汽车轮胎压力监测系统概述
间接式tpms工作原理
间接式TPMS工作原理一、间接式TPMS概述TPMS，全称为轮胎压力监测系统，是一种汽车安全辅助系统，主要用于实时监测轮胎的气压、温度等参数，并在异常情况下向驾驶员发出警告，以防止因轮胎故障而引发的交通事故。
间接式TPMS是TPMS的一种类型，与直接式TPMS不同，它通过监测轮胎的某些参数来间接推断轮胎的气压和温度。
二、间接式TPMS工作原理间接式TPMS通常依赖于汽车ABS（防抱死制动系统）或ESC（电子稳定控制系统）中的轮速传感器。
这些传感器原本用于监测车轮的转速，以辅助ABS或ESC系统的工作。
通过这些传感器，间接式TPMS可以获取车轮转速的相关数据。
当车轮转速发生变化时，系统会检测到这种变化并分析其原因。
例如，当某个轮胎的气压突然下降时，轮胎的半径将减小，导致车轮的转速增加。
间接式TPMS通过监测这种转速的变化来判断轮胎的气压是否正常。
具体的分析算法可能因不同车型和品牌而有所差异，但大致流程如下：1.传感器监测每个车轮的转速。
2.系统将收集到的转速数据与正常值进行比较。
3.如果某个车轮的转速出现异常，系统将发出警告，提示驾驶员检查该轮胎的气压和温度。
4.警告信息通常通过仪表盘上的指示灯或声音提示向驾驶员传达。
间接式TPMS的优点在于其成本较低，因为不需要在每个轮胎上安装独立的传感器。
但是，由于其依赖于ABS或ESC系统的轮速传感器，因此可能会受到这些系统精度和可靠性的影响。
三、间接式TPMS优缺点优点：1.成本效益：由于间接式TPMS不需要在每个轮胎上安装独立的传感器，因此其成本相对较低。
这对于一些中低端汽车来说是一个重要的考虑因素。
2.与现有系统的集成：间接式TPMS可以利用汽车已经安装的ABS或ESC 系统的轮速传感器，因此不需要额外的硬件和线路。
3.易于安装和维护：与直接式TPMS相比，间接式TPMS的安装和维护更为简便，因为其依赖的是现有的传感器和系统。
缺点：1.精度问题：由于间接式TPMS是通过监测车轮转速的变化来推断轮胎状态，因此可能存在一定的误差和不确定性。
汽车轮胎压力监测系统(TPMS)
汽车轮胎压力监测系统(TPMS)1. TPMS系统概述TPMS - Tire Pressure Monitoring System，汽车轮胎压力监视系统，主要用于汽车行驶过程中实时监测轮胎气压，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。
美国汽车工程师协会的调查统计表明，美国每年有26万起交通事故是由于轮胎故障引起的，而75%的轮胎故障是由轮胎气压不足或渗漏造成的。
爆胎造成的经济损失巨大。
有鉴于此，在2000年美国国会通过了TREAD 法案。
TREAD法案的要求之一是到2007年，所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统。
回应TREAD法案，美国公路交通安全局（NTHTSA）要求到2007年，所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统，并提出了汽车生产商的执行时间表：· 2005 Sep: 50%美国市场出售的轻型汽车· 2006 Sep: 90%美国市场出售的轻型汽车· 2007 Sep: 100%美国市场出售的轻型汽车注: 以上轻型汽车指重量低于10000磅的轿车, 卡车, 客车等, 但不包括同轴端有2个轮胎的汽车。
目前, 美国每年的汽车销量约为1500万辆（轿车/卡车），全球每年约5000万辆。
平均每辆车需要4.2个轮胎（不包括备用胎）。
目前，TPMS主要分为两种类型：一种是间接式TPMS，它通过汽车ABS的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，其缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里／小时的情况进行判断。
另一种是直接式TPMS，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。
监视器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、渗漏、太高、或温度太高时，系统就会自动报警。
NHTSA对这两种TPMS系统进行了评估。
TPMS(胎压监测系统)简介
二、国内、外TPMS市场行情
国外：
1、北美市场： A、FMVSS 138已成为美国法律强制实施； B、2007年9月开始，新车标配。
2、欧洲市场 最新消息：欧盟计划出台法规，要求2011年后所有 新车都需安装TPMS；
