汽车胎压监测与自动加

北京理工大学珠海学院-1-汽车胎压监测与自动加气装置设计学院：专业：姓名：指导老师：机械与车辆学院车辆工程黄耀飞学号：职称：080403031036宋长森苑士华讲师教授中国·珠海二○一二年四月北京理工大学珠海学院-2-毕业设计诚信承诺书本人郑重承诺：本人承诺呈交的毕业设计（论文）《汽车胎压监测与自动加气装置》是在指导教师的指导下，独立开展研究取得的成果，文中引用他人的观点和材料，均在文后按顺序列出其参考文献，设计（论文）使用的数据真实可靠。本人签名：日期：年月日北京理工大学珠海学院-3-汽车胎压监测与自动加气装置设计摘要随着汽车行业的飞速发展，汽车市场的不断升温，与之相关的电子技术也得到时了迅速发展及广泛应用．汽车技术的成熟使得汽车销售及使用不断壮大，现代汽车的行驶速度也随着路况的提高，汽车性能的提高而不断提升。而由于突发性道路交通事故的频繁发生，人们对汽车安全的关注度也日益提高。在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是驾驶人员最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计，在高速公路上发生的交通事故有70%－80%是由于爆胎引起的，怎样防止爆胎已成为汽车安全的第一大重要课题。权威的研究结果表明，保持标准的轮胎气压和及时发现轮胎故障是防止爆胎的关键，这就使对轮胎充气压力实行监测显得非常重要。本文设计了一种汽车轮胎压力监测系统（TirePressureMonitoringSystem）TPMS及气压调节系统的结合使用，该系统能够对轮胎的参数进行实时监测，当发轮胎压力参数异常时，及时采取报警措施并进行实时的汽压调节，从而避免交通事故的发生。论文在对当前存在的各种TPMS系统结构形式进行分析和比较后,选用一种现行直接式TPMS结合气压调节系统，实现轮胎压力实时的监测和调节的一种新型系统。提出一种基于直接式TPMS系统的，引入调节功能的新型设计。设计本身解决原有直接式TPMS的电池供电影响系统寿命的瓶颈，保证了监测系统的的稳定性。气压调节系统将解决汽车轮胎压力偏差的问题，在监测到气压偏高或者偏低时，对驾驶人员作出警报提醒并实时启动气压调节系统进行胎压调节，在数他钟内调节气压到标准值，保证行驶的畅顺。本文对系统的电源部分，气压调节部分进行了分析设计，解决系统供电，信号采集，信号处理及执行调节，RF/LF通信通等关键技术问题。对硬件进行测试。结果表明，该系统切实可行，成本，通信距离及可靠性方面均达到没计指标。关键词：轮胎压力监测；爆胎；气压调节；电源北京理工大学珠海学院-4-ThedesignofTirePressureMonitoringandConditioningSystemAbstractAsthevehicleindustryheatsuprecentyears,thecorrelativeelectronictechnologyhasbeenfullydevelopedandwidelyutilized.Whilesuddentrafficaccidentshappenmorefrequently,thevehicle-safetybecomesmorenotable.Whenvehiclesmoveatahighspeed,thetirefaultisahiddendangerandhardtoprevent,thusitisthemajorcauseofsuddentrafficaccidents.Asstatisticsshow,70%-80%ofthetrafficaccidentswhichhappenedinsuperhighwayarecausedbytireblow-out.Howtopreventatireblow-outhasbecomeakeyissueinvehiclesafetyfield.Asauthoritativeresearchindicates,thekeytopreventatireblow-outismaintainingstandardtirepressureanddetectingtirefaultbeforehand.Thus,tirepressuremonitoringbecomesmeaningfulandimportant.ThevehicleTirePressureMonitoringandConditioningSystemisdesignedinthepaper.Thesystemmonitorstireparametersreal-time,andalarmswhendetectingparameterexception,thushelpthedriveravoidtrafficaccidentsatthesametime,theconditioningsystemworksandthenmakesuretirepressureintherightsituation.AfteranalyzingandcomparingvariousTPMSstructuresappliedcurently,thepaperproposesanewstructure.ItbasesondirectTPMSandaddtheconditioningsysteminto.ThatisthenewTirePreesureMonitoringandConditioningSystem.Thepaperalsosolvesthepowerofthesystemwiththeelectromagetic,ensurethetirepressuremonitoringandconditioningsystemworksmoothly.Thetirepressureconditioningsystemcancontroltheairpressureinsidetire,themonitoringsystemwilltellthediverabouttirespressureandthengivetheinformationtotheconditioningunitgiveairoutorintokeeptherighttirepressure.Keepthedivingsafeandsmooth.Eachpartofsystemhasanalysedanddesignedinthepaper.Thecrucialtechnicalproblems,suchassignalcollection,RF/LFcommunication,andinformationprocessinghasbeensolved.Thehardandsoftwarehasbeendebugged.Theexperimentalresultssuggestthatthesystemreachesdesigntargetinpowerconsumption,communicationdistanceandreliability.KeyWords:TPMS;tireblow-out;pressureconditioning;power北京理工大学珠海学院-5-目录1前言......................................................................61.1课题背景.............................................................61.1.1汽车安全被广泛关注.............................................61.1.2TPMS在国内外的发展状况，及发展方向.............................62设计本论...................................................................92.1.1TPMS系统.....................................................92.1.2汽车爆胎原因.................................................112.1.3TPMS系统的分类和结构........................................112.2.1直接式TPMS系统...............................................132.3.1系统的主要指标................................................182.3.2系统功能......................................................182.3.3系统的技术参数................................................192.5.1供电原理......................................................202.6.1感应电流产生的条件..........................................222.6.2感应电动势的确定............................................232.6.3励磁调节器的工作原理..........................................242.6.4整流部分......................................................252.6.5电路图和工作原理..............................................262.6.6参数选择......................................................282.7.1设计思路......................................................292.7.2设计要求......................................................292.7.3总体设计流程..................................................302.8.1气压检测......................................................312.8.2方案选择......................................................312.8.3电路设计与分析................................................322.9.1A/D模块软件设计...............................错误!未定义书签。2.9.2D/A模块软件设计...............................错误!未定义书签。2.10LCD1602显示模块的设计..............................................342.10..1方案选择....................................................342.10.2电路设计与分析................................错误!未定义书签。2.11软件设计............................................错误!未定义书签。2.12键盘模块的设计......................................错误!未定义书签。2.13键盘模块的软件设计