胎压监测系统的设计
胎压监测系统的设计)
胎压监测系统的设计)胎压监测系统(TPMS)是一种车载安全系统,用于监测和报告车辆轮胎的实时胎压信息。
该系统通过传感器在车辆的每个轮胎上安装,并通过无线通信将胎压数据传输到车辆中央处理单元(ECU)或驾驶舱的仪表板上的显示屏上。
胎压监测系统的设计旨在提高驾驶员和乘员的安全性、减少车辆维修和保养成本,并提高燃油效率。
1.传感器选择:选用高质量、高精度的胎压传感器。
这些传感器应能在各种温度和地形条件下工作,并能精确测量每个轮胎的胎压。
2.传感器安装位置:传感器应安装在每个轮胎的气门上,并与轮胎的空气腔相连。
传感器的安装位置应在车辆结构和无线通信方面具有良好的稳定性和可行性。
3.数据传输:胎压传感器通过无线通信将数据传输到车辆的中央处理单元或仪表板上的显示屏。
这需要选择适当的无线通信技术并设计合适的通信协议。
传输的数据应具有较高的可靠性和实时性。
4.数据处理和分析:车辆中央处理单元或仪表板上的显示屏应具备处理和分析胎压数据的功能。
这将涉及到设计合适的算法和逻辑,用于判断胎压是否达到警戒线,并提供相应的警示。
5.用户界面:胎压监测系统应具备友好的用户界面,以便驾驶员或乘员能够方便地查看和理解胎压数据。
这可能包括数字显示、指示灯、声音警报等反馈机制。
6.警报和报警:系统应当能够根据实时胎压数据发出警报和报警。
这可以通过仪表板上的显示屏、声音警报、风格振动等方式实现,以提醒驾驶员注意胎压问题。
7.可靠性和安全性:胎压监测系统的设计应具备高可靠性和安全性。
这包括传感器的稳定性、数据传输的可靠性、系统的抗干扰能力以及反面攻击的安全性保障等。
8.故障检测和维护:系统应能检测传感器的故障情况,并提示用户进行维护和更换。
这可以通过系统的自检功能、传感器故障检测算法等手段实现。
9.系统集成和兼容性:胎压监测系统的设计应能与车辆的其他系统进行良好的集成,并具有良好的兼容性。
系统设计应考虑到不同车辆的需求和要求,以便可以广泛适用于不同类型的车辆和市场。
车辆胎压监测方案怎么写
车辆胎压监测方案怎么写随着汽车行业的发展和消费者对安全驾驶的重视,车辆胎压监测系统(TPMS)已经逐渐成为汽车行业的标配之一。
TPMS不仅有助于提高车辆安全性能,同时也可以减少车辆燃油消耗,延长轮胎使用寿命。
因此,车辆胎压监测方案的设计与实施显得尤为重要。
本文将介绍TPMS的基本原理和实施方案。
胎压监测系统的基本原理胎压监测系统是通过一组传感器来检测车辆的轮胎气压情况。
传感器会对轮胎的气压进行不断地测量和分析,然后将数据传输到中央处理器进行处理。
一旦轮胎的气压低于正常值,系统就会发出警告信号,提醒驾驶员进行检查调整。
胎压监测系统的传感器可以分为两种类型:间接式和直接式。
间接式胎压监测系统会利用车辆的轮速传感器和ABS系统来检测轮胎的气压情况。
而直接式胎压监测系统则是将压力传感器直接安装在轮毂上进行测量。
直接式胎压监测系统更精准、更灵敏,但其成本也相比间接式胎压监测系统更高。
一般而言,中高档车会采用直接式胎压监测系统,而低档车则会采用间接式胎压监测系统。
胎压监测方案的实施车辆胎压监测方案的实施需要从以下几个方面进行考虑:车型和胎压标准的选择不同的车型和轮胎规格需要有相应的胎压标准,车辆胎压监测方案的设计需要根据车型和轮胎规格的具体情况来确定合理的胎压监测标准。
传感器的选择和安装传感器的性能和精度会直接影响到胎压监测的准确性,因此需要选择合适的传感器,并且在安装时需要注意传感器的位置和安装角度。
通常情况下,传感器会安装在轮毂上,可以通过网络连接到车辆的监测系统。
在传感器的选择和安装方面,可以寻求专业的技术支持和建议。
警告机制的设置和实现车辆胎压监测系统需要有超出胎压安全范围的警告机制,以便及时告知驾驶员。
对于车辆胎压监测的警告机制,建议设置在达到临界胎压水平时发出声音或振动,并在车辆的显示屏上提示相应的警告信息。
此外,在车辆起动时或定期检查车辆时,也可以通过查询车辆胎压监测的历史记录来了解轮胎状况。
基于单片机的胎压监测系统的设计
基于单片机的胎压监测系统的设计1. 引言胎压监测系统是一种用于实时监测车辆胎压的装置,它可以提供准确的胎压数据,帮助驾驶员及时发现胎压异常情况,提高行车安全性。
本文将基于单片机设计一种胎压监测系统,通过对系统的硬件设计和软件编程进行深入研究,实现对车辆胎压的实时监测和报警功能。
2. 背景随着汽车行业的快速发展和人们对行车安全性的要求不断提高,胎压监测系统逐渐成为汽车安全装置中不可或缺的一部分。
传统的胎压监测系统主要通过传感器感知轮胎内部气体压力,并将数据传输到处理器进行处理。
然而,这种系统存在成本高、体积大、安装复杂等问题。
基于单片机设计的胎压监测系统具有体积小、成本低、可靠性高等优势,在汽车行业中得到了广泛应用。
3. 系统硬件设计3.1 传感器选择选择合适的传感器是确保系统准确性和可靠性的关键。
在本文中,我们选择了压电式传感器作为胎压传感器,它能够将胎压转换为电信号输出,并具有体积小、响应速度快、精度高等优点。