3、亚太地区及世界其它地区市场： A、暂时还没有硬性的法规规定必须使用TPMS。 B、一些区域性法规的限制，如日本及远东一些国家的 某些相关法规在一定范围内限定了无线电发射频率的 使用。这样以来，就形成了针对这些地区专门开发不 同型号的TPMS产品（主要是指发射频率的调整）的 必要性。
四、TPMS原理简介
l 轮胎气压监测系统，简称TPMS，主要用于在汽车行驶时，适时地对 轮胎气压和温度进行自动监测，对轮胎漏气、低压、高压、高温等危险 状态提前进行预警，确保行车安全，美国已立法在07年强制安装。 lTPMS是继ABS、安全气囊后第三大立法产品。
数据无线发射后 显示器显示数据
轮胎内安装传感器
接收机
接收端中央处理器
电 源
12V或
24V
显示屏
20
四、TPMS原理简介
实现功能
• 快漏报警：气压在不到15秒的时间内漏气超过25 kPa时启动快漏报警，“漏气图标” 出现；
• 慢漏报警：气压值低于200 kPa时，系统起动慢漏 检测，若在10天内漏气超过25 kPa时慢漏报警。
• 高压报警：气压超过轮胎压力上限，表示高压警情。 • 低压报警：气压低于轮胎压力下限，表示低压警情。 • 高温报警：轮胎内温度超过轮胎温度上限，表示高
三、为什么要装TPMS
舒适性
正确的轮胎压力有助于优化车辆整体性能， 如： • 转向性能 • 刹车性能 • 对方向操纵的响应 • 显示车辆负载能力等。
tpms原理
tpms原理TPMS原理。
TPMS（Tire Pressure Monitoring System）是一种用于监测车辆轮胎气压的系统，它可以实时监测轮胎的气压，并在轮胎气压异常时发出警报。
TPMS系统的原理是通过传感器实时监测轮胎的气压，并将数据传输给车辆的电子控制单元（ECU），ECU再根据预设的参数判断轮胎是否正常，如有异常则发出警报。
TPMS系统通常包括轮胎传感器、接收器、ECU和显示器等组成部分。
轮胎传感器安装在每个轮胎上，通过感应轮胎内部的气压和温度，并将数据发送给接收器。
接收器接收到传感器发送的数据后，再将数据传输给ECU进行处理。
ECU根据接收到的数据进行分析，并在轮胎气压异常时发出警报，同时将相关信息显示在车辆的显示器上。
在TPMS系统中，轮胎传感器起着至关重要的作用。
传感器通常由压力传感器、温度传感器、无线发射模块和电池等组成。
压力传感器用于监测轮胎内部的气压，温度传感器用于监测轮胎的温度，无线发射模块用于将采集到的数据发送给接收器，电池则提供传感器所需的电源。
传感器可以实时监测轮胎的气压和温度，并将数据发送给接收器，确保车辆驾驶员可以及时得知轮胎的状态。
通过TPMS系统，驾驶员可以随时监测车辆轮胎的状态，及时发现轮胎气压异常，及时采取措施，有效避免了因轮胎气压不足或过高而导致的事故。
此外，TPMS系统还可以提高车辆的燃油经济性，延长轮胎使用寿命，减少轮胎磨损，提高行车安全性。
总的来说，TPMS系统通过实时监测轮胎的气压和温度，及时发出警报，提高了车辆的行车安全性和燃油经济性。
它是现代汽车安全系统中不可或缺的一部分，也是为了保障驾驶员和乘客的安全而必不可少的装备。
希望通过本文的介绍，能够让大家对TPMS系统的原理有更深入的了解。
汽车胎压监测系统控制原理
汽车胎压监测系统控制原理1. 背景介绍汽车胎压监测系统（TPMS）是一种用于监测汽车轮胎气压的装置。
它能够实时监测轮胎的胎压，一旦发现轮胎气压异常，系统会发出警报。
TPMS的主要目的是提高行车安全、减少事故风险，并延长轮胎寿命。
2. 基本原理汽车胎压监测系统控制原理主要包括传感器、接收器和控制单元三个部分。
2.1 传感器传感器是TPMS最重要的组成部分，它负责测量轮胎的实时气压，并将数据传输给接收器。
常见的传感器类型有直接式和间接式两种。
2.1.1 直接式传感器直接式传感器直接安装在每个车轮上，通常由一个压力传感器和一个无线发送模块组成。
当轮胎气压下降时，压力传感器会检测到变化并通过无线发送模块将数据发送到接收器。
2.1.2 间接式传感器间接式传感器则通过监测轮胎周围的转速来间接推断轮胎气压。
当轮胎气压下降时，轮胎的直径会减小，从而导致车轮的转速增加。
间接式传感器通过车辆的ABS系统来监测这种转速变化，并将数据传输给接收器。
2.2 接收器接收器是TPMS系统中负责接收传感器发送的数据并进行处理的部分。
它通常安装在车辆座舱内，可以是一个独立的显示屏或与车辆信息娱乐系统集成。
接收器主要功能包括数据解码、警报判断和显示。
它会解码传感器发送的数据，并根据预设的阈值判断轮胎气压是否异常。
一旦发现异常，接收器会触发警报，通知驾驶员注意。
2.3 控制单元控制单元是TPMS系统中负责控制和管理整个系统的部分。
