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1、精品学习资源本文由 416030735 奉献pdf文档可能在 WAP端浏览体验不佳；建议您优先挑选TXT，或下载源文件到本机查看；中南高校 硕士学位论文汽车轮胎压力与温度监测预警系统的争论姓名 : 王进 申请学位级别 : 硕士 专业: 电力电子与电力传动指导老师 : 廖力清 20210605摘要轮胎压力监测系统 Tire Pressure Monitoring System,TPMS是车 辆安全行驶的重要保证之一, 在汽车电子技术高速进展和对汽车安全性能要求更高的前提下, 对 TPMS系统的争论和设计具有广泛的应用前景 , 并能带来良好的经济效益和社会效益.论文深化分析了TPMS技术的争论现状
2、和进展趋势, 并对比了 间接式TPMS和直接有源式 TPMS的优缺点 . 挑选直接有源式TPMS作为本文的争论目标 , 利用嵌入轮胎中的传感器检测轮胎的压力 ,温度以及供电电池的电压等参数, 并通过无线射频方式发射到安装在驾驶室的监视器上. 监视器实时显示各轮胎参数, 在显现反常时准时发出相关告警信息.论文针对直接有源式TPMS技术实现的主 要难点问题 , 包括系 统预警的精确性和牢靠性, 检测传感器模块的低功耗性能等, 开展 了以下工作 : 1 对 RF 发射部分进行具体设计, 包括发射天线的匹配网络,无线通信协议以及RF 发射治理机制等；2 提出改进的基于多传感器融合技术的预警算法, 有效
3、提高系统预警的正确性 , 防止告警信号的漏报和误报；31分析TPMS应用的电磁环境, 在电磁兼容性设计层面上, 阐 述了系统的软硬件设计方案； 4 在挑选极低功耗检测传感器等器件的基础上 , 挑选更适合应 用环境的锂亚供电电池 , 并实行良好的电源治理机制； 5 充分考虑TPMS与其他车载设备之间的信息共享问题 , 进行 基于 CAN总线的联机通信设计 . 测试说明 , 所设计的直接有源式 TPMS系统有效地提高了检测 精度和预警的精确率 , 较好地达到了预期设计目的 . 关键词 TPMS,无线通信, 电磁兼容 , 预警算法 ,CANAB STRACT TPMS1S oneof the mos
4、t important safeguards for vehicle to safely high speed development of the Auto Electronicdrive.With theTechnologyandpeopleSmoredemandsforsafety,itwouldbeofwidelyapplication foreground to research and design theTPMS,andmeanwhile,it would also bring more social benefits and economical benefits. The p
5、aper have deeplyanalysed the development statusanddirectionofTPMS andcomparedthedifferencebetweenIndirectTPMS and DirectTPMS.The paper choose Direct TPMSDirect of theas research object, to the TPMSusesthe sensors tomeasure the pressure and temperatureTiresincluding voltage of thebatteryand transmits
6、 themmonitorwhichisinstalledinthedrivingplatformbyradiofrequencymodulation.The monitordisplaysallkindsofpreferencesofthetiresintimeand,whenthepreferencesis abnormal,the alarms will worksautomatically and display related information. The systemS li fe arealarmexactly,reliability and promoting the bat
