直接式汽车轮胎压力监测系统设计

摘要

汽车轮胎的压力和温度参数在很大程度上决定了汽车行驶时的安全性和经济性,不正确的轮胎气压和温度会减少轮胎使用寿命,增加燃油消耗,严重时就会爆胎,造成生命和财产的损失。汽车轮胎压力监测系统(TPMS)能够对轮胎内的气压、温度等信息自动监测,在轮胎出现异常情况时及时报警,以提示驾驶员采取有效处理措施,确保行车安全并提高燃油经济性。论文分析了国际、国内TPMS的发展状况和技术现状,并根据国内外市场情况,选择直接式TPMS作为本设计的研究方向。之后,提出了直接式TPMS应具有的功能和设计要求,根据该要求,确定了本系统的设计方案和应达到的性能指标。在此基础上,综合运用了传感器技术、微控制器技术、无线通信技术、软件技术等构筑了直接式汽车轮胎压力监测系统。本系统由轮胎监测模块和中央监视器两部分组成,轮胎监测模块通过传感器采集轮胎状态数据后,以无线方式将数据发送给中央监视器,中央监视器接收到数据后,对数据进行处理、判断并在LCD上显示,若轮胎状态异常,则立即进行报警。同时,针对轮胎监测模块电池电量有限的问题,分别从软件和硬件两个方面提出了降低功耗的方法,并使用唤醒方式降低了电流消耗,延长了电池的使用寿命。最后,在实验室环境下对系统功能进行了测试,测试结果表明本系统的主要性能指标达到了设计要求。

目录

致谢

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题研究背景

1.2 TPMS 发展状况

1.2.1 国外发展状况

1.2.2 国内发展状况

1.3 TPMS 的研究意义与本文研究内容

1.3.1 TPMS 的研究意义

1.3.2 本文研究内容

2 TPMS 系统选型与总体设计

2.1 TPMS 系统分类及其工作原理

2.1.1 间接式TPMS

2.1.2 直接式TPMS

2.1.3 间接式和直接式TPMS 的比较与选择

2.2 直接式TPMS 总体设计

2.2.1 系统功能要求

2.2.2 系统设计要求

2.2.3 国外实现方案介绍

2.2.4 本系统设计方案

2.2.5 本系统性能指标

2.3 本章小结

3 系统硬件设计

3.1 MSP430 系列单片机简介

3.2 轮胎监测模块硬件设计

3.2.1 组成框图设计

3.2.2 微控制器MSP430F1121A

3.2.3 传感器电路设计

3.2.4 无线通信电路设计

3.2.5 电池设计

3.3 中央监视器硬件设计

3.3.1 组成框图设计

3.3.2 微控制器MSP430F149

3.3.3 显示、报警与键盘电路设计

3.3.4 数据存储电路设计

3.3.5 电源设计

3.4 本章小结

4 系统软件设计

4.1 通信协议

4.2 轮胎测量发射部分软件设计

4.2.1 软件主程序流程设计

4.2.2 无线发射子程序设计

4.2.3 胎压测量子程序设计

4.3 接收显示部分软件设计

4.3.1 软件主程序流程设计

4.3.2 按键处理子程序设计

4.3.3 报警显示子程序设计

4.4 系统功耗计算

4.5 本章小结

5 系统可靠性设计与测试安装

5.1 系统可靠性设计

5.2 系统测试

5.3 系统安装

结论

参考文献

附录A 轮胎监测模块原理图

附录B 中央监视器原理图

附录C 传感器测量压力程序

作者简历

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