温度对行车安全有着至关重要的影响。
针对这一问题，不同的汽车制造商推出了各种类型的轮胎压力与温度检测系统。
本文就轮胎压力与温度检测系统的设计进行探讨。
一、轮胎压力与温度的重要性轮胎的压力是行车安全的重要保障之一，不仅会影响油耗、轮胎的耐久性和车辆的稳定性，还会影响对路面的附着力。
当轮胎的气压低于规定值时，会导致车辆行驶不稳、制动距离增大、轮胎磨损加速等问题。
同时，过高的气压也会导致轮胎的磨损加剧。
轮胎的温度也同样重要。
当轮胎长时间运转，特别是在高速公路等需要长时间高速行驶的路段，轮胎温度会逐渐升高。
如果温度过高，轮胎的橡胶会老化、硬化，从而导致开裂，这样会降低轮胎的寿命。
而轮胎温度过低时，会使橡胶变硬、降低柔性，从而降低轮胎与路面之间的附着力，影响车辆的行驶安全。
因此，轮胎压力与温度检测系统的设计对于车辆行驶安全至关重要。
二、轮胎压力与温度检测系统的设计1. 检测技术轮胎压力与温度检测系统的检测技术主要有两种：一种是通过传感器进行检测，另一种是通过胎压监测装置（TPMS，Tire pressure monitoring system）进行检测。
通过传感器实现的轮胎压力与温度检测系统，其传感器安装在每个轮胎上，实时监控各个轮胎的压力和温度，通过无线信号传输至车内显示屏，提醒驾驶员。
这种系统的优点是响应快、准确性高，并且可以监测到每个轮胎的状态。
然而，由于传感器需要安装在每个轮胎上，因此系统成本较高。
另外一种胎压监测装置（TPMS）则是利用车轮上的气门嘴探测胎压，将所测数据传到车载电脑系统内，由系统自动识别那个轮胎胎压不足。
这种系统优点是成本较低，缺点是无法监测轮胎的温度。
2. 系统设计轮胎压力与温度检测系统的设计要充分考虑安全性、稳定性和用户体验。
系统由传感器、控制器和车内显示屏组成。
汽车轮胎气压实时监控及提醒系统的设计研究
汽车轮胎气压实时监控及提醒系统的设计研究汽车轮胎气压是影响行车安全和汽车性能的重要因素之一。
气压不足或过高都会影响汽车的操控性能和燃油经济性，甚至会导致爆胎等严重事故。
实时监控汽车轮胎气压并提醒驾驶员保持正常气压对于提高行车安全和保护轮胎寿命非常重要。
本文将对汽车轮胎气压实时监控及提醒系统的设计进行研究探讨。
一、系统概述汽车轮胎气压实时监控及提醒系统是一种基于传感器和数据处理技术的智能化设备，通过安装在汽车轮胎上的传感器采集轮胎气压和温度信息，再通过数据处理装置对数据进行处理和分析，最后将结果显示在驾驶员仪表盘上或者通过手机APP实时提醒驾驶员。
二、系统设计（一）传感器设计汽车轮胎气压实时监控系统的关键组成部分是轮胎气压传感器。
传感器需要能够准确、稳定地监测气压和温度，并能够适应恶劣的环境条件。
传感器一般采用压力传感器和温度传感器组合而成，其中压力传感器采用压阻式或电容式传感器，能够准确测量出轮胎内的气压，温度传感器则能够监测轮胎温度，以便防止因为高温引起的气压过高情况。
（二）数据处理和传输传感器采集到的气压和温度信息需要经过数据处理和传输才能够呈现在驾驶员面前。
数据处理装置通常采用微处理器或者单片机，可以通过编程和算法实现对传感器数据的实时处理和分析，然后将结果传输到驾驶员仪表盘上或者通过无线传输到手机APP上。
传输方式一般采用蓝牙或者无线射频技术。
（三）显示和提醒传感器采集到的气压和温度信息经过数据处理后显示在驾驶员仪表盘上，一般会有一个独立的显示屏来显示各个轮胎的气压和温度情况。
系统可以设置气压和温度的上下限，一旦超出范围系统会立即发出声音、光线或者振动等报警信号提醒驾驶员。
一些系统还可以通过手机APP实时提醒驾驶员，以便驾驶员在车外的情况下也能及时了解到轮胎气压情况。
三、系统优势汽车轮胎气压实时监控及提醒系统相比传统的手动测量有着明显的优势。
实时监控可以让驾驶员随时了解车辆轮胎的气压情况，避免因为长时间行驶或者气温变化等原因导致的轮胎气压异常。
汽车胎压及温度检测系统TPMS设计
作者： 杨燕[1] 何小敏[1] 林励平[2]
作者机构： [1]广东工业大学自动化学院,广州510006 [2]广州城市职业学院信息与汽车工程学部,广州510405
出版物刊名： 科技资讯
页码： 84-85页
主题词： 汽车安全 轮胎 TPMS 整体设计方案 低功耗
摘要：汽车胎压监视系统（TPMS）主要用于在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测,是驾车者和乘车人员的生命安全保障预警系统。
未来几年中,轮胎压力监控TPMS作为主动性安全产品有望成为汽车电子系统中增长最快的领域之一。
本文将介绍目前技术较成熟的直接胎压监测系统TPMS的组成以及在TPMS硬件设计、组件选择、功耗管理、软件设计等环节要考虑的因素。
汽车胎压及温度检测系统TPMS设计
处于不安全时进行报警，提醒驾驶员采取 发送到接收显示器上。它安装方便简单。
及时的措施，避免爆胎和车辆在不安全状 同时它对真空胎和非真空胎均可适用。
态下行驶，以保障行车安全。
间 接 式 Ｔ Ｐ Ｍ Ｓ —— 它 通 过 汽 车 Ａ Ｂ Ｓ 的