它通常由一台微处理器组成，负责协调传感器和接收器之间的通信，并对系统进行参数设置和故障诊断。
控制单元主要功能包括： - 接收并处理传感器发送的数据； - 设置警报阈值； - 控制警报的触发和关闭； - 监测系统的运行状态，如电池电量、传感器故障等。
3. 工作流程汽车胎压监测系统的工作流程如下：1.传感器测量轮胎气压，并将数据发送给接收器。
2.接收器接收并解码传感器发送的数据。
3.接收器根据预设的阈值判断轮胎气压是否异常。
tpms方案
tpms方案TPMS方案1. 什么是TPMS？TPMS全称为Tire Pressure Monitoring System，翻译为轮胎压力监测系统。
它是一种用于实时监测车辆轮胎空气压力的系统。
TPMS可以通过传感器监测轮胎的空气压力，并将数据传输到车辆内部的监测装置，以便驾驶员能够及时了解轮胎的空气状况。
2. TPMS的工作原理TPMS系统通常由两部分组成：轮胎传感器和监测装置。
轮胎传感器安装在每个轮胎上，通过传感器感知轮胎的空气压力，并将数据发送到监测装置。
监测装置可以是车辆内部的显示屏、仪表盘或者是无线连接到驾驶员的手机或导航系统。
当轮胎的空气压力低于或超过设定的阈值时，TPMS会发出警告信号，提醒驾驶员检查轮胎的状况。
这样可以防止由于轮胎漏气或过气引起的安全隐患，提高驾乘人员的安全性和行驶的稳定性。
3. TPMS方案的类型3.1 直接式TPMS直接式TPMS是指将传感器直接安装在每个轮胎上的一种方案。
传感器通常安装在轮胎的气嘴处。
传感器会感知轮胎的空气压力，并将数据通过射频信号发送到监测装置。
直接式TPMS的优点是精准度高，能够实时监测每个轮胎的空气压力，缺点是需要每个轮胎都安装一个传感器，增加了成本和安装复杂度。
3.2 间接式TPMS间接式TPMS是通过车辆的车身电子系统来间接监测轮胎的空气压力。
它根据车辆行驶速度和车轮转动的差异，计算出轮胎的空气压力。
然后将计算结果与预设的阈值进行比较，如果超过了阈值，则发出警告信号。
间接式TPMS的优点是不需要将传感器安装在每个轮胎上，成本较低，缺点是精确度较低，可能会出现误报警情况。
4. TPMS的应用TPMS广泛应用于汽车行业，特别是高端车型和豪华车型。
它不仅可以提供驾驶员关于轮胎压力的实时信息，还可以提供其他的功能，如轮胎温度监测、轮胎磨损监测等。
这些信息可以帮助驾驶员判断轮胎的健康状况，及时进行维护和更换，延长轮胎的使用寿命，并提高行驶的安全性。
汽车TPMS胎压监测系统简介
TPMS简介宣讲人：旗云院显示控制科—2010年1月18日旗云汽车工程研究院培训专用TPMS简介是汽车轮胎压力监测系统是Tire Pressure Monitoring System TPMS“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和温度进行自动检测，对轮胎气、温度过高或过低进行报警，以保障行车安全。
这套系统主要由四个或五个（含备胎）气压温度传感器，四个低频天线（不一定），一个手持初始化仪器（不一定）一个高频天线，一个接收器和一个显示器组成。
通过传感器把轮胎的气压和温度信息发送给接收器，由接收器对信号进行处理，然后发给显示器，以实现时实监测轮胎现胎的气压和温度，出现问题进行报警。
旗云汽车工程研究院培训专用TPMS安装示意图一般装在汽车的中央。
旗云汽车工程研究院培训专用TPMS工作原理四轮轮胎气压传感器实时的监测轮胎的气压和温度，通过无线高频信号把数据发送给接收器进行信息处理，然后把响应的信号送给仪表进行显示。
旗云汽车工程研究院培训专用TPMS 的配置类型高端配置高端配置的组成：接收器、传感器、高频天线、低频触发天线。
高端配置的工作原理：低频触发器主要用来唤醒传感器和进行传感器的ID学习。
当传感器监测到轮胎压力和温度过高或过低时，将会发射高频信号，接收器收到到信号后，将在仪表上做出相应显示。
此种方案的优点是能够通过四个低频触发天线来唤醒或关闭放置在四个轮胎里面的传感器,当汽车停车时,能够通过低频触发天线来关闭传感器,使其进入睡眠模式,不发射数据,减小电能损耗；当汽车启动时,再利用低频天线来触发使传感器进入正常的工作模式当顾客更换轮胎后入正常的工作模式。
当顾客更换轮胎后,能够利用低频触发天线来学习新的传感器的ID号,具有自学习的功能.由于接收器和仪表是通过CAN总线进行通讯的,其传输的信息量大,可以在仪表上显示轮胎的温度、压力和具体的轮胎位置.此种方案是比较先进的。
轮胎压力监测系统
GB/T 26149-2010《基于胎压监测模块的汽车 轮胎气压监测系统》
轮胎压力监测系统－相关标准
