汽车轮胎压力监测系统的设计与实现

摘要

随着经济社会的发展，人们开始高度重视汽车安全性问题。汽车安全分为主动安全与被动安全两大类。主动安全是指汽车避免发生交通事故的能力。被动安全是指汽车在发生交通事故时，对车内人员采取的保护措施。主动安全技术具有防止交通事故发生的能力，应用较被动安全技术广泛。作为主动安全技术的一种，汽车轮胎压力监测技术在避免交通事故发生方面，发挥着极其重要的作用。 本文针对国内外市场对高可靠性轮胎压力监测系统的广泛需求，研制了一款高可用性的轮胎压力监测系统。轮胎压力监测系统有直接式和间接式两种。本文采用直接测试轮胎现场数据的方法，克服了间接式数据采集方法在特定条件下固有的不准确性，达到了较高的测试精度及准确度。 本文研制的轮胎压力监测系统由轮胎模块和中心接收站两大模块组成。轮胎模块由传感器单元、控制器单元及射频信号发射单元组成。传感器单元采用利用MEMS技术研制的集压力、温度传感器及数字控制逻辑于一体的MPXY8000系列传感器；控制器单元选用增强型51系列微控制器P87LPC767；射频信号发射单元选用单片集成PLL发射器ATA5756。本文详细论述了压力、温度信号的采集原理，利用二分动态查找算法，大大提高了数据采集效率，降低了轮胎模块功耗。设计了微控制器实现的算法软件流程图。在详细介绍射频信号发射芯片工作原理的基础上，给出了射频发射单元的硬件设计及发送数据的编码及数据帧格式设计。中心接收站由射频接收模块、语音播放模块、液晶显示模块、键盘及调试接口模块组成。论文重点论述了射频接收模块的工作原理及其软硬件实现，给出了接收端的软件流程图。接着给出了语音播放模块、液晶显示模块、键盘及调试接口模块的硬件设计及软件设计实现要点。本文最后给出系统的测试结果及分析，实验结果表明本系统达到了汽车实用性水平，并对本系统的改进点及技术发展趋势作出了预测。