7、tery欢迎下载精品学习资源orthe technical difficultiesthe key point for Direct areTPMS.Regarding these points,several aspects studied:1Studying theand Designing the RF Transmit detailedly,including wireless Matching Network for Antenna,thecommunicationprotocol and the management of RF transmission. 2After insur
8、ingthe paper researchesthe accurate probability of wireless transmission, and advances the arithmetic basedon SensorFusion in order to avoid the TPMS givingwrong alarm.3Analysethe application electromagnetism environment of TPMSand design the hardware and software concretely by considering the perfo
9、rmance of EMC. 4Besides choosing thechooses the Li/SOCl2 batterylowest power consumption IC,in design, asthe power supply and usesa moreeffective manage method toreduce the systemS power consumption.on5The information sharing,based CAN Bus,is fully consideredand designed.By test,after taking theseme
10、thods listed onthe front,call ateffectively improve precision and veracity of the system,anddesign carried out the anticipative target. last,theKEY WORDSTPMS,Wireless Communication,EMC,Early Waming arithmetic,CAN IIl欢迎下载精品学习资源原创性声明本人声明 , 所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的争论工作及取得的争论成果. 尽我所知 , 除了论文中特殊加以标注和致谢的地方外 ,
11、论文中不包含其他人已经发表或撰写过的争论成果, 也不 包含为获得中南高校或其他单位的学位或证书而使用过的材料. 与我 共同工作的同志对本争论所作的奉献均己在论文中作了明确的说明 .作者签名 : 主上 L.日期 : 手年月止日学位论文版权使用授权书本人明白中南高校有关保留, 使用学位论文的规定 , 即: 学校 有权保留学位论文并依据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文,答应学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容, 可以采纳复印 , 缩印或其它手段储存学位论文. 同时授权中国科学技术信息争论所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库 ,并通过网络向社会公众供应信息服务.嗍斗年月