•美国是世界上第一个制定并强制实施TPMS法规的国家。 •FMVSS 138法规要求2007年9月后，所有在美国销售的最大 设计总质量不超过4536kg的乘用车和商用车都必须安装轮 胎气压监测系统。 国际标准化组织(ISO)于2006年3月制定 了有关轮胎气压监测系统的国际标准 ISO 21750：2006
相关 提示 设备
LF低频天线
L C
高频 接收 低频控 低频控 低频控 低频控 制回路 制回路 制回路 制回路
低频天线个数——单轮胎配1个， 双轮胎2对或1对配1个
低频 天线
L C
低频 天线
L C
低频 天线
L C
低频 天线
L C
机密
10
轮胎压力监测系统
轮胎无需初始化，需要传感器回传数据时，主机将 控制相应低频天线触发传感器发射，由此得传感器位置及 压力温度等信息。 更换轮胎也无需初始化，开机即可自动识别。
显示模块
IGN 高频发 射电路
无线高频数据
传送
温度 采集
定时采集
MCU 内部MCU 内部 运算处理） （运算处理）
解码
传送
压力 采集
定时采集
高频 天线
发送该轮胎ID 压力温度信息
MCU
数据处理
ID识别码 TPMS SENSOR LF低频 传感器内部示意图 接收回路
预 留 外置高 频天线
解码
CAN 通讯 回路
气嘴式传感器替代 轮胎气门嘴
轮胎压力监测系统－基本构成
④显示器：安装于仪表板 ① 传感器：气嘴式传感器。
TPMS胎压监测系统知识
TPMS胎压监测系统知识
TPMS小知识
1.请问什么是TPMS？
TPMS就是汽车轮胎压力监测系统（Tire Pressure Monitoring System）的英文简称，主要用于在汽车行驶中对于轮胎温度及压力进行自动监测，针对轮胎漏气、低气压、高气压和高温进行自动报警，可以有效防止爆胎事故的发生！
2.为什么需要TPMS？
统计数据显示，目前我国高速公路上70％的交通事故为轮胎气压引起，46％为爆胎，爆胎引发的重大交通事故占全部交通事故的35％，在美国交通事故为轮胎气压问题引发的比例高达80%。
引发爆胎的原因比例为，轮胎气压过高占20%，轮胎气压不足占57%，其它才占23%，行车时速在160公里以上时发生爆胎，死亡率接近100%，爆胎是目前汽车交通事故的重大杀手之一，所以才需要TPMS！
3.TPMS的主动特色
汽车现有安全措施，如ABS、ESP、安全气囊等，都是“事后被动”型，即在事故发生后才起到保护人身安全的作用。
而TPMS属于“事前主动”型，即在轮胎出现危险征兆时及时报警，驾驶员便可立即采取措施!随车的气压表或胎工间使用的气压表均应定期进行校对，以保证气压检查准确。
如果车上有铁将军的胎压监测仪，就可以实时监
控胎压了。
胎压长期低于正常气压的80%，在高速行驶时，轮胎无法抗击路面的任何冲击，一点爆开之后很可能多个点都跟着爆裂，严重的情况，轮圈会像利刃一样把轮胎侧壁整个切下来，这种爆胎是最危险的。
爆胎毕竟是一种突发事件，带有极强的不可预知性，面对爆胎，我们也只能在平时多注意了。
TPMS轮胎压力监测系统
TPMS轮胎压力监测系统技术介绍：TPMS的英文全称是TirePressureMonitoringSystem，中文意思是“轮胎压力监测系统”。
TPMS（轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。
目前，轮胎压力监测系统主要分为两种类型：一种为间接式（Wheel-SpeedBasedTPMS，简称WSB），这种系统是通过汽车ABS系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。
ABS通过轮速传感器来确定车轮是否抱死，从而决定是否启动防抱死系统。
当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这就会导致车速发生变化，这种变化即可用于触发警报系统来向司机发出警告。
另一种是直接式（Pressure-SensorBasedTPMS，简称PSB），这种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，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。
当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。
还有一种复合式TPMS，它兼有上述两个系统的优点，它在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器，并装备一个4轮间接系统。
与全部使用直接系统相比，这种复合式系统可以降低成本，克服间接系统不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。
