基于ARM的汽车轮胎无线监测充放气控制系统设计

摘要

针对目前的汽车轮胎压力监测系统TPMS存在着无法对重型、大型车辆的胎压进行监测，无法根据汽车当前所处的路况、载荷等情况实时调节轮胎的压力等问题，设计了一种轮胎无线监测充放气控制系统，该系统不仅适用于行驶在一般路面上的车辆，还适用于行驶在高速、沙路雪地以及泥泞路面上的车辆，并能设置汽车的载荷情况，包括空载、半载和满载，可以实时监测并显示各个轮胎的压力和温度等参数，当这些参数出现异常时，系统会实时报警，并可以对压力异常的轮胎，进行实时充放气调节，整个充放气调节过程无需驾驶员的干预，具有广阔的应用前景。
　　 汽车轮胎无线监测充放气控制系统由多个位于汽车轮胎位置处的远端轮胎检测模块和一个安装在驾驶室的中央主控模块组成。前者主要负责检测轮胎的压力、温度，测量自身的电池电量，并将所测得的数据组帧通过无线的方式发射出去；而后者则接收前者发射过来的数据，并对数据进行相应处理，实时监测显示轮胎压力和温度，并对轮胎的异常情况进行声光报警，且对于轮胎压力异常情况，还能控制充放气阀门动作，对轮胎进行自动充放气。
　　 本文在全面了解本课题的研究背景和国内外发展现状基础上，结合课题的设计要求，论述了系统的软硬件设计方案；实现了中央主控模块各部分的硬件电路，包括原理图和PCB的设计；编写软件测试了各模块的功能；分析了各模块在电路设计中需要注意的问题：探讨了电路设计的可靠性；对系统进行了联调和现场测试，给出了相关结果。结果表明，该系统基本达到了预期的设计要求。

目录

文摘

英文文摘

论文说明：图表目录

声明

第一章绪论

1.1课题的研究背景

1.2课题的来源及研究意义

1.3国内外研究现状

1.3.1 TPMS的研究现状

1.3.2轮胎充放气系统的研究现状

1.4本文的结构安排

第二章系统的总体规划

2.1设计要求

2.1.1功能要求

2.1.2技术要求

2.1.3控制面板功能说明

2.2方案设计的思考

2.2.1组件的选取

2.2.2功耗的管理

2.2.3通信方式的选择

2.2.4三体式方案构想

2.2.5通信总线的选取

2.2.6轮胎定位的实现

2.3主要元器件选型

2.3.1传感器选择

2.3.2射频收发芯片选择

2.3.3微控制器选择

2.4系统实现方案

2.4.1系统的硬件设计方案

2.4.2系统的软件架构

2.4.3无线通信协议

2.5本章小结

第三章中央主控模块的设计与实现

3.1电源电路模块

3.1.1电源电路设计的考虑

3.1.2电源电路设计

3.2 LPC2214最小系统设计

3.2.1电源电路

3.2.2时钟电路

3.2.3复位电路

3.2.4调试与测试接口

3.3射频接收模块

3.4液晶显示模块

3.5声光报警模块

3.5.1声报警电路

3.5.2光报警电路

3.6参数存储模块

3.6.1存储模块的电路设计

3.6.2存储模块电路设计的思考

3.7继电器控制模块

3.7.1设计前的思考

3.7.2电路的设计

3.8按键输入模块

3.9面板电路的设计

3.10电路设计的可靠性

3.10.1原理图设计

3.10.2 PCB布线

3.11中央主控模块的测试

3.12本章小结

第四章系统的组成及联调测试

4.1系统的组成

4.2系统的联调测试

4.3系统的现场测试

4.4本章小结

第五章总结与展望

5.1总结

5.2展望

致 谢

参考文献

攻读硕士期间参加的项目及研究成果