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1、TPMS轮胎压力监测系统的改进设计第30卷第3期武汉理工大学?信息与管理工程版2008年6月JOURNALOFWUT(INFORMATION&MANAGEMENTENGINEERING)VoI_3ONo.3June2008文章编号:1007—144X(2008)03—0424—05TPMS轮胎压力监测系统的改进设计郑荣良,宋晓琼(江苏大学汽车与交通工程学院,江苏镇江212013)摘要:针对目前TPMS采用两个单片机控制存在的问题,提出了新的设计方案,即将两个单片机控制的系统改进为3个单片机控制,分别为轮胎模块单片机,信号接收模块单片机和显示报警模块单片机,
2、通过软硬件设计实现系统功能.最后进行波形对比分析和实验对比分析,结果证明在少量增加成本的基础上,明显地提高了接收效率,对提高轮胎压力监测系统的可靠性及稳定性具有重要意义.关键词:轮胎压力监测系统;调制;汽车轮胎中图法分类号:U463文献标志码:A随着因轮胎故障而导致突发性交通事故的频繁发生,以及人们对生命安全重视程度的提高,监测汽车轮胎压力成为汽车安全的一个重要课题.汽车轮胎压力监测系统(tirepressuremonitoringsystem,TPMS)主要利用安装在每个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压,温度和加速度等参数,通过无线射频传输,在汽车行驶时,
3、实时地对轮胎气压进行自动监测,对轮胎漏气,低气压,高气压和高温进行报警,以保障行车安全¨J.目前,轮胎压力监测系统分间接式和直接式两种.笔者设计的系统为直接式轮胎压力监测系统,改变了以往直接式TPMS采用轮胎模块单片机控制和接tl~:/显示模块单片机控制的模式.该系统由轮胎模块,信号接收模块和显示报警模块3个部分组成.1方案对比1.1原方案原方案由轮胎模块和接收/显示模块两部分组成,如图1所示.轮胎模块通过传感器采集轮胎压力,温度,加速度及电池电量等信息,并通过射频将轮胎数据发射给接收/显示模块.接收/显示模块接收的射频数据,进行分析处理,并以数字方式实时显示于液
4、晶显示屏上.当任何一个轮胎的气压,温度超出所设定的正常阈值时,便通过声,光向驾驶者报警J.接收RX331OA模块+单片机L………………………一一发射模块接收/显示模块图1原方案TPMS结构图1.2改进方案改进方案由轮胎模块,信号接收模块和显示报警模块3个部分组成J,如图2所示.该方案在原方案的基础上,在接收模块中增加了一个单片机.轮胎模块监测轮胎压力,温度,加速度和电池电量等信息,通过射频发射机将这些信息以电磁波的形式发送出去;信号接收模块对接收的射频信号进行处理,通过串口通信传输给显示报警模块;显示报警模块采用中断方式接收已经初步处理过的数据,如果轮胎出现异常状
5、态,就通过声,光及液晶屏提醒驾驶者采取措施.该方案很好地弥补了原方案的不足,可以有效地提高接收效率和正确率.2改进方案实现2.1轮胎模块轮胎模块单片机为PIC16F630单片机,通过收稿日期:2007—12—21.作者简介:郑荣良(1945一),男,江苏镇江人,江苏大学汽车与交通工程学院教授罩第30卷第3期郑荣良,等:TPMS轮胎压力监测系统的改进设计425L………一一.发射模块图2……………接收模块显示报警模块改进方案TPMS结构图SPI协议与SP12传感器进行通信,获取SP12采集到的压力,温度和加速度等信息,如图3所示,最后通过与其连接的TDK5100发射出
6、去,如图4所示.2.2信号接收模块信号接收模块由超外差无线接收模块RX3310A_6和单片机组成.超外差无线接收模块图3轮胎模块信号采集电路U2PIC16F630lQ2_r一1I...-_J+3VVSSVDD2——RA0RA53C6lIRA1△垒4一lI'RA2MCLR5FSKE1RC0RC56ASK:L1RC1RC47一.RC2RC31+3V116L22PDWNCSEL15.3LPDPSEL14==C24VSPAoUT13=C3c1=5LFPAGND121ASK6GNDFSKGND11l.1FSK7ASKDTAFSKoUT10o1]==I8FSKDTACoSC
7、9lIIlICLK0UTCLKDIV______——lll',,l!堡13—匝上—UVCC1098图4发射电路设计RX3310A接收无线信号,经过内部转换,从RXD引脚输出电压信号.电压信号经过LM311电压比较器处理后输入到单片机AT89C2051的P3.0(RXD)引脚.该单片机功能单一,只查询经比较器处理后的信号,一旦检测到有效信号便通过P3.1(TXD)引脚输出到显示报警模块.选用2O引脚的AT89C2051,其具有引脚少,体积小的优点.信号接收模块原理图如图5所示.2.3显示报警模块显示报警模块由单片机,存储器,液晶显示屏,报警和按键等部分组成.显示报警
8、模块的基本