但是，它仍然不能像直接系统那样提供所有4个轮胎内实际压力的实时数据。
技术应用情况：欧盟对新车提出一系列安全和环保要求。
从2012年开始，各类新车必须装配低滚动阻力轮胎(LRRT)并配备轮胎气压监测系统(TPMS)，这将成为强制性法规。
在我国，直到近几年才有少数汽车制造巨头开始考虑将TPMS系统作为标配。
中国是另一个潜力巨大的市场。
在若干年以前，糟糕的道路状况使得TPMS系统根本无用武之地。
但最近几年中国道路状况的巨大改善已经使得TPMS的使用成为可能。
目前TPMS主要还是作为一个豪华系统出现在一些高端车型上。
TPMS汽车轮胎压力监测系统
GE Infrastructure SensingVer DESCRIPTION A BTPMS Application NotesDATE RELEASEDTPMS压力传感器应用 TPMS压力传感器应用Jan. 2005 Aprl. 2005TPMS汽车轮胎压力监测系统1. TPMS 系统概述TPMS - Tire Pressure Monitoring System，汽车轮胎压力监测系统，主要用于汽车行驶过程中实 时监测轮胎气压，并对轮胎低气压或者漏气导致气压不足进行报警，以保障行车安全。
一般的，备 用轮胎中也同样安装有压力监测传输装置。
虽然TPMS对轮胎的保养有一定的作用，但是主要功能还是作为安全报警系统。
当气压不足时， 很可能导致车辆行驶过程中突然爆胎以至于车辆失控。
美国汽车工程师协会的调查统计表明，美国 每年有26万起交通事故是由汽车轮胎故障引起的，而75％的事故是由轮胎气压不足或者泄漏造成 的。
有鉴于爆胎造成的巨大损失，美国国会在2000年11月通过了《有关加强运输设备收回、责任确 定和文件记录法案》 （TREAD Act：Transportation Recall Enhancement Accountability and Documentation Act）。
根据该法案，美国国家公路交通安全委员会（NHTSA）随后制定了相应法规 和新的机动车辆安全标准， 要求到2007年， 所有在美国生产销售的汽车必须安装轮胎压力监测系统。
NHTSA的法规执行时间表如下： 到2005.9，50％在美国生产和销售的汽车； 到2006.9，90％在美国生产和销售的汽车； 到2007.9，100％在美国生产和销售的汽车。
气压不足还将引起轮胎磨损增加,使用寿命的降低以及耗油量的增加。
美国每年的汽车销售约为1500万辆（轿车/卡车） ，全球每年约5000万辆，平均每辆车需要4.2 个轮胎（其中不包括备用轮胎） 。
TPMS系统简介
TPMS系统简介:TPMS系统主要有二个部分组成：安装在汽车轮胎上的远程轮胎压力监测模块和安装在汽车驾驶台上的中央监视器(LCD/LED显示器)。
直接安装在每个轮胎里测量轮胎压力和温度模块，将测量得到的信号调制后通过高频无线电波(RF)发射出去。
一辆轿车或面包车TPMS系统有4个或5个(包括备用胎)TPMS监测模块，一辆卡车有8~36个TPMS监测模块。
中央监视器接收TPMS监测模块发射的信号，将各个轮胎的压力和温度数据显示在屏幕上，供驾驶者参考。
如果轮胎的压力或温度出现异常，中央监视器根据异常情况，发出报警信号，提醒驾驶者采取必要的措施。
一般有直接式和间接式的TPMS无线胎压监测装置，国际品牌的如铁将军的8886 TPMS胎压监测系统，还可以连接手机显示胎压数据，使用更方便、直观。
TPMS胎压检测系统介绍及工厂实施方案
TPMS胎压检测系统介绍及工厂实施方案作者：宋明益来源：《时代汽车》2023年第24期摘要：TPMS（Tire Pressure Monitoring System）作为一种轮胎压力监测系统，可以进行轮胎压力和温度等状态的监测和异常情况的报警，提醒驾驶人及时处理，提高汽车驾驶的安全性、经济性和舒适性，是智能轮胎技术的一个非常重要的应用。
本文从TPMS类型、胎压传感器信号解析、工厂标定环境要求三个方面展开分析，目的为TPMS在工厂内标定提供一个较为理想的实施方案。
关键词：TPMS 信号解析工位布置1 引言本文介绍了常见的TPMS类型、TPMS胎压传感器技术要求、天线板布置方式及成功率影响因素分析，为在具有TPMS检测要求的主机厂提供建议及规划指导。
2 TPMS介绍2.1 TPMS工作原理待检车辆在主线工位移动，TPMS设备根据车辆位置依次触发左前，右前，左后，右后4个胎压传感器，读取胎压ID值并上传对应系统。
a）針对不同形式的胎压传感器（轴向、切向）天线板采用不同线圈发射低频信号激活胎压传感器。
b）传感器被激活后返回带有胎压、胎温、轮胎ID信息的高频信号，不同供应商采用不同的胎压通讯协议。
c）天线板是通过控制低频信号的影响范围来控制读取的轮胎（即防读穿）。