3.2 信号采集与处理胎压传感器输出的电信号需要经过采集和处理才能得到准确的胎压数据。
我们使用模拟转数模(ADC)将模拟信号转换为数字信号,并通过单片机进行处理和分析。
通过合理的数据处理算法,可以准确地计算出车辆各个轮胎的胎压。
3.3 通信模块为了实现实时监测和报警功能,我们在系统中添加了无线通信模块。
通过与车辆内部通讯系统进行连接,可以将实时监测到的胎压数据传输给驾驶员,并在出现异常情况时发出警报。
4. 系统软件设计4.1 系统架构设计基于单片机设计的胎压监测系统需要合理地组织软件结构,确保系统稳定运行并具备良好的扩展性。
我们采用分层结构设计,将硬件驱动层、数据处理层和应用层分离开来,便于各个功能模块的开发和维护。
4.2 数据处理算法胎压监测系统需要对传感器采集到的数据进行处理和分析,以得到准确的胎压数据。
我们采用了一种基于统计学的算法,通过对一段时间内的数据进行统计和分析,可以准确地判断出胎压是否异常,并及时发出警报。
胎压监测系统(TPMS)技术与设计考虑
胎压监测系统(TPMS)技术与设计考虑上网时间: 2006年09月22日打印版推荐给同仁发送查询TPMS对于提高汽车安全性有举足轻重的影响,轮胎是汽车和路面唯一直接接触的部分。
轮胎过于膨胀或处于充气不足状态都会影响汽车安全性。
有很多车祸都因轮胎出现状况而导致的。
美国高速公路安全协会(NHTSA)也因此立法强制实施TPMS。
TPMS的要求和设计挑战TPMS系统的要求有:低功耗、在恶劣环境下高度运行的可靠性、较小的压力传感器误差容限以及更长的工作寿命等。
为实现10年使用寿命这一目标,必须使用低功耗集成化部件。
电源管理因此成为首要的挑战。
在设计一个运行稳定、功效高的系统时,需要考虑的第一个因素就是软件。
因为车轮模块通常是用微控制器来执行命令的,所以应采用一种智能化算法实现预期的功效。
例如,每次都要将一个完整的8-bit参数传输到接收器吗?或者,传输一个1-bit参数低压报警信号是否更加有效?多长时间测量一次胎压?系统总是测量所有参数,还是对一个参数的测量次数比其它参数多?应由车轮模块执行参数计算还是接收器来执行?软件工程师在设计TPMS系统时必须考虑这些问题。
其次,使用低频功能是控制TPMS的非常有效的方法。
在使用低频接口时,感应模块可以始终处于电源关闭模式,这样功耗最低。
只有在收到唤醒信号后,传感器才会进行测量和数据传输。
除了降低功耗以外,低频接口还具备设计灵活性和其他一些优势。
例如,低频通讯可使系统通过低频接口向微控制器发送特定命令,以对轮胎进行重新校准和定位。
第三种降低功耗的方法是使用滚动开关来检测轮胎是静止的还是运行的。
因此,运算可通过如下方式进行——只有当车辆运行时,才进行相应的检测和/或传输。
一些TPMS传感器(比如SP30)集成了加速度计,该加速度计是一种检测车轮旋转的高G传感器。
因此,应用软件可以用这种方法编写——即当加速度计的读数低于某一水平时,表明车辆是静止的或者非常缓慢地行驶着,此时,TPMS可停止运行或以很低的频率运行。
车辆轮胎胎压监测系统设计及实现
车辆轮胎胎压监测系统设计及实现随着社会的进步,人们对于汽车安全性能的要求越来越高。
作为汽车的重要组成部分,轮胎的性能对于汽车的安全和稳定性至关重要。
而胎压不足或过高是容易导致轮胎老化、损坏等问题的主要原因之一,因此开发一套车辆轮胎胎压监测系统具有重要的现实意义。
本文将介绍车辆轮胎胎压监测系统的设计及实现。
首先,我们将介绍系统的基本原理和功能要求;接着,我们将详细分析系统的硬件和软件设计;最后,我们将进行实验验证,证明系统的可行性和有效性。
一、系统的基本原理和功能要求车辆轮胎胎压监测系统是一种电子监测系统,主要用于监测车辆轮胎的胎压情况,并及时向驾驶员发出警示。
其基本原理是利用传感器监测车轮的胎压,并将数据传输至中央处理器进行处理。
当胎压低于或高于正常范围时,系统会自动发出警报信号,提醒驾驶员需要检查胎压。
车辆轮胎胎压监测系统具有如下要求:1.精度高:系统需要具备高精度的传感器,能够准确地监测车轮的胎压。
2.实时性强:系统需要能够实时监测车轮的胎压,并及时发出警报信号。
3.操作简便:系统需要具备简单易用的操作界面,使驾驶员能够方便地使用系统。
二、系统的硬件设计车辆轮胎胎压监测系统的硬件主要由传感器、中央处理器、显示器等部分组成。
其中,传感器是系统的核心部分,用于监测车轮胎压。
传感器要求精度高、功耗低、体积小,以保证系统的高效性、可靠性和便携性。
中央处理器是系统的控制中心,用于处理传感器采集到的数据,判断车轮是否出现胎压异常,并触发警报信号。
中央处理器需要具备高性能、低功耗、稳定性高等特点。
显示器是系统的界面部分,用于显示车轮胎压情况和系统状态。
显示器要求清晰度高、稳定性好,能够适应不同驾驶环境下的使用。
在硬件设计上,我们首先选择精度高、功耗低、体积小的压力传感器作为系统的核心。
利用传感器采集到的数据,我们设计了一套基于STM32单片机的中央处理器。
该处理器具备高性能、低功耗、稳定性高等特点,能够实现实时监测、胎压异常判断和警报触发。
车辆胎压监测方案设计