12、日硕 j: 学位论文第一章绪论第一章绪论随着人类科技和生活水平的提高, 汽车越来越多也越来越近地走进了人们的生活 , 已经成为必不行少的交通, 运输工具 . 进入 2l 世纪来 , 对汽车的安全 ,环保, 节能 , 舒服和智能等性能要求也提到了更高的层次.轮胎是汽车系统的重要部件, 其性能优劣及使用情形直接影响到汽车行驶的可操纵性 , 安全性 , 舒服性甚至是节能性 . 目前 , 我国正进入汽车消费的高速增长期 , 行车安全问题越来越受到人们的重视, 而轮胎的安全性是汽车安全性能评判的重要指标之一. 轮胎爆胎由于其不行猜测性和不行掌握性而成为突发性交通事故发生的 重要缘由 , 造成了庞大的经济
13、缺失和人员伤亡, 极大地威 胁着汽车的行驶安全 . 恰当的轮胎充气压力是保证汽车安全 , 平稳行驶的关键因素 , 准时精确地对超过或低于轮胎压力, 温度标准范畴的反常状态进行报警,是削减由轮胎爆胎引发交通事故的有效途径. TPMS 是顺应上述要求显现的应用技术, 正逐步被各界要求在将来汽车的 设计制造中采纳 . 本文追踪国内外最新的信息, 争论和设计了轮胎压力 , 温度预警系统 , 实时检测轮胎的压力和温度, 在显现反常情形下能准时向驾驶员预警 , 实行适当措施以防止情形的恶化: 此外 , 本系统能与车载电子掌握单元Electronic Control Unit,ECU 进行 CAN总线通信
14、, 便利 ECU依据本系统所反馈的轮胎信息调整驱动行为, 从而较好地匹配整车动作达到安全 , 舒服 , 节能 的目的 .1.1 课题背景及争论意义1.1.1 课题背景 据交通部门统计 , 高速大路约 46%的交通事故是由于轮胎故障引发的, 而其中 75%是由于胎压过低 , 漏气造成的爆胎 , 并且, 高速行驶情形下 , 爆胎而导致的死亡率达到了 70%以上 . 如何防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题 . 中国国家橡胶轮胎质量监督中心专家分析 : 保持标准的轮胎气压行使和准时发 现轮胎漏气是防止爆胎的关键 . 那么汽车胎压监测系统将是抱负的工具 .2000年 11 月 1 日美国总统克林顿签署
15、批准了国会关于修改联邦运输法的提案 , 要求2003 年后全部的新车都需把这种 TPMS系统作为标准配置 . 作为回应 , 美国公 路交通安全局要求到 2007年, 全部在美国销售的汽车都必需安装轮胎压力监视系统 , 并提出了汽车生产商的执行时间表: 美国市场出售的汽车 ,2004 年占硕士学位论文第一章绪论10%,2005年占 35%,2006年占 65%,2007 年将达 100%.2007 年后 , 已有欧美 , 日韩等国立法强制TPMS为汽车标配 , 并制定了 TPMS的技术规范乜1,国内在国产奔腾 , 奥迪 , 君威, 荣威等系列部分车型已经使用.TPMS现在仍属于比较高端的产品,
16、离大众化和普及化仍有很长的距离, 但是信任不久的将来, 胎压实时监测系统技术必将得到广泛的应用.经受半个多世纪的进展后, 汽车在机械结构方面已经特别完善, 靠转变传 统的机械结构和有关结构参数来提高汽车的性能己接近极限. 由于臼益增强的安全 , 节能与净化要求和猛烈的市场竞争, 迫使汽车工业不断争论新技术, 开 发新产品 , 特殊是微电子技术的长足进步, 又为汽车新技术进展供应了重要的 技术手段和支撑 , 比如 ECU,车载导航系统 , 防抱死刹车系统 Anti.10ckBrakingSystem,ABS等. 当前 , 汽车电子技术进入了优化人一汽车一环境三者之间整体关系的阶段 , 向着超微型
17、磁体 , 超高效电机以及集成电路的微型化方向进展, 并为汽车上的集中掌握供应了基础 例如制动 , 转向和悬架的集中掌握以及发动机和变速器的集中掌握. 事实证明 , 采纳电子掌握装置对提高汽车安全性, 可 靠性 , 舒服性 , 经济性等以及改善汽车的动力学和动力学性能并削减废气排放,欢迎下载精品学习资源削减油耗等都具有显著的成效.1.1.2 争论意义依据前面所述 , 轮胎的正常使用对汽车的安全行使至关重要. 提高其安全性能 , 实时监测其状态并准时对反常情形进行预警, 可以有效降低事故 , 特殊 是高速行使时发生交通事故的可能性 , 也就大大削减了因此而引起的人身伤亡和经济缺失 .机动车尾气排放