d）任何标示位相同，频段一致的高频信号都会被天线板识别读取。
2.2 TPMS类型主要类型包括间接式TPMS、直接式TPMS、混合式TPMS和无源式TPMS[1]。
a）间接式TPMS通过车辆ABS上系统上的轮速传感器来比较四只轮胎的转速来实现欠压报警：如果其中一只轮胎气压降低，车辆重量会使该轮直径变小，行驶相同的距离该车轮转速就会与其他车轮不同，当差别很大时就仪表就会发出异常胎压报警。
b）直接式TPMS通过安装在轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压、温度等信息，利用无线发射器将压力等信息从轮胎内部发送给中央接收器单元，在仪表盘显示每个轮胎的气压数据，当轮胎气压过低或漏气时系统会自动报警[2]。
汽车胎压监测系统原理
汽车胎压监测系统原理
汽车胎压监测系统是一种安装在车辆轮胎上的装置，用于监测轮胎的胎压状况。
其原理可以总结为以下几点：
1. 传感器安装：系统将传感器安装在每个轮胎上，通常位于轮胎内侧。
传感器通过使用压力传感技术，能够感知到轮胎内的胎压情况。
2. 数据传输：传感器通过无线通信方式将胎压数据传输至车辆的电子控制单元(ECU)。
这些数据传输可以使用蓝牙、RFID
或其他无线技术进行。
3. 数据处理：车辆的ECU接收到传感器传输的胎压数据后，
会进行相应的处理。
它会与设定的胎压标准进行比较，以确定轮胎是否存在胎压异常。
4. 报警系统：如果系统检测到轮胎的胎压异常（过高或过低），它将发出警报信号。
这可以通过仪表盘上的指示灯、声音警报或者驾驶员手机应用程序等方式进行。
5. 驾驶员警示：一旦收到胎压异常的警报，驾驶员应及时采取措施，如检查轮胎胎压、充气或更换损坏的轮胎，以确保车辆的安全行驶。
总之，汽车胎压监测系统通过安装在车辆轮胎上的传感器，能够实时检测胎压情况并传输数据给车辆的电子控制单元进行处理，以便提醒驾驶员采取必要的措施来保持车辆的安全行驶。
TPMS是什么 TPMS系统的组成及各部件位置 TPMS传感器
这一算法会评估每一个轮胎的压力和温度随时间的变化，并在出现有潜
在危险的轮胎欠压情况时做出决定，持续地通过TREAD报警灯警示驾驶员。 当被检测到的轮胎压力或温度恢复正常值后，胎压警告灯会自行熄灭。
三、TPMS各组件功能
• TPMS传感器 每一个汽车轮胎都装配着一个连接在轮胎气门嘴上的TPMS传感器，会 定期地测量轮胎压力、温度和加速度信息并被TPMS传感器内的MCU转化成数 字形式。加速度信息被用来判断汽车处于静止还是运动状态。TPMS传感器 装备地RF发送电路用于周期性地发送轮胎内的信息。 TPMS传感器特征轮胎电子传感器是TPMS系统比较微小的测量零件，这 种模块有以下特性和功能： 1.测量汽车轮胎内的绝对压力(大于相对压力101Kpa)。 2.测量汽车轮胎内部的温度。 3.测量汽车轮胎内的加速度。 4.拥有集成微处理器，因此具有决策功能。 5.包含低频接收器，用于诊断和模式的变更。 6.包含一个射频发射机，用于从轮胎电子传感器传输数据到接收模块上。 7.耐用的电池(5年）。 8.通过一个气门嘴安装在轮胎轮毂上。
四、 TPMS系统的维修要点
• 传感器学习方法 传感器学习允许单个传感器的学习。诊断仪通过K线，发送学习命令 给TPMS接收器。当传感器被触发工具触发后，TPMS接收器能够相应地接收 传感器ID。
按照界面提示进行左前、右前、左后、右后的顺序进行学习，在每 学习一个轮胎传感器时，乙技师按下SC6 TPMS触发仪相应位置的按键 持续5S以上即可。学习结束后点击结束、退出即可。 备注： 1. 按照通讯协议，每次按键设定器会连续发送5S数据，如果按键时间超 过5S，还未触发胎压检测模块发射，请重新按键触发。 2. 按键5S过程中，按键手指切勿松动，否则可能由于断电而错过4s一次 的触发时机，而需要重新触发。
什么是 TPMS(轮胎压力监视系统)系统
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。
在2000年这个概念频繁的出现在各种报刊杂志中，成为汽车界的关注热点。
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**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——汽车胎压监视系统毫无疑问将是理想的工具。
去年，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/凡世通公司被迫于去年8月收回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。