车辆胎压监测方案设计简介随着汽车行业的不断发展,安全性逐渐成为车主们选车的重要指标之一。
其中,车辆胎压作为影响行车安全原因之一,备受关注。
为了降低意外事故的发生率,车辆胎压监测已经成为了一个重要的安全管理系统。
本文旨在设计一种车辆胎压监测方案,以提高车辆行驶安全性和可靠性。
胎压监测方案设计方案简述车辆胎压监测方案是通过安装在车轮上的传感器,实时监测车辆的胎压,并将数据传输给车主或者维修人员。
在车辆胎压异常的情况下,系统将会发出提示,以及警告信息提醒车主及时处理并排除隐患。
方案实现车辆胎压监测方案的实现主要包括以下几个方面:1.传感器的选择传感器是车辆胎压监测方案中最基本的组成部分。
传感器的类型有很多种,如电容式传感器、电阻式传感器以及压电式传感器等。
针对不同的应用场景和需求,可以选择不同类型的传感器。
但是需要注意的是,选购传感器时需要考虑到其灵敏度、精准度、抗干扰性等因素。
2.信号采集传感器采集到的信号需要经过信号调理以后才能传输给车主或者维修人员。
信号调理主要包括放大、滤波等处理,使得信号质量更加稳定、精准。
3.数据传输监测到的车辆胎压需要传输到车主或者维修人员手中,这需要设计相关的通讯协议以及信号传输方式。
目前,比较流行的传输方式主要有有线方式和无线方式两种。
4.数据解析接收到监测到的车辆胎压数据之后,需要对数据进行解析并进行处理。
比较常用的解析方法主要有协议解析和数据解码等,通过这些方法可以将数据进行转化以便进行存储和分析。
胎压监测方案的应用车辆胎压监测方案的应用不仅可以提高行驶安全性和可靠性,还可以对汽车维修、生产和售后进行管理和监视。
在汽车维修中,胎压监测方案可以作为一种检测手段。
通常,在进行汽车保养和维修时,都需要检查胎压情况。
通过胎压监测方案可以快速、精准的获取到车辆胎压信息,从而实现检查和维护效率的提高。
在汽车生产中,胎压监测方案可以作为一项必备的技术。
车辆胎压不合格将严重影响车辆的行驶安全和使用寿命。
轮胎压力与温度检测系统设计_毕业设计
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目录摘要 (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 (10)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 (14)4.3 系统工作原理 (15)4.4 主要器件的选择 (15)4.4.1处理器 (15)4.4.2激励源 (16)4.5 系统电路原理图设计 (16)4.6硬件系统中关键部分的设计 (17)4.6.1激励信号的实现 (17)4.6.2开关设计 (19)4.6.3回波信号频率采集 (19)4.6.4 数据融合处理 (20)4.6.5 天线与匹配网络 (20)4.6.6 LCD显示 (21)4.7 MSP430模数转换 (22)4.8 系统工作流程 (24)结束语 (28)致谢 (29)参考文献 (30)附录 (32)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。
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。
轮胎压力监测系统_TPMS_设计_谈宏华
轮胎压力监测系统_TPMS_设计_谈宏华轮胎压力监测系统(TPMS)是一种能够监测车辆轮胎压力并发出警告的装置。
它通过实时监测轮胎的压力,能够及时发现轮胎漏气、过低或过高的情况,以提醒驾驶员采取相应的预防或处理措施。
在这篇文章中,我将为大家介绍TPMS的设计以及谈宏华。
TPMS的设计主要包括传感器、控制单元和显示器。
传感器是安装在每个轮胎上的装置,用于测量轮胎内的气压,并将数据传输给控制单元。
传感器中通常包括压力传感器和温度传感器,以便能够准确地测量轮胎的压力和温度。
控制单元负责接收传感器的数据,并根据设定的阈值判断轮胎的状态,如是否漏气、压力是否过低或过高。
如果轮胎状态异常,控制单元会发出警告信号,同时将具体的轮胎位置信息显示在显示器上,以方便驾驶员进行处理。
谈宏华是TPMS设计领域的专家,他在该领域有着丰富的经验和深入的研究。
他在TPMS的设计过程中注重以下几个方面:1.精准度:轮胎的压力变化较小,而TPMS需要准确地测量压力变化。
谈宏华研究笔记完美的传感器技术,并且对传感器进行精确的校准,以确保TPMS能够准确地检测轮胎的压力变化。
2.稳定性:TPMS需要在恶劣的环境条件下工作,如高温、低温、震动等。
谈宏华研究了不同材料和结构的传感器,并选用了耐高温、耐低温和抗震动的材料,以确保TPMS在各种环境下的稳定性和可靠性。
3.能耗:TPMS需要长时间工作,因此谈宏华注重降低系统的能耗。
他采用了低功耗的传感器和控制单元,并优化了系统的工作模式,以延长电池的寿命。
4.用户友好性:TPMS的设计应具备良好的用户界面,方便驾驶员查看轮胎状态并进行相应的处理。
谈宏华设计了直观的显示器界面,并提供了简单易懂的操作指南,使驾驶员能够方便地使用TPMS系统。