与汽车现有安全措施相比，如 ＡＢＳ、安 轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，
科技资讯 ２００８ ＮＯ．３２
ＳＣＩＥＮＣＥ ＆ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ
率，系统显示模式，每个数据帧的长度，如 采用在正常情况下定时发送与异常情况下 实时发送结合的方式，减少了在正常情况 下数据信号发送的次数，降低了电池的功 耗，延长了其使用寿命，增加了在异常情况 下数据信号的次数，极大的发挥了系统的 监测功能。
第二代 ＴＰＭＳ 采用了各种方法以减少 能耗，如经常使系统处于休眠状态、增加 加速度传感器以动态更改发射周期，并增 加了轮胎自动定位功能等等。不过市场价 格定位较高。
第三代胎压监视系统与第二代基本相 同，主要区别是在能源设计上的不同。前 两代都需要依靠电池等设备提供能源，而 这一代产品则依靠内部机制为整个传感器 提供能源。其主要优点是节约电池以减少 环境污染等。
１ 引言
目前市场上的轮胎监测设备的技术主
１ ． １ 汽车安全产品 Ｔ Ｐ Ｍ Ｓ 的研究背景
要分两种：
在汽车的高速行驶中，轮胎故障是所
直 接 式 的 轮 胎 压 力 监 测 技 术 —— 它 是
有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突 用传感发射器直接监测轮胎压力，并把侦
发性交通事故发生的重要原因。据统计， 察到的压力信号通过无线传输的方式发送
目前中国胎压监测系统市场还处于产 品完善和市场起步阶段，整套系统价格还 高达几千元一套，产业化配套的市场还没 有大规模启动，在这样的市场需求背景下， 开发研究低成本、节能省电、灵敏度高、可 靠性好的 ＴＰＭＳ 无疑具有十分重要的现实 意义和经济意义。
汽车轮胎压力与温度监测预警系统的研究的开题报告
汽车轮胎压力与温度监测预警系统的研究的开题报告一、选题背景近年来，汽车行业的快速发展和普及让人们的生活更加便利和舒适，但同时也产生了一些安全问题，其中汽车轮胎安全是比较严重的问题之一。
由于长时间的高速行驶，汽车轮胎内部的气压和温度会因为摩擦和空气压缩不断增加，特别是在高温环境中，这种情况更为突出，可能导致轮胎的爆胎现象。
为此，汽车轮胎压力与温度监测预警系统的研究已经成为一个热门的研究课题。
二、研究意义随着汽车数量和行驶里程的增加，轮胎爆炸事故频繁地发生，其中压力和温度是导致轮胎燃爆的两个主要因素。
因此，为了提高汽车驾驶的安全性和减少轮胎事故的发生，汽车轮胎压力与温度监测预警系统应运而生。
研究这种系统对于实现轮胎压力和温度的及时监测、预警和调节具有重要意义，可以有效预防轮胎爆炸事故的发生，提高驾驶安全性，降低交通事故的发生率。
三、研究目的和内容本研究的目的是设计和实现一个汽车轮胎压力与温度监测预警系统，该系统通过传感器采集汽车轮胎的压力和温度信息，后端控制系统通过数据分析和处理，及时对轮胎的安全状态进行判断和预警，并向驾驶员发送报警信号，提高驾驶员对轮胎安全性的关注度。
本研究内容包括：1. 轮胎压力与温度监测传感器的选型和设计2. 数据采集及监测与预警算法的开发3. Web服务器的搭建和系统软件设计4. 系统的性能测试和安全性验证四、研究方案和预期成果本研究的研究方案主要包括以下几个步骤：1. 调研和收集有关汽车轮胎压力和温度监测预警的研究和现有产品2. 合理选型和设计轮胎压力与温度监测传感器3. 数据采集及监测与预警算法的设计和开发4. Web服务器的搭建和系统软件设计5. 系统的性能测试和安全性验证预期成果为：设计一个完整的汽车轮胎压力与温度监测预警系统，该系统具有数据采集、信息处理、预警提示等多项功能，可以实时跟踪轮胎状态，发现轮胎存在风险时及时预警，提高汽车行驶安全系数。
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（）题目
汽车轮胎压力与温度监控系统的设计
题目类型
技术开发
题目来源
科研
（）内容与技术要求
内容：汽车轮胎压力与温度监控系统主要包括传感器部分，无线发射部分，无线接收部分以及报警系统。本文主要是研究汽车轮胎压力与温度监控系统的相关实现问题。主要内容包括以下几点：
1、课题背景及意义。
2、系统设计要求。
1）芯片的选择。
2）轮胎模块的总体设计。
3）主机模块的总体设计。
3、轮胎模块的硬件与软件设计。
1）温度与压力的检测。
2）无线发射模块。
4、主机模块的硬件与软件设计。
1）数据接收模块。
2）数据显示模块。
3）报警模块。
（）进度
第一阶段：准备阶段
20XX年10月12日至10月31日：毕业任务书下达，在指导老师指导下完成开题报告
第二阶段：撰写阶段
20XX年11月初至12月初：0XX年12月初至20XX年1月底：撰写设计的初稿；
20XX年1月初至20XX年2月底：完成设计的二稿；
20XX年3月初至20XX年4月底：终稿完成打印。
第三阶段：答辩阶段
20XX年5月初至20XX年5月中旬：准备答辩资料，20XX年5月中旬参加答辩。
参考资料