18、是当前空气污染和引起地球温室效应的主要来源之一, 如 何提高燃油的经济性, 削减油耗 , 降低污染亦是人们亲密关注的问题. 前面也有提到 , 轮胎压力与汽车燃油的经济性, 轮胎本身的使用寿命有着亲密联系 研 究说明 , 胎压过高或者过低会削减轮胎寿命20%,胎压过低仍会增加油耗lO%, 另外, 汽车长期行使于正常气压状态下, 对汽车发动机及底盘特殊是对悬挂系统的保养和保护有突出的奉献, 由于假如汽车在轮胎气压过高状态下行驶, 日积 月累对发动机底盘及悬挂系统将造成很大的损害, 而过低气压就会增加汽车轮胎的磨损 . 综上可知 , 实时监控轮胎的压力 , 温度, 使其处于正常的工作状态可以有效延长
19、其使用寿命和削减燃料消耗, 有利于制造节能型社会, 具有显著 的社会效益 .我国正在成为全球最大的新兴 汽车市场 , 汽车需求量和保有量显现了加速增长的趋势 , 并且年销售量激增 , 已接近成为仅次于美国的全球其次大汽车销2硕上学位论文第一章绪论售国 , 且这种增长的趋势将不行逆转, 到 2021 年, 中国汽车销量将能够全面超越美国成为世界第一 实际上, 由于 2021 年美国次贷危机对全球金融的冲击,在 2021 年 1 月份 , 美国汽车销量就降至27 年来最低点 , 首次逊于中国 . 在此 前提下 , 汽车安全性产品将成为中国朝气蓬勃的新兴市场的热点, 今后每年的 增长速度可达 50%
20、.而国内外现有整车上匹配TPMS系统的不多 , 存在庞大的上升空间 . 随着人们生活水平提高以及对安全性能更高的要求, 汽车及配套的轮胎预警装置的市场将日益扩大, 据业内专家猜测 ,TPMS这个继 ABS,安全气囊之后第三大安全系统将得到快速进展. 因此 , 轮胎预警系统的生产制造厂家将会获得庞大的经济效益, 汽车制造厂商也会因提高整车的安全性能, 而吸 引更多的消费者 .1.2 国内外争论现状及进展趋势1.2.1 国外争论现状对轮胎爆胎进行预警是保证汽车安全行驶的关键所在, 已成为汽车行业争论的热点问题 . 另外, 国外强制法令的出台 , 也促进了 TPMS相关技术的快速进展 , 在这方面
21、, 美国 , 日本 , 德国 , 法国, 英国在近几年都取得了突破性的进展 , 形成了性能和功能完善的轮胎压力监测系统产品, 并达到了肯定的规模 .从近年发布的世界新车资料来看, 林肯大陆 , 奔腾 , 宝马 , 奥迪 , 大众等中高 档车均安装了轮胎压力监测装置, 用于监测汽车行驶过程中轮胎气压, 车内主 控机板显示模块实时显示轮胎气压状态 . 针对直接有源式TPMS,国外一些半 导体厂商以自身的芯片为核心供应TPMS解决方案 , 比如 Infineon,GE, Freescale等. 在检测传感器方面, 随着 TPMS产品市场对 IC 高整合度和高可靠性的要求 , 目前应用比较成熟的有将测
22、量传感器与微掌握单元MicroControllerUnit,MCU合二为一的智能传感器, 诸如飞思卡尔等部分厂家仍在最近胜利推出集检测传感器,MCU,无线射频发射 Radio Freqency,RF芯片于一体的智能检测传感器模块.此外 ,M 其林集团 , 固特异轮胎橡胶公司已开发出在轮胎制造时的成形工序中 , 将压力 , 温度监测和信号发射装置埋入轮胎胎壁内, 让它在轮胎的整个寿命期间 一般为 l 7 年发挥作用 , 而作为信号接收装置就做成如手机样的手 握式解码读出器 , 可便利驾驶者出车时插装在车上 , 下车后随身携带 . 1.2.2 国内争论现状 据中国汽车工业协会相关市场调查说明 ,