总的来说,TPMS的设计需要考虑多个方面,如精准度、稳定性、能耗和用户友好性。
谈宏华在这些方面都进行了深入的研究和优化,使得他的TPMS设计在市场上拥有良好的口碑。
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。
汽车轮胎胎压监测系统设计与实现
汽车轮胎胎压监测系统设计与实现近年来,随着汽车行业的发展,汽车安全已成为人们不可忽视的重要问题。
其中,轮胎胎压监测系统(TPMS)是现代汽车安全系统的一个重要组成部分。
它通过监测车辆轮胎的空气压力,并在出现异常情况时发出警报,从而大大提高了驾驶员的行驶安全。
本文将简要介绍TPMS的原理和分类,并详细论述一种基于无线传感器网络的TPMS系统的设计和实现。
一、TPMS原理及分类TPMS的主要原理是通过监测轮胎内部的空气压力,并将数据通过相关传感器传递到车载电脑系统进行处理。
在轮胎发生异常时,系统会立即发出警报,并提示驾驶员进行相应处理。
根据传感器的不同方式,TPMS可分为两类:直接式和间接式。
直接式TPMS直接使用压力传感器监测轮胎内气压,具有精度高和可靠性强的特点。
而间接式TPMS则是通过车辆其他传感器(如ABS或ESP)来推测轮胎空气压力,其精度和可靠性相对较低。
二、基于无线传感器网络的TPMS系统设计本文将重点介绍一种基于无线传感器网络的TPMS系统。
该系统基于无线ZigBee技术,采用ZigBee传感器和无线信道传送数据。
为了更好的实现这个系统,我们需要考虑以下几个方面:(1)系统架构本系统由三部分组成:车载电脑系统、传感器网络模块和显示模块。
其中,传感器网络模块负责收集轮胎的气压信息,并将其转发给车载电脑系统。
一旦发现异常情况,车载电脑系统会发出相应警报,并在显示模块上显示异常轮胎的标号和胎压数据。
(2)无线传感器网络设计在传感器网络中,每个轮胎都配备了一个Zigbee无线传感器。
它们会将其测量的胎压数据以广播的方式传输到附近的其他传感器中,最终到达车载电脑系统。
为了保证数据的可靠性和稳定性,我们使用了冗余传输方式,即将数据分别发送到三个近距离的传感器上,然后再由它们转发到车载电脑系统。
(3)功耗控制本系统中的传感器和车载电脑系统都是基于电池供电的,因此功耗控制非常重要。
传感器设备在测量胎压时会产生大量功耗,因此需要在传输过程中采用一些压缩算法和降低传输功率的方法,在保证数据准确性的同时,降低功耗。
【完整版】汽车轮胎压力监测系统设计毕业论文设计
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, social and economic development of important system, but the resulting traffic accidents to the life security and economic development 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 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 , 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 prospects.Key words:tire;wireless communication technology sensor;anti-jamming;save energy目录摘要 (I)Abstract .................................................................. I I 目录..................................................................... I II 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............................... 错误!未定义书签。
车辆轮胎胎压监测系统设计与实现
车辆轮胎胎压监测系统设计与实现一、引言车辆行驶过程中,轮胎胎压的稳定性是保障行车安全的重要因素之一。
对于有经验的车主而言,可以通过听声、观察外观等方法来判断轮胎的胎压是否正常。
但对于一些不太熟悉车辆轮胎的人来说,这一操作非常困难。
更为严重的是,如果轮胎胎压不齐,就容易导致轮胎磨损不均、行车不稳,甚至是发生交通事故。
基于这种情况,提出一种车辆轮胎胎压监测系统,以提高车辆行驶的安全性。
二、相关技术车辆轮胎胎压监测技术目前主要分为两种,分别为直接测量与间接测量。
直接测量是通过将胎压传感器嵌入轮胎内部,通过无线通讯将传感器的信息传输至车载接收器,进而反馈给车主。
这种方法具有高精度、可靠性高的优点,但缺点在于成本较高,且维护困难。
间接测量是通过车载系统来监测轮胎内部的监测方法,一般是采用轮速传感器和ABS系统配合,利用单个轮胎的轮速变化来判断胎压是否正常。