2001年7月，为响应美国国会对车辆安装TPMS 立法的要求，美国运输部（US Department of Transportation）和国家高速公路安全管理局（National Highway Traffic Safety Administration）联合对现有的两种TPMS 系统进行了评价，报告第一次将TPMS 作为专用词汇。
目前，TPMS 主要分为两种类型，一种是Wheel-Speed Based TPMS（简称：WSB TPMS，或称为间接式TPMS ），这种系统是通过汽车ABS 系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，该类型系统的主要缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里/小时的情况进行判断。
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1 绪论1.1 课题背景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[1]。
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报。
于是，汽车轮胎压力监测技术应用而生。
1.2 课题的研究意义1.2.1 轮胎压力与行车安全轮胎与行车安全息息相关，近年来汽车安全成为全球汽车界的关注热点[2]。
汽车轮胎气压过低时行驶有如下危害：气压过低，导致轮胎接地面积增大，胎侧屈挠点改变，外层伸张，内层压缩，产生压缩应力。
在气压过低的情况下继续行驶，造成胎侧内壁帘布损坏、胎肩和胎体脱离、胎里和胎体碾伤。
轮胎内压长期低于标准气压，胎体变形，屈挠变形次数增多或移位导致过度疲劳生热，两胎侧帘线脱层松散；气压过高，轮胎的负荷能力和气压的增加，轮胎各部位的变形和所受的内应力也相应增加，如果气压过高，迫使胎面中部产生更大的凸变，胎面弧高进一步增大，胎体帘线和胎面胶都处于过度伸张状态，内应力增大，胎面与地面的接触面积减小，单位压强增加，导致行驶面中部的磨损进一步加剧。
1.2.2 轮胎压力与使用寿命轮胎的使用寿命，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。
1.3 国内外的研究现状及发展趋势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。
例如：MPXY8300是同类中的首款可以在单个封装内提供电容传感器技术、压力传感器、8位S08微控制器(MCU)、射频(RF)发射器和双轴(X和Z轴)加速计的全面集成产品；SP30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并内置8位哈佛结构RISC MCU和2D通道的低频(LF)接口，且消耗的电流仅0.4 uA；NPXII集成了硅压力传感器、加速度传感器、温度传感器、电压传感器和低功耗8位RISC处理器以及一个低频唤醒输入级，满足了系统各方面的性能要求[4]。
1.3.2 国内发展状况由于目前国家没有强制性规定必须安装TPMS装置，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[5]。
目前中国轮胎压力监测系统市场还处于产品完善和市场起步阶段，整套系统价格还比较高，而且产业化配套的市场也没有大规模启动。
根据以上情况本论文设计一款成本低廉，可靠性高的TPMS。
1.3.3 TPMS发展趋势未来的TPMS模块将向高度集成化、单一化、无线、无源化方向发展。
高集成度芯片可以降低功耗，提高系统的可靠性，并且具有良好的经济性。
目前己经有了如GENPX2那样的将所需测试各物理量的传感器与MCU合二为一的智能传感器模块[6]。
在未来几年内还会开发出包含RF发射芯片三合一的模块，包含利用运动的机械能自供电的四合一的模块(例如GE准备推出的NPX3)。
1.4 轮胎压力监测系统原理及分类1.4.1 间接式TPMS系统间接式TPMS不需要另外安装传感器。
它主要通过建立轮胎压力与车轮转速或轮胎的周向扭转刚度的关系模型来间接求出轮胎压力。
目前主流间接式TPMS是借用ABS中的轮速传感器来获得4个轮胎的转速[7]。
当某个轮胎的气压下降时，滚动半径减小，车轮转速相应增大。
系统通过比较两条对角线上车轮转速的总和(右前和左后轮速的总和与左前和右后轮速的总和)来判断是否出现气压下降。
这是因为在车辆任意角度的转向中，外侧轮胎的转速一定比内侧轮胎的转速高。
