无线轮胎压力监测系统的硬件设计

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1、目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1课题的目的和意义11.2国内外发展现状及发展趋势31.2.1国内外发展现状31.2.2发展趋势41.3TPMS的分类及结构51.4本文主要研究内容6第2章影响轮胎性能的主要因素82.1轮胎的分类82.2爆胎的原因92.3温度对轮胎性能的影响102.4压力对轮胎性能的影响112.5本章小结12第3章TPMS总体设计133.1设计要求133.2方案设计的主要问题153.2.1TPMS的工作环境153.2.2方案设计的主要问题153.3TPMS的方案的总体设计18

2、3.3.1硬件的总体设计183.3.2轮胎模块软件的总体设计193.4轮胎定位技术研究193.4.1轮胎定位和重定位问题193.4.2TPMS轮胎定位技术研究203.5TPMS方案主要芯片的选型223.5.1传感器的比较与选择223.5.2无线收发芯片的选择263.5.3微控制器的选择273.5.4电池的选择273.6本章小结28第4章轮胎压力监测系统硬件设计294.1轮胎模块硬件设计294.1.1传感器SP12电路设计29-II-4.1.2MAX1479射频发射电路设计334.1.3PIC16F636微

3、控制器电路设计364.2轮胎压力接收模块硬件设计384.2.1MAX1471射频接收电路设计384.2.2显示报警和按键电路设计394.2.3LPC2119微控制器电路的设计414.3天线的设计424.4本章小结46第5章轮胎模块软件的设计475.1低功耗软件设计的考虑475.2轮胎模块软件的设计485.2.1数据采集程序设计485.2.2数据处理程序设计505.2.3数据发射程序设计515.2.4轮胎模块主程序设计575.3本章小结59结论60参考文献62攻读硕士学位期间所发表的学术论文65致谢66第1

4、章千万不要删除行尾的分节符，此行不会被打印。在目录上点右键“更新域”，然后“更新整个目录”。打印前，不要忘记把上面“Abstract”这一行后加一空行-II-第1章绪论1.1课题的目的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，其中由于轮胎的压力引起的比例非常高，这就使得人们需要对行驶中的轮胎压力进行关注。轮胎压力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

5、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[1]。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。而汽车轮胎压力监测系统（Ti

6、rePressureMonitoringSystem，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压力监测系统以便在轮胎压力低于规定值时发出警报。于是，汽车轮胎压力监测技术应运而生[2]。轮胎压力监测系统主要用于在汽车行驶时实时对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警；是驾驶员和乘客的生命财产安全保障预警系统[3]。在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶员最为担心和最难预防的，是造成突发性交通事故发生的重要原因之一，由此产生了对TPMS系统应用研究。TPMS系统主要作

7、用如下：1.可有效预防轮胎爆胎事故。除特殊机械故障外，汽车行驶安全最重要的两大因素就是刹车装置和轮胎。因为轮胎气压形成轮胎强度，轮胎低压行驶时，变形下沉，将加大对轮胎胎肩的磨损。同时，各部件胶于帘布层，帘布层之间剪切力增大，生热加剧，使胶层与帘线的物理性能下降，轮胎使用寿命缩短。若胎压长期低于正常气压的80%-60-，在高速行使时，轮胎会急剧升温而脱层，最后导致爆胎。轮胎超压行驶时，轮胎与地面接触的面积减少，单位压力增高，轮胎胎面的中部磨损增加。室内试验证明：气压超出25%，轮胎寿命降低15～20%；降低

8、气压25%，寿命降低约30%。汽车轮胎温度越高，轮胎的强度越低，变形越大，轮胎磨损增加。TPMS可于行驶时实时对轮胎气压、温度进行自动监测报警，可有效防止轮胎爆胎事故的发生[4]。1.提供“事前主动”型安全保护。汽车防抱死制动系统（ABS）、安全气囊等均是“事后被动”型安全保护，即事故已经发生时保护人和汽车的安全，降低伤害程度。而TPMS是“事前主动”预警系统。连续的压力、温度监测系统保证车辆在正确的负载中行驶。避免因轮胎压力