这种方法成本低,操作简便,但精度有限。
三、技术实现针对间接测量方法的实现,此处介绍一种基于Arduino的轮胎胎压监测系统。
该系统使用了Arduino Uno开发板进行开发,通过与6个轮速传感器、1个OLED显示屏、1个无线模块的结合,实现了对四个轮胎胎压及车速的实时监测。
在系统的实现过程中,首先需要制作底盘。
底盘可以采用硬质纸板或塑料板,将各个硬件组件进行布局并固定在板子上。
接着,对于每个轮子,需要安装一个轮速传感器,使其与ABS系统进行同步,即可实现监测单个轮子的旋转速度变化。
通过对传感器的采样后,可以轻松计算出车辆的速度和各个轮子的运动状态。
同时,在传感器的基础上,通过利用嵌入式计算机进行计算,即可判断出车辆是否存在轮胎胎压异常的情况。
在将数据上传至显示器和监控中心之前,还需要充分考虑传输安全问题。
因此,采用了无线模块,通过蓝牙或者Wi-Fi等连接方式,将监测的数据上传至显示器或基站,完成数据传输与处理。
同时,结合车联网技术,该系统还可以实现远程监测和数据传输。
汽车轮胎气压监测系统的设计与实现
汽车轮胎气压监测系统的设计与实现随着汽车的普及和人们对行车安全的日益重视,汽车轮胎气压监测系统成为了一项重要的安全装置。
本文将探讨汽车轮胎气压监测系统的设计与实现,以保障行车安全和驾驶舒适性。
1. 系统设计目标汽车轮胎气压监测系统的设计目标是实时监测和报告每个轮胎的气压情况,及时提醒驾驶员进行轮胎气压调整,从而避免因气压不足或过高引起的潜在危险。
2. 系统组成汽车轮胎气压监测系统主要包括传感器、接收器和显示器三个主要部分。
2.1 传感器传感器是汽车轮胎气压监测系统的核心组成部分。
每个轮胎上都有一个传感器,用于实时测量轮胎内部的气压。
传感器需要具备高精度的气压检测能力,并能够将检测结果传输给接收器。
2.2 接收器接收器是汽车内部的一个装置,负责接收传感器发送的轮胎气压数据,并进行处理和判断。
接收器需要具备高效的数据处理能力,并能够根据设定的阈值进行比较和判断,以确定轮胎的气压是否在正常范围内。
2.3 显示器显示器通常位于汽车驾驶室的仪表板上,用于显示轮胎的气压情况。
正常情况下,显示器会以直观的图形方式显示每个轮胎的气压值,同时也会发出声音或者提醒驾驶员注意。
显示器需要具备清晰明确的显示效果,并能够在驾驶过程中不影响驾驶员的注意力集中。
3. 系统工作原理汽车轮胎气压监测系统的工作原理如下:3.1 传感器实时采集气压数据传感器实时监测轮胎内部的气压,将气压数据转化为电信号,并通过射频信号传输给接收器。
3.2 接收器处理数据并进行判断接收器接收到传感器发送的气压数据后,会进行数据处理并与设定的阈值进行比较。
如果轮胎气压低于或高于设定的阈值,则会触发报警机制。
3.3 显示器显示轮胎气压情况显示器将接收器处理后的数据以直观的方式展示给驾驶员,比如以图标或者数字的形式显示轮胎的实时气压情况。
同时,显示器还可能通过声音提醒驾驶员及时进行轮胎气压调整。
4. 系统实现注意事项在汽车轮胎气压监测系统的设计和实现过程中,需要注意以下几点:4.1 传感器的选择选择合适的传感器对于系统的准确性和可靠性至关重要。
车辆轮胎气压监测系统设计与实现
车辆轮胎气压监测系统设计与实现一、引言车辆轮胎气压监测系统的出现使得汽车的驾驶更加安全和经济。
未经监测的轮胎气压可能导致车辆性能下降、燃油消耗增加、甚至引发危险。
对于高速公路和长途运输来说,车辆轮胎气压监测系统显得尤为重要。
本文将介绍车辆轮胎气压监测系统的设计和实现。
二、系统设计1. 系统框架车辆轮胎气压监测系统主要由传感器、数据处理器、通信模块、显示器组成。
传感器用于检测实时轮胎气压情况并将数据传输给数据处理器,数据处理器将气压数据进行处理并通过通信模块传输给显示器,最后显示器将数据反馈给驾驶员。
2. 传感器传感器是车辆轮胎气压监测系统中最核心的组成部分。
传感器分为内置式和外置式,内置式传感器直接固定在轮胎内部,外置式传感器则安装在轮胎外固定在轮毂上。
传感器除了用于检测轮胎气压,还可以检测轮胎温度、车速等参数。
3. 数据处理器数据处理器主要负责气压数据的计算、处理和存储。
对于多模式的车辆轮胎气压监测系统,处理器还需要对传感器测量出来的数据进行自适应的匹配处理。
4. 通信模块通信模块是将处理器计算出来的数据传输给车内显示器的关键组件。
通信模块可以分为有线和无线两种,有线通信模块通过CAN总线或其他总线实现数据传输,而无线通信模块则可以通过Bluetooth 或 Wi-Fi实现数据传输。
5. 显示器最后一个重要组成部分是显示器。
显示器可以分为运动式和静态式,运动式显示器应用于长途运输的卡车和客车上,它能够显示当前车辆轮胎的气压和温度数据,并能随时反馈到驾驶员。
静态式显示器引入了更多的虚拟系统的概念,帮助司机更加快速和准确地判断车辆状态。
三、实现过程1. 系统设计轮胎气压监测系统的设计首先需要确定监测点的位置,一般情况下,车辆轮胎气压监测系统一般安装在车辆轮毂上。