23、国内轮胎爆胎预警系统的相关产3硕士学位论文第一章绪论品已有推出 , 但大多技术性能不甚完善或系统简易, 产品也没有形成肯定的规模, 存在以下缺点 : 系统工作寿命短；系统在低温或高温环境下稳固性不够；工作牢靠性较差；检测精度不够 . 而性能牢靠 , 功能完善 , 技术成熟 并且形成规模的产品均是一些国外知名公司 如美国李尔 ,西门子 VDO,英国施奈德 , 德国贝鲁 的品牌产品 , 但价格较为昂贵 . 此外 ,TPMS系统中的轮胎检测传感器核一Ii,器件的研制和生产跟国外相比差距仍很大, 现在主要的是由国外一些公司诸如Freescale,英飞凌等提高供 , 研制出性能牢靠 , 功能完善并且价格
24、能为当前多数国内消 费者所接受的轮胎爆胎预警技术产品很有必要. 另外,国内相关争论机构正在加紧无源TPMS的争论 , 力求拥有自己的学问产权, 据报道 , 最近由吉利公司推出的爆胎监测与安全掌握系统Blow.Out Monitoring and Brake System,BMBS已经超越了美国 TPMS 标准, 它采纳的是人工智欢迎下载精品学习资源能主动介入技术 , 在轮胎突发爆胎时自动接管车辆 , 代替驾驶员实施行车制动 ,从而达到降低或者化解爆胎风险的目的 , 与此同时 , 对于没有安装 ABS的车辆 ,BMBS 系统在遭受爆胎后将自动实施 连续点制动 模拟 ABS功能, 使车轮不会发生抱
25、死滑移现象 , 有效确保了行车制动的安全性 . 1.2.3 进展趋势 TPMS 经受了由早期的机械式 , 纳M材料式和磁敏检测法 1, 逐步过渡到 间接式 TPMS和直接有源式 TPMS,而间接式 TPMS虽然成本低 利用车载 ABS即可实现 , 但是由于精度低 , 不能实时显示胎压等缺点J 下逐步被剔除 , 直接轮 胎压力监测系统才是当前市场上汽车产品寻求安装保证轮胎安全性的主要进展方向 . 同时轮胎爆胎预警装置系统作为一项新技术, 能够为整车供应轮胎压力和温度等状态信息 , 必将成为汽车整车掌握系统单元的一部分, 同时 , 它对汽车电子信息共享的争论也具有重要意义.TPMS传感器模块技术将
26、向发射模块高度集成化 , 无线无源方向进展 , 将来的应用方向仍将包含利用运动的机械能自供电的四合一模块 , 届时 ,胎压监测发射系统只有一个模块和一个天线组成,开发人员的二次设计将变得特别简便, 产品安全性 , 牢靠性 , 稳固性也会有进一步的提高 .另外 , 融合射频识另1Radio FreqencyIdentification,RFID技术进行智能轮胎的争论也是进展趋势, 比如美国固特异轮胎橡胶公司和西门子VDO汽车配件公司合作 , 胜利研发出一种钮扣电池般大小的带RFID 卡传感器 . 该传感器 除了能够感知轮胎内的气压,. 胎体温度的变化并发射反映这种变化的信号外,仍具有标识轮胎的功
27、能, 也就是说 , 它既可用于轮胎气压监测, 仍可以用于轮胎历程可追溯性记录 , 此外, 西门子 VDO的智能轮胎系统使用压电元件来代4硕. 学位论文第一章绪论替电池 , 通过轮胎的旋转为系统供能1.国内上海交通高校也开头基于声表波SurfaceAcousticWave简称 SAW技术的 TPMS开发争论 , 这种能同时测量轮胎内压力, 温度和发射数据的SAW传感器 , 不仅可实现智能轮胎信息的无源测量和无线发送, 并且将拥有中国人自主的学问产权 . 基于声表面波技术的轮胎传感器仍处于试验阶段 . 其主要优点是传感器部分不需要电池供电 无源 TPMS,而且质量较小 , 目前国际上已经开发出的试
28、验传感器样品只有59 左右 , 同时可在高温等恶劣环境下工作. SAW 型传感器基本工作原理是在轮胎的表面嵌入薄石英片, 通过石英压电晶体将压力信号转化为相应的响应频率信号, 并在询问频率的诱发下 , 返回响应频 率, 从而测量行使中汽车轮胎的压力和温度等p1.另外 ,TPMS 系统与汽车整车掌握系统的电控单元的整合, 即通过车身数据总线 CAN总线或者LIN 总线并入车载掌握网络中, 也是一种进展趋势抽3.1.3 论文争论内容及结构支配本文争论基于 TPMS直接式 的性能需求 , 针对 TPMS实现的关键技术要点: 无线通信的牢靠 , 检测数据的精度 , 系统的低功耗等 , 开展了以下争论工
