轮胎压力监测系统设计开题报告

西安工业大学北方信息工程学院毕业设计(论文)开题报告

题目：轮胎压力监测系统设计

系别：电子信息系

专业：通信工程

班级： B

学生：李莎

学号： B

指导教师：冯晓岗

2012年12月23日

1. 毕业设计题目背景、研究意义及国内外相关研究情况

1.1课题研究背景

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]。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[2-3]。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。

1.2研究意义

自从人类进入工业时代，汽车工业飞速发展，交通越来越便利，随之而引发的交通事故也不断地增多，其中由于轮胎问题引起事故的比例非常的高，因此人们对行驶中的轮胎压力进行了特别的关注。轮胎压力影响着轮胎的寿命和汽车的使用性能。据测试，汽车在时速160公里以上行驶时发生爆胎事故，驾乘人员的死亡率为100%。爆胎已于疲劳驾车、超速行驶并列为中国道路交通的三大杀手。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。据统计，在中国高速公路上发生的交通事70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例高达80%，是各种比例最高的。

轮胎是汽车的重要组成零部件，事关出行的安全。我国目前没有防止爆胎的相关强制国家标准，但是中国企业正在研发比美国更为先进、安全的系统，不仅能自动监测胎压，而且还能对爆胎后实施安全救助。

研究胎压监测系统的意义主要体现在以下几个方面：

(1) 用户方面：给用户带来有效、方便、快捷的胎压监测方法，使用户坐在

a. 轮胎压力

监控系统（TPMS ）组成

TPMS 由两

大模块：远程轮胎压力监视模块

（Remote Tire Pressure

Monitoring 简称RTPM ）和中

央监视器组成，如图1所示。RTPM 模块直接安装在无内胎轮胎钢毂上，测量轮胎压力和温度，并将测量得到的信号通过高频无线电波（RF ）发射出去。一个TPMS 系统通常有4个或5个（包括备用胎）RTPM 模块。中央监视器接收RTPM 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。特别在异常时报警提醒驾驶者采取必要的措施。

图1 TPMS 系统组成

a. RTPM 模块

RTPM 模块由压力/温度传感器、微处理器和RF 射频发射电路组成如图2所示。微处理器进行压力、温度的测量以及RF 发射控制和电源管理；RF 射频发射电路将检测到的压力、温度数据无线发射出去。

图2 RTPM 模块原理图 b. 中央监视器模块 位于汽车驾驶室内的中央监视器模块，主要完成信息的接收、数据的区分处理、声光报警控制以及系统特征值设定等功能。因为中央监视器的供电来自汽车内部自供电，所以接收端可以不考虑功耗问题。中央监视器模块是设计轮胎压力监视系统的核心部分，由RF 接收电路、微处理器、计算机显示报警装置等组成，如图3所示。RF 接收电路接收RTPM 模块发射的压力、温度数据信号，识别变换处理后送到计算机显示或报警。

图3 中央监视器模块原理图 c. 器件选择 轮胎模块由传感器、微处理器、发射芯片、电池和天线组成。因为此模块要

嵌入到轮胎内，所以模块的超小型和节电设计是最关键的问题。

压力传感器 微

处

理

器 RF 发射电路

温度传感器

计算机 显示报警 微

处

理

器 RF 接收电路 串口通信

参考文献

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