其次需要确定传感器的类型,根据其内部结构和测量原理的不同,传感器的性质是各不相同的,需要根据实际应用场景选择合适的传感器。
2. 车辆实测进行车辆实测可以更加科学地分析轮胎气压及温度等参数的变化,进而优化设计方案。
汽车胎压监视系统的设计方案
汽車胎壓監視系統的設計方案上網時間: 2005年03月20日打印版推薦給同仁發送查詢汽車胎壓監視系統(TPMS)主要用於在汽車行駛時即時地對輪胎氣壓進行自動監測,對輪胎漏氣和低氣壓進行警報,以保障行車安全,是駕車者和乘車人員的生命安全保障預警系統。
本文詳細介紹了TPMS系統的組成以及元件選擇、節能和安裝等設計考慮因素。
在汽車的高速行駛過程中,輪胎故障是所有駕駛者最為擔心和最難預防的,也是突發性交通事故產生的重要原因。
據統計,在高速公路上產生的交通事故有70%-80%是由於爆胎引起的,怎樣防止爆胎已成為安全駕駛的一個重要課題。
據有關專家的分析,保持標準的車胎氣壓行駛和及時發現車胎漏氣是防止爆胎的關鍵,而TPMS毫無疑問將是理想的工具。
目前,TPMS主要分為兩種類型:一種是基於車輪速度的TPMS(WSB TPMS,間接式TPMS),這種系統是透過汽車ABS系統的輪速感測器來比較輪胎之間的轉速差別,以達到監視胎壓的目的,該類系統的主要缺點是無法對兩個以上輪胎同時缺氣的狀況和速度超過100公里/小時的情況進行判斷;另一種是基於壓力感測器的TPMS(PSB TPMS,直接式TPMS),這種系統是利用安裝在每一個輪胎裏的壓力感測器來直接測量輪胎的氣壓,並對各輪胎氣壓進行顯示及監視,當輪胎氣壓太低或有滲漏時,系統會自動警報。
PSB TPMS在功能和性能上均優於WSB TPMS。
許多歐洲的汽車廠商已將PSB TPMS配裝於自己的車型之中,其中包括德國寶馬的Z8、法國雪鐵龍的C5、林肯大陸、克萊斯勒與道奇迷你箱型車以及Chrysler 300M與Concorde Limited客車、龐帝克的旗艦Bonneville SE等。
目前中國大陸多數汽車廠商還沒有進行這方面的研究,但隨著國際化的要求和國產汽車的出口,對這部份的研發將具有迫切需求。
TPMS系統組成PSB TPMS主要由安裝在汽車輪胎內的壓力、溫度感測器和訊號處理單元、RF 發射器組成的TPMS發射模組,以及安裝在汽車駕駛台上包括數位訊號處理單元的RF接收器、液晶顯示器(LCD)組成。
车辆胎压监测方案编写
车辆胎压监测方案编写1. 背景车辆胎压监测是指通过传感器监测汽车轮胎的空气压力情况,并将其实时反馈给车辆驾驶员,从而及时发现和解决轮胎胎压过高或过低的问题,确保行车安全。
车辆胎压监测系统不仅能提高行车安全性,还能减少燃油消耗、保护轮胎,降低维修成本。
2. 胎压监测方案设计为保证车辆胎压监测系统的有效性,需要根据以下几点进行设计:2.1. 选择合适的传感器车辆胎压监测传感器是整个系统的核心部件,它的主要功能是用来检测胎压的变化并将其转换成电信号进行传输。
驾驶员能够实时了解车辆轮胎的胎压,需要选择高精度、高可靠性的压力传感器。
2.2. 系统软件设计通过传感器监测到的轮胎胎压数据需要经过处理才能传给车辆驾驶员,因此需要对系统软件进行设计。
在软件开发过程中,需要将车辆类型、轮胎规格、胎压等信息进行编程,以便系统能够实现自动警报和显示。
2.3. 监测方法及指标胎压监测系统的监测方法分为定点和动态两种方式。
定点模式下,系统监测车辆轮胎胎压并实时报警,使驾驶员及时采取措施。
动态模式下,系统在车辆行驶过程中对轮胎胎压进行连续采集,并将数据实时传输给驾驶员,使其能够更好地了解车辆轮胎的状况。
同时,要对胎压值进行监测,并且制定相应的指标。
通常情况下,胎压监测系统的监测指标有胎压警报值(警示/刹车停车)、胎压实时显示、胎压升高或降低提示等。
2.4. 系统集成在确定好车辆胎压监测方案的前提下,要对系统进行集成。
比较理想的方案是采用自主研发的胎压监测系统进行集成,或者采用第三方厂商的胎压监测装置进行组装。
集成完成后,进行相关测试,确保系统稳定、可靠。
3. 系统使用步骤车辆胎压监测系统包含启动、胎压查询和监测功能。
在使用车辆胎压监测系统时,需要遵循以下步骤:3.1. 启动车辆启动车辆后,车辆胎压监测系统会自动进行检测,如果发现任何异常,车辆仪表盘上的警告灯将亮起。
3.2. 查询胎压驾驶员需要通过车辆仪表盘上的显示器查询每个轮胎的胎压。
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摘要轮胎压力监测报警系统(Tire PressureMonitoring System)主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测。
目前各国研制的轮胎气压报警系统主要分为两种类型:一种是间接式,它通过汽车ABS(防抱制动系统)的轮速传感器及轮胎的力学模型,间接求出轮胎气压,以达到监视轮胎气压的目地;另一种是直接式,它利用安装在每一个轮胎里的以锂离子电池为电源的压力传感器来直接测量轮胎的气压,并通过无线调制发射到安装在驾驶台的监视器上,而监视器随时显示各种轮胎气压,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,确保行车安全。