29、作:1采纳最新技术的Freescale传感器的直接有源式TPMS,对胎压 , 胎温 包括供电电池电压进行实时监测,集低功耗 , 高集成度 , 牢靠 RF发射于一体；21整合先进预警算法准时对反常情形进行预警, 防止漏报或误报, 并设 计了良好的预警界面；3 针对TPMS进展趋势 , 设计了 TPMS与车载 ECU和外部个人电脑PersonalComputer,PC通信的功能 , 能为 ECU供应轮胎状态信息便于实现对汽车更加优化 , 节能的掌握；4在设计使用低功耗硬件的基础上, 优化软件设计和电源治理机制, 提高电源电池的使用寿命；5 结合检测传感器整合的RF手册和参数 , 重点设计发射天线的
30、结构, 匹配网络 , 无线通信协议 , 力求通信的稳固和牢靠. 6 进行系统的软硬件设计, 包括数据采集 , 发射 , 接收, 显示, 通信等功能电路 .依据争论内容 , 论文结构支配如下 :第一章绪论 . 阐述课题的背景和争论意义, 探讨国内外对该课题的争论现状以及 TPMS系统的进展趋势 ,分析 TPMS系统的技术要点和本文实行的措施.其次章 TPMS原理及方案设计 . 分析 TPMS系统的原理 , 工作环境 , 并提硕上学位论文欢迎下载精品学习资源第一章绪论出系统设计的技术要求, 进行系统方案论证和设计.第三章轮胎参数检测与发射模块硬件设计. 采纳Freescale推出的高性能 TPMS
31、检测传感器 . 实现检测发射系统的硬件电路. 阐述系统的低功耗措施,对 RF天线包括其匹配网络 , 无线通信协议进行具体的设计, 并简要介绍检测模块的安装方式 .第四章中心接收与处理模块硬件设计. 给出中心接收与处理单元各部分功能的具体设计, 包括 RF接收 ,CAN 通信 , 通用串行总线 Universal SerialUSB通信接口 , 人机接口 , 轮胎 ID 定位识别 , 电源治理等 .第五章系统软件设计 . 第一对软件整理架构进行说明和叙述 , 依据已设计 的硬件 , 逐一说明主要功能部分的软件设计思路 , 并给出相关流程图和文字说 明. 第六章轮胎爆胎预警算法的争论 . 针对 T
32、PMS系统预警的牢靠性要求 , 防止漏报和误报 , 即提高报警的正确性 . 在分析现有预警算法的基础上 , 提出 改进的措施 , 给出具体的设计实现 . 第七章系统电磁兼容性设计 . 汽车电子环境复杂 , 而且对汽车电子设备的 牢靠性 , 稳固性要求也比较高 , 本章在电磁抗干扰 Electro MagneticInterference, BUS,EMI和电磁兼容性 Electro Magnetic Compatibility,EMC方面对系统进行了一定的分析和设计 .最终是全文的总结和展望 .6硕土学位论文第一二章 1 甲 MS原理及方案设计其次章 TPMS原理及方案设计TPMS主要用于在汽
33、车行使时实时对轮胎压力, 温度进行自动监测 , 对各 种反常情形 如轮胎漏气 , 过低或过高气压 , 过高温度 进行预警以保证行车安全. 一般包括轮胎检测部分 , 无线数据传输部分, 数据处理以及显示警告部分.本章主要介绍 TPMS的实现原理和进行具体方案的论证设计.2.1TPMS工作原理TPMS包括两个部分 : 轮胎参数检测与发射模块；中心接收与处理模块.前者一般由检测传感器,MCU,RF射频发射 , 天线和锂电池组成, 主要负责汽车轮胎的压力, 温度 , 加速度 可选 , 模块电源电压的检测以及检测数据的无线传输 , 全部材料和元器件都要求满意 .40 -125的汽车级工作温度范畴；而后者
34、一般由主掌握器, 人机接口 ,RF接收 , 语音告警等组成 , 完成所接收数据的处理 , 具有良好的人机交互功能, 能准时预警轮胎的反常信息. TPMS 原理框图如图 2.1 所示 .图 2.1 TPMS 原理框图2.2 系统整体方案设计2.2.I系统设计要求 1, 系统工作环境直接式胎压 , 温度预警系统为了实时测得胎压和胎温, 检测传感器须安装在汽车轮胎内部 , 工作在密闭的环境中 . 对有内胎的轮胎 , 传感器模块安装在内胎外面的垫胎上或嵌入垫胎中；对无内胎轮胎 目前大部分为此类, 传感器模块可固定在轮毂上 . 此外, 签于轮胎的旋转状态 , 检测数据只能实行无线传硕士学位论文第. 二章
