基于嵌入式系统的轮胎监测自控调压系统的设计

摘要

轮胎气压监测系统(TPMS)主要用于汽车行驶过程中实时监测轮胎气压，并对轮胎漏气和高气压进行自动报警，以保障行车安全。但是TPMS无法对轮胎压力进行调节，不能根据路面状况和汽车载重等情况改变预警范围，只适用于四个轮胎的小型汽车。 本文所设计的轮胎监测自控调压系统(Tire Pressure Monitoring and Control System)不仅能够实时监测轮胎气压，而且可以根据当前的路面状况以及载重情况对轮胎进行充放气，适用于军用装甲车、大型货车和客车，由于不同的汽车行驶状态，对汽车最佳的轮胎气压是不同的，该系统通过自动调节轮胎的气压可以使汽车在最佳状态下行驶，以更好的保护轮胎、节省能源以及保证行车安全。 系统的中央控制模块采用ARM和微型实时操作系统μCOS—Ⅱ实现。32位的MCU保障了运算处理能力，采用嵌入式实时操作系统μCOS—Ⅱ来管理，软件编制简单，可靠性高。 本文从系统设计的角度对汽车轮胎压力监测以及自动控制系统的设计进行了介绍，从理论上和技术方法上开展了一系列研究： (1)操作系统的移植与调试。实现了μC/OS—Ⅱ实时操作系统在基于LPC2220的嵌入式控制器硬件平台上的移植过程； (2)嵌入式系统软件设计与调试。着重叙述了中央控制模块的软件架构设计，包括各个模块的设计以及接口驱动的编写； (3)系统实现了实时显示轮胎压力和温度等信息，当胎压不正常时，可根据当前路面状况和汽车载重进行报警并自动调节至标准胎压，完成了自动调节气压的算法设计，系统采用低频唤醒的方式实现了低功耗设计。 (4)系统实现自动存储新轮胎信息，并可以手动设置胎压标准。

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论文说明：图表目录

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第一章绪论

1.1轮胎气压监测系统的发展概况及现状

1.1.1轮胎气压监测系统的产生背景

1.1.2轮胎气压监测系统的发展现状

1.2轮胎监测系统的发展趋势

1.3轮胎监测自控调压系统的研究内容及意义

1.3.1项目要求

1.3.2研究意义

1.4本文的主要工作和内容安排

第二章轮胎监测自控调压系统系统的总体设计

2.1轮胎监测自控调压系统的总体实现

2.2汽车轮胎无线监测及自动控制系统的硬件设计

2.2.1轮胎模块的硬件设计

2.2.2中央控制模块硬件设计

第三章轮胎监测自控调压系统的系统软件设计

3.1通信协议

3.2中央控制端软件设计

3.2.1开发工具介绍

3.2.2μC/OS-Ⅱ实时操作系统

3.2.3 μC/OS-Ⅱ在LPC2220上的移植

3.2.4系统相关硬件初始化以及驱动程序编写

3.2.5系统上层软件方案设计与实现

3.3轮胎端软件设计

3.4中央控制模块LCD面板显示及操作设计

3.4.1面板按键功能介绍

3.4.2系统使用说明

3.4.3系统报警模式说明

3.4.4手动设置标准

3.4.5换胎操作说明

第四章系统软件调试及测试

4.1系统软件调试及测试

4.2调试总结

4.3设计结果

第五章工作总结和展望

5.1论文总结及系统性能分析

5.2论文展望

致谢

参考文献

个人简历及在学期间研究成果