市场研究机构Strategy Analytics的预测表明,直接系统技术将成为主流技术,2008年后所占份额将超过95%。
因为如果要使用间接式胎压监测系统,前提是车辆必须有ABS系统。
加上会影响轮胎转速的因素,除了胎压异常所导致外,行驶的路面也是主要原因,如行驶于雪地或湿滑路面时,空转会使某一轮胎的旋转次数大幅提高。
或者是当车子高速转弯时,车胎的抓地力已经无法克服过弯时的离心力,外侧轮胎与内侧轮胎的转动次数便有明显差异,这些情况便会出现错误警告信息。
另外,当四条轮胎的胎压同时下降,系统便失去判定的准则,警告信息自然就不会出现。
而且侦测功能仅在车辆行驶中才能发挥作用,对备胎或当车辆停滞时,便无法判断,还会出现误报现象。
关键词:胎压监测压力传感传感器 TPMS目录一、设计目的------------------------- 1二、设计任务与要求--------------------- 22.1设计任务------------------------- 22.2设计要求------------------------- 2三、设计步骤及原理分析 ----------------- 33.1设计方法------------------------- 3 3.2设计步骤------------------------- 43.3设计原理分析---------------------- 5四、课程设计小结与体会 ---------------- 19五、参考文献------------------------- 20一、设计目的轮胎是汽车行驶系统的重要部件,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。
目前,中国正进入家庭汽车的高速增长期,轮胎安全是汽车安全性能评价的重要指标,轮胎爆胎由于其不可预测性和不可控制而成为突发性交通事故发生的重要原因,造成巨大的经济损失和人员伤亡,极大地威胁着汽车的行驶安全。
恰当的轮胎充气压力是保证汽车安全、平稳行驶的关键因素。
及时准确地对超过或低于轮胎压力标准范围的异常状态进行报警,是减少由轮胎爆胎引发的交通事故的有效途径。
随着高新技术的发展和现代汽车不断趋向高性能化,汽车用的轮胎也从长期的性能时代,开始进入功能化的新时期。
当然,现代汽车的安全配置也在不断得到完善,如安全带、安全气囊、防撞杆等被广泛运用,不过这些都是属于交通事故发生后,才能对人、车起到保护作用的被动安全装置。
然而本文研制的轮胎爆胎预警系统,则不同于上述的装置,它在轮胎一出现危险征兆时就能够及时发现并同时报警,最大限度地将事故消灭在萌芽状态,从而极大地提升了车辆高速行驶的安全性,这一优势在高速公路上表现更为明显。
1二、设计任务与要求2.1设计任务汽车高速行驶中,由于轮胎的压力不正常而造成爆胎是驾驶员难以预防的,也是突发性和恶性交通事故发生的重要原因。
引起轮胎漏气和爆胎的原因主要有:(1)轮胎工作温度过高;(2)轮胎气压过大;(3)轮胎使用时间过长;(4)轮胎负荷过大;(5)汽车行驶速度过快。
为使汽车能够处于安全的驾驶状态,驾驶者必须在行车过程中实时了解轮胎的超压、欠压、温度等工作状态,我们设计的基于单片机的汽车轮胎胎压计具有以下的功能:(1)实时监测轮胎的压力情况;(2)当某个轮胎处于欠压状态时,相应的欠压报警指示灯亮。
当汽车轮胎压力处于非正常状态运行时,通过报警来通知驾驶员,控制轮胎爆胎发生,以达到安全驾驶的目的。
2.2设计要求在汽车高速行驶过程中,轮胎中的气压和温度应保持在一定的范围之内,否则,就会对汽车的安全行驶构成威胁。
气压过高,会使胎内帘线受力过度而变形,轮胎弹性下降,胎冠加快磨损,如受到冲击易破裂;气压过低,会使胎体增大变形,造成胎侧裂口,同时使轮胎接地面积增大,加快胎肩的磨损,也会导致过度摩擦生热,使橡胶老化、帘线折断并最终导致爆胎[1]。
而TPMS为预防胎内压力和温度的急剧变化、防止发生安全事故提供了有力武器。
TPMS系统组成如图1所示。
它是由发射模块、接收模块、显示模块和接收天线组成,其中,显示模块可根据整车厂家和后装市场的不同需求决定是否提供。
23装有压力和温度传感器的发射模块被安装在轮胎内部,当轮胎气压和温度过高、过低或快漏气时,发射模块发出的信号就通过天线被接收模块接收到,然后由接收模块进行信号处理,再传给显示模块或汽车仪表,最后以声光的形式警告驾驶者,从而达到主动预防事故的目的。
图1 TPMS 系统图 三、设计步骤及原理分析3.1设计方法采用89c51主控,通过压力、温度传感器将信号送入MCU 再送入无线发射芯片中,再由无线接收芯片将信号无线发射。
在处理模块,无线接收芯片接受到信号后,由微处理器进行处理。
将处理的结果送显示、报警部分分别进行显示、报警。
原理原理框图如下:无线发射传 感 器 无线发射MCU4无线接收3.2设计步骤传感器无线发射模块由SP12、89c2051、T5754组成了传感器无线发射模块。
