直接式輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、凡士通輪胎的質(zhì)量問題造成了上千人的傷亡，導(dǎo)致凡士通被迫一次召回了650萬只輪胎，這件事引起了人們對于汽車輪胎安全的極大關(guān)注，美國政府也因此通過立法，在新出廠的汽車上強制安裝實時監(jiān)視輪胎壓力的裝置，確保行車安全。TPMS(輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng))應(yīng)運而生，它的主要作用是實時監(jiān)測輪胎氣壓，當檢測到輪胎狀態(tài)異常時發(fā)出警報，提示駕駛員及時采取有效的應(yīng)對措施。與此同時，出于對能源日漸枯竭和對環(huán)境日益惡化的憂慮，人們對于汽車節(jié)能降耗的要求與日俱增，TPM

2、S也被用于保持標準輪胎氣壓，達到減少輪胎磨損，降低油耗的目的。本文針對基于MEMS(微機電系統(tǒng))傳感器SP12的有源直接式TPMS系統(tǒng)進行了設(shè)計和研究。研究內(nèi)容如下： (1)確定TPMS系統(tǒng)的構(gòu)成方案 通過對TPMS系統(tǒng)的功能和性能需求的分析，選擇了由傳感器直接測量參數(shù)并且通過無線收發(fā)電路傳遞數(shù)據(jù)的直接式TPMS構(gòu)成方案。采用雙向無線收發(fā)電路，在輪胎安全時采用單工通信的方式減少電能消耗，在輪胎狀態(tài)異常時采用半雙工通信方式

3、保障通信的可靠性。 (2)解決TPMS研制的關(guān)鍵問題 通過設(shè)置睡眠功能、自動調(diào)整發(fā)射數(shù)據(jù)的頻度、減少發(fā)射端MCU(單片機)工作量、延長電池壽命等方法減小了系統(tǒng)功耗；用比較連續(xù)兩次加速度測量結(jié)果實現(xiàn)汽車移動的判斷；用定時喚醒加汽車移動檢測的方式喚醒睡眠狀態(tài)下的發(fā)射端電路；將發(fā)射端模塊按照不同的安裝位置分成五種類型，通過通信協(xié)議進行類型識別，通過傳感器ID進行身份識別，綜合輪胎的類型信息和身份信息實現(xiàn)輪胎的定位和重定位功能；

4、提供故障自檢功能提高了整個系統(tǒng)運行的可靠性。 (3)提供TPMS簡潔的交互界面 僅使用兩個按鍵來完成TPMS系統(tǒng)的手動設(shè)置，簡化了面板，便于操作。通過按鍵的配合，實現(xiàn)溫度和壓力閾值的調(diào)整、換胎后輪胎位置的識別等功能。 (4)TPMS軟硬件設(shè)計與測試 通過基于MEMS傳感器芯片的TPMS總體設(shè)計、器件選型、電路設(shè)計、無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)計以及程序設(shè)計，再經(jīng)仿真器及KEIL C等開發(fā)工具對系統(tǒng)進行調(diào)試和功能測試，使之達