如果把其中某个车轮的轮速和另外3个车轮的轮速分别比较，由于在转弯或曲线行驶时，外侧轮胎的转速比内侧轮胎的高，系统就会发出错误报警。
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。
NHTSA在调查中发现，使用目前间接型TPMS的轮胎，在处于明显低压状态时，只有占调查总数的50％发生了报警，而直接型TPMS都能发出报警。
1.4.2 直接式TPMS系统直接式TPMS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。
它主要由安装在汽车轮胎内的TPMS发射模块和安装在汽车驾驶台上的TPMS接收模块组成。
TPMS发射模块包括：气压、温度传感器和信号处理单元、RF发射器。
TPMS接收模块包括：RF接收器、信号处理单元、LeD显示器[8]。
系统结构如图1.1所示图1.1 直接式TPMS系统结构图气压传感器将采集到的信号经内部A/D转换后，将数据以串行方式发送给信号处理单元(MCU)；信号处理单元对这些信号调制成曼切斯特编码后，传送给信号发射芯片(RF发射器)；射频发射芯片以一定的频率(通常为315 MHz或433 MHz)和调制方式(通常为FSK)将信号发射出去。
位于汽车驾驶台上的信号接收芯片(RF接收器)接收由发射器发射来的射频信号，并对其解码后传送给信号处理单元(MCU)；信号处理单元检查数据帧后对其进行数据处理，并与轮胎气压阀值进行比较。
如果出现异常，指示灯或液晶显示器会显示报警。
相比于间接式TPMS，直接式TPMS有着很多优点，如能在任意瞬时监测到4个轮胎内气压大小，测量精度和准确度都要比间接式的要高。
但它有不可避免的存在着一些弊端[9]，比如，安装在4个轮胎内气压传感器，信号处理单元和发射模块会打破轮胎原先的动平衡，在恶劣潮湿的环境下，轮胎内的电池会出现漏电现象，使得系统使用年限缩短。
由上述直接式TPMS的优缺点可知提高直接式TPMS性能的关键在于：①节约功耗特别是装在轮胎内部的发射模块。
发射模块在轮胎内部，不易更换电池。
功耗的高低及电池的电量，直接关系到直接式TPMS的寿命。
②传感器的工作性能，应保证其在轮胎内部恶劣的环境中仍能正常工作。
③无线通信的可靠性，汽车在行驶时对于无线传输不利，应通过有效编码，校验等使发射与接收模块准确通信。
由以上对两种TPMS得分析可知，直接式轮胎压力监测系统将是TPMS发展的主流。
1.5 论文主要工作概述本文主要讲述了直接式轮胎压力监测系统的开发方案及实现过程。
根据研究内容，全文共分为七章。
第一章介绍了课题提出的背景，对轮胎压力监测系统的作用、分类及发展状况进行了阐述。
第二章分析轮胎爆胎的因素及工况，提出系统应测量轮胎气压这个参数，并得出系统的报警的阀值，为后续的系统设计提供了理论依据。
第三章介绍本系统TPMS的总体设计包括总体布置、各模块的内部结构、轮胎模块安装、主要器件的选择。
第四章本章为系统TPMS的详细硬件设计，包括器件工作原理的介绍，外围电路的设计。
第五章本章详细阐述了系统的软件部分设计，采用模块化的设计方法，把系统按功能分为几个模块，对各模块分别进行了设计。
第六章本章进行了系统仿真测试。
对压力测量功能及无线通信功能等系统主要功能进行测试，测试结果达到了设计要求。
第七章总结与展望。
2 轮胎爆胎因素分析2.1 轮胎结构分析轮胎大体可以分为有内胎与无内胎的两种基本形式。
目前，轿车已广泛使用无内胎轮胎，一些新型载重汽车已开始使用无内胎轮胎，但目前的应用尚不十分普遍。
这主要有两个原因：一是很多司机局限于以往的经验和眼前需要，不愿更换；另一是无内胎轮胎需要安装在深式轮辋上，而这种深式轮辋与目前所用的轮辋不能互相替换。
因此运输公司为了换用无内胎轮胎存在着投资损耗和编制问题，从而使无内胎轮胎在载重汽车上的普遍使用受到了限制。
但是无内胎轮胎在诸多方面的优势使它成为轮胎的发展趋势，相信在不久无内胎轮胎将会在各种车辆上得到广泛得应用。
无内胎轮胎的结构如图2.1所示[10]，由气密层、密封胶和特殊结构的胎圈等部分构成。
气密层是贴于胎里表面并延伸至胎圈底部的一层厚约0.5～3mm的胶层，其作用是防止压缩空气渗入胎体引起脱层。
由于它与胎体形成一体，并不像内胎那样受到拉应力，所以受伤后并不会迅速扩大裂口，使气压下降。
无内胎轮胎胎圈底部斜度较大，胎圈直径较轮毅直径小(轿车轮胎小1～1.5mm，载重车轮胎有时小4mm)，与轮毂边缘相接触的“密封胶”部位的曲率较轮辋边缘曲率大，因此胎圈能与高精度的带有金属气门嘴的轮辋之间形成可靠的密封。
图2.1 无内胎轮胎结构示意图1一橡胶密封层 2一气密层 3一槽纹 4一轮辋 5一气门 6一密封胶由无内胎轮胎结构可知，无内胎轮胎具有以下优点：①在汽车批量生产中，轮胎安装更简单，更快捷。