35、 TPMS原理及方案设计输方式 . 图 2.2 是传感器模块的无线发射示意图, 图中黑色的小方块表示传感器模块 . 当传感器模块随着轮胎旋转到远离接收机位置 如图 2 2 的位置 2时,金属轮毂会对无线发射信号产生肯定的屏蔽作用, 主机模块接收到的信号将会有所减弱 . 此外 , 系统工作在室外环境 , 必需有较宽的工作温度范畴.位置 l位置 2图 2-2 传感器模块发射示意图2, 系统功能要求胎压 , 温度预警系统主要用于实时监测汽车轮胎的工作状态, 对轮胎压力 反常准时赐予提示 , 并结合轮胎温度对可能显现的爆胎事故进行预警, 加强汽车高速行驶的行车安全. 本课题争论的系统是新型的主动直接式
36、轮胎压力监测产品 . 系统在汽车行驶状态下通过置于轮胎内部的传感器模块实时测量轮胎压力和温度 , 通过射频方式将测得的状态信息发送到安装在驾驶室内的系统主机,并通过主机的液晶显示器LiquidCrystalDisplay,LCD显示各轮胎的当前状况,让驾驶员直观明白各轮胎的实时状态, 显现反常 包括轮胎漏气 , 反常升温 , 传 感器模块电源不足等 就发出报警信号 . 此外 , 在汽车轮胎的使用过程中, 轮胎 胎面会逐步被磨耗 . 但由于各车轮受力不同, 轮胎在路面的滑动量不同 , 以及 受拱型路面的影响 , 使汽车的前后轮 , 左右轮的磨损速度不同. 有的轮胎磨损重, 有的磨损欢迎下载精品学
37、习资源轻, 甚至仍会显现轮胎的单边磨损不匀称. 为了延长轮胎的使用寿命 , 定期对轮胎进行换位, 这是汽车轮胎保养的有效方法 . 轮胎的保护换位能够提高轮胎行驶里程, 平稳胎体疲惫强度和磨损. 因此 , 研制的系统必需具有轮胎换位后的重新定位功能.依据美联邦机动车辆安全标准乜1 国内仍没有正式出台相关标准: 当单个轮 胎或平均每个轮胎压力, 比车辆制造厂举荐的标准轮胎气压降低25%或更低时 ,或者低于规定的最低气压 标准 无论符合哪种情形 , 一辆机动车辆上安装的TPMS 必需警告驾车者；当任何一个单个轮胎的压力, 比车辆制造厂举荐的标准轮胎气压降低30%或更低时 , 或者低于规定的最低气压标
38、准 无论符合哪种情况, 一辆机动车辆上安装的TPMS必需警告驾车者 .硕 I: 学位论文其次章 TPMS原理及方案设计综上 , 胎压, 温度预警系统的主要功能要求归纳如下:1实时监测各个轮胎的压力, 温度, 模块电源电压 , 数据无线传输； 2 可设定各轮胎报警的上下门限；3 实时显示监测数据 , 准时精确报警反常情形；4 系统当前时间的显示和更换；5 可重新对各轮胎进行定位, 便于轮胎保养换位及更换；6CAN 通信接口 , 便利与车载 ECU联机； 7 与 PC通信才能 , 便于功能扩展以及数据的进一步分析处理；8 可检查并判定检测传感器故障, 并予以告警； 9 停车时系统的自动关闭. 3,
39、系统技术要求结合前文所述 , 给出系统主要技术指标要求: 1体积小 , 重量轻 , 便于安装和保持轮胎的动平稳 : 2功耗低 , 使用过程中不用更换电池即可以长期工作, 最好支持 5.10 年； 3RF 射频信号接收灵敏度高 , 抗干扰 , 发射功率低并符合国际规范；4 通信信道的牢靠和稳固性, 对轮胎压力和温度的反常不能漏报和误报；5较高的测量精度；6汽车级工作温度范畴 : 舶 -125 , 且符合相关标准并经济适用.2.2.2系统方案论证与设计TPMS系统, 依据其猎取轮胎压力和温度的方法分类, 可分为两大类 : 第 一类是间接式 , 即通过汽车 ABS 系统的轮速传感器来比较车轮之间的转
40、速差别, 以达到监视胎压的目的. 上海通用别克轿车安装的即是这种间接式 TPMS, 即当汽车行驶时 , 轮胎气压监测系统接收4 个车轮转速传感器的车轮转速信号,进行综合分析 ,当某一个轮胎的气压太高或不足时, 轮胎的直径就会变大或变小, 车轮的转速也发生相应变化. 监视系统将车轮转速的变化情形同预设的标准值比较 , 即可判定出轮胎气压过高或过低 . 该类型系统的主要缺点是无法对速度超过 100 公旱 / 时的情形进行判定 . 同时 , 由间接式判定轮胎缺气的原理可知, 当多于两个轮胎同时低压或高压时 , 系统将无法正常工作；其次类是直接式, 这是一种通过温度 , 压力传感器精确测定轮胎压力和温
