基于聲表面波的輪胎壓力監(jiān)測研究.pdf

1、輪胎壓力測量是保證汽車安全運行的一個重要因素之一，輪胎性能好壞直接影響到汽車的性能，保持正常的輪胎氣壓可以提高汽車行駛安全性、改善操縱性能；同時有利于延長輪胎使用壽命，降低汽車使用成本。但由于輪胎是在旋轉的運動中，給測量帶來了很大的挑戰(zhàn)，既要保證測量的精確性和實時性，又要推測出它的變化趨勢，為下一步的預測控制做好準備，所以必須要求有很高測量精度和響應速度。 本文就是通過對國內(nèi)外的輪胎氣壓實時監(jiān)測系統(tǒng)(TirePressureMo

2、nitoringSystem，以下簡稱TPMS)的研究，提出一種新型的無源無線輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，來解決目前現(xiàn)有系統(tǒng)存在的結構復雜、分辨率低、電池壽命有限、成本高等問題。 聲表面波傳感器具有無源無線傳感的優(yōu)勢，可用于對旋轉物體，快速移動等非接觸測量。本文研究的是基于聲表面波原理的無源無線輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)，它可以實現(xiàn)高分辨率、小體積、無電池的簡化結構。 文章詳細介紹了無源無線輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)中的聲表面波傳感器工作原理、回波信

3、號組成、數(shù)字信號處理和軟件開發(fā)方法；并討論了輪胎壓力報警模型的建立方法，得到更加接近實際的壓力模型；同時還給出了新的系統(tǒng)的硬軟件設計方案，最后構造傳感器仿真實驗平臺，進行仿真。主要包括以下內(nèi)容： (1)無源無線聲表面波傳感器系統(tǒng)的構成。分別介紹了延遲型和諧振型傳感器的結構和工作原理，并分析了諧振型壓力測量系統(tǒng)的構成和工程方法。 (2)系統(tǒng)激勵信號研究。通過分析聲表面波諧振器對不同激勵信號的響應，本文選用正弦脈沖串作為激勵

4、信號，來提高系統(tǒng)工作效率和傳感距離。 (3)建立輪胎壓力報警模型。通過對輪胎爆炸的機理分析，得出溫度、負載對輪胎的影響，得到更加貼近實際的輪胎壓力模型，給出輪胎報警的狀態(tài)。 (4)系統(tǒng)主機的設計及系統(tǒng)激勵信號和系統(tǒng)電磁兼容的設計。分別選用了MSP430F系列的16位微控制器來進行控制，實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、激勵信號發(fā)送、激勵信號接收、動態(tài)顯示、異常報警、數(shù)據(jù)存儲等功能。 (5)顯示和鍵盤模塊的設計。使用液晶顯示器(LCD