SP12是集温度、气压、加速度为一体的传感器,输出数字信号,使用方便,体积小,功耗少。
显示模块用单片机芯片AT89C52的P0.0/AD0-P0.7/AD7端口接数码管的a -h 端,8位数码管的S1-S5通过AT89C52的P2.0-P2.4端口来控制选通每个数码管的位选端。
在数据的显示模块中,我们采用的是LED 动态显示的方式。
其具体的实现过程在上述设计思想中详细说明。
7段数码管选用共阴连接方式,通过端口输出编码后的段码,对应笔画为“低电平“时点亮。
气压传感器的选择气压传感器对于数字气压计设计的实现至关重要,需要综合实际的需求和各类气压传感器的性能参数加以选择。
气压传感器的主要性能参数如下。
·测量范围即所能测量的大气压力范围,单位为kPa。
·测量精度测量结果(电流或电压)的精度。
·温度补偿范围一般要选用具有温度补偿能力的气压传感器,因为温度补偿特性可以克服半导体压力敏感器件存在的温度漂移问题。
·测量的是否是绝对气压值绝对气压值对应的即是实际的气压值,显然要实现数字气压计需要测量绝对气压值的气压传感器。
数字气压计显示的是绝对气压值,同时为了简化电路,提高稳定性和抗干扰能力,要求使用具有温度补偿能力的气压传感器。
经过综合考虑,我们选用SP12来作为传感器。
SP12具有补偿功能,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下的正确补偿值,有效地保证了测量可靠性.3.3设计原理分析单片机电路部分主要芯片介绍89C52单片机89C52单片机的40条引脚按功能来分,可以分为3部分,电源及时钟引脚、控制引脚和输入/输出引脚。
如下图3-1所示:5AT89C52单片机引脚图89C52单片机引脚功能主电源及时钟引脚此类引脚包括电源引脚Vcc、Vss、时钟引脚XTAL1、XTAL2。
(1)Vcc(40脚):接+5V电源,为单片机芯片提供电能。
(2)Vss(20脚)接地。
(3)XTAL1(19脚)在单片机内部,它是一个反向放大器的输入端,该放大器构成了片内的振荡器,可提供单片机的时钟控制信号。
(4)XTAL2(18脚)在单片机内部,接至上述振荡器的反向输出端。
控制引脚此类引脚包括RESET(即RSR/VPD)、ALE/PROG、PSEN、EA/VPP,可以提供控制信号,有些具有复用功能。
6(1)RSR/ VPD(9脚):复位信号输入端,高电平有效,当振荡器运行时,在此引脚加上两个机器周期的高电平将使单片机复位(REST)。
复位后应使此引脚电平保持为不高于0.5V的低电平,以保证单片机正常工作。
掉电期间,此引脚可接上备用电源(VPD),以保持内部RAM中的数据不丢失。
当Vcc下降到低于规定值,而VPD在其规定的电压范围内(5±0.5V)时,VPD就向内部RAM提供备用电源。
(2)ALE/PROG(30脚):ALE为地址锁存允许信号。
当单片机访问外部存储器时,ALE(地址锁存允许)输出脉冲的下降沿用于锁存16位地址的低8位。
即使不访问外部存储器,ALE端仍有周期性正脉冲输出,其频率为振荡器频率的1/6。
但是每当访问外部数据存储器时,在两个机器周期中ALE只出现一次,即丢失一个ALE脉冲。
ALE 端可以驱动8个LSTTL负载。
(3)PSEN(29脚):程序存储器允许输出控制端。
此输出为单片内访问外部程序存储器的读选通信号。
在从外部程序存储器取指令(或取常数)期间,每个机器周期均PSEN两次有效。
但在此期间,每当访问外部数据存储器时,这两次有效的PSEN信号将不会出现。
PSEN同样可以驱动8个LSTTL负载。
(4)EA/VPP(31脚):EA功能为内外程序存储器选择控制端。
当EA端保持高电平时,单片机访问内部程序存储器,但在PC(程序计数器)值超过0FFFH时将自动转向执行外部程序存储器内的程序。
输入/输出引脚7此类引脚包括P0口、P1口、P2口和P3口。
(1)P0(P0.0~P0.7)是一个8位三态双向I/O口,在不访积压处部存储器时,做通用I/O口使用,用于传送CPU的输入/输出数据,当访问外部存储器时,此口为地址总路线低8位及数据总路线分时复用口,可带8个LSTTL负载。
(2)P1(P1.0~P2.7)是一个8位准双向I/O口(作为输入时,口锁存器置1),带有内部上拉电阻,可带4个LSTTL负载。
(3)P2(P2.0~P2.7)是一个8位准双向I/O口,与地址总路线高8位复用,可驱动4个LSTTL负载。
(4)P3口功能表,如下表1.1所示:表1.1 P3口功能表8AT89C2051AT89C2051是一个低电压,高性能CMOS 8位单片机,片内含2k bytes的可反复擦写的只读Flash程序存储器和128 bytes的随机存取数据存储器(RAM),器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产,兼容标准MCS-51指令系统,片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元,功能强大AT89C2051单片机可为您提供许多高性价比的应用场合。