41、度的方式 , 所测定的数据需要通过无线方式发送到主机模块处理 , 需要增加额外设备和成本 . 直接有源式 TPMS依据轮胎模块有无电池供电又可以分为主动式和被动式 , 主动 式 TPMS有电池供电 , 而被动 式 TPMS,就 用 一 个 中 央 收 发 器 代 替 直 接 有 源 式 TPMS 中 的 中 央 接 收 器 , 安 装 在 轮 胎 中 的 转 发 器Transponder 代替发射器 , 接9硕士学位论文其次章 TPMS原理及方案设计收来自中心收发器的信号, 同时使用这个信号的能量来发射一个反馈信号到中心收发器 . 被动式 TPMS虽然不需要电池供电 , 但也涉及到模块的取能问
42、题,在目前没有更好的解决方案, 或者将来利用车轮机械能转换成电能利用也是一个方法.由于直接主动式TPMS精度高 , 技术成熟 , 能很好地满意人们的需求, 在本文的设计中 , 以此基础 , 进步加入了一些新的结构和功能, 使之更加合理 ,安全 , 牢靠和人性化 .TPMS系统通过植入轮胎内部的传感器实时采集轮胎压力, 温度, 锂电池电压 , 加速度信号 , 所采集的数据经过微掌握器的初步处理后, 利用 RF无线射频方式发送致安装在驾驶室的接收器上, 并通过 LCD实时显示 , 当显现反常情形 , 立刻启动告警信号. 另外 , 各 TPMS器件生产厂商所供应的产品列表如表2.1 所示 , 考虑到
43、产品的综合性能 , 挑选 Freescale最新推出的 MPXY83XX系列胎压监测传感器作为核心器件.MPXY83XX采纳 Freescale的系统级封装 SystemIn aPackage,SiPT艺, 集成有一个 8 位 S08内核的微掌握器 512B RAM,16KB Flash ；一个 SmartMOS射频发射器 多种波特率挑选 , 支持 FSK/ASK调制模式 以及一个压力传感器和温度传感器；带有探测器和解码器的低频Low Freqency,LF输入；也可以包含一个可选的单轴z,或者双轴 Z加 X加速计, 用来进行运动监测及轮胎位置识别；过温关断；供电电压检测 : 由 LFO 驱动
44、的低功耗唤醒计时器和周期复位；工作温度范畴为-40l -+125 , 压力范畴为 100- 一 1500kPa 可选 .MPXY83XX系统封装解决方案旨在满意全球汽车的安全需求, 实现精确 , 准时的胎压监控 , 系统高度集欢迎下载精品学习资源成, 经济高效 , 其专有的低功耗技术使TPMS电池寿命能延长到10 年.表 2.I常用 TPMS传感器性能比较10硕士学位论文其次章 TPMS原理及方案设计基于 MPXY83XX设计的系统原理框图如图2.3 所示. 此外 , 该系统仍设 计有与车载ECU和外部 PC通信的接口, 有利于用户实现所需要的拓展功能检测发射模块堆力检测潞瞳检测 加速瞍检测
45、电脏 佥测 定时器,tPXY83XXRF发射产锂业电池图 2-3 系统原理框图在本方案中 ,MPXY83XX完成对轮胎压力和温度的检测 包括系统电池电量和汽车加速度的检测, 检测数据的初步处理 ,IU发射 , 而处理监控单元主要完成 RF 接收 , 数据的最终处理和显示 ,CAN 和 USB 通信 , 人机接口以及预警等 . 其中, 处理监控单元选用Freescale推出的汽车电子级MCU即 MC9S08DZ60,高灵敏度 RF接收芯片 MC33594,器件的具体参数和应用电路设计见第四章 .2.3 本章小结本章主要介绍了TPMS系统原理 , 分析和提出了 TPMS系统的性能参数要求, 并在此基础上进行了系统方案的论证和设计 , 进行了器件的比较和选型,挑选 Freescale最新推出的具有高集成度的智能轮胎传感器模块, 确保后面整个系统设计的低功耗, 高集成度 , 模块化和更小型化.硕士学位论文第三章轮胎参数榆测弓发射模块的硬件设计第三章轮胎参数检测与发射模块的硬件设计轮胎参数检测