轮胎压力和温度的检测设计
摘 要众所周知，交通公路建设的重要性是毋庸置疑的，当汽车数量不断增多之后，常会出现轮胎爆炸、自燃等事故，如何保证其安全行驶成为一大难题。利用轮胎压力检测系统，可以完成对轮胎压力与温度情况的实时检测与分析，一旦出现不正常的情况，会形成相应的警报，对司机进行提示，从而保证了驾车的安全。所以设计轮胎压力与温度检测系统十分必要。本文通过阐述轮胎结构、常见爆胎原因及常见轮压检测系统，进行了轮压检测系统的总体设计，并且对其硬件与软件部分分别进行了设计，最后对其有关功能进行了测试与分析。此次研究以分析轮胎压力和温度检测系统的设计方法为目的，从而有效发挥出轮压检测系统的良好作用。
目 录
1绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 1
1.3 论文主要设计内容 2
2系统方案选择 3
2.1 常见轮压检测系统 3
2.1.1 磁敏型间接轮压检测系统 3
2.1.2 直接型轮压检测系统 3
2.1.3 混合型轮压检测系统 4
2.1.4 无源型轮压检测系统 5
2.1.5 方案选择 5
2.2 直接式轮压检测系统方案 5
2.2.1 第一种系统方案 5
2.2.2 第二种系统方案 6
2.2.3 第三种系统方案 7
2.2.4 方案的选择 7
3系统硬件电路设计 9
3.1 电源的选择 9
3.2 传感器的选择 9
3.3 传感器部分的设计 11
3.4 中央处理电路硬件设计 12
3.4.1 低频信号发射及接收电路的设计 12
3.4.2 STC89C52中央处理电路的设计 13
3.4.3 压力温度呈现与声光警报的设计 14
4系统的软件设计 15
4.1 通信电路设计 15
4.2 主机电路设计 15
4.2.1 总体设计 15
4.2.2 轮胎功能检测的设计 16
4.2.3 主机功能初始化的设计 18
4.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
.4 定时中断处理功能的设计 18
4.2.5 SPI中断处理功能的设计 19
4.2.6 轮胎参数查看功能的设计 20
4.2.7 报警处理功能的设计 20
5调试与展望 22
5.1 温度检测功能调试 22
5.2 压力检测功能调试 22
5.3 自动报警功能调试 23
5.4 通信功能调试 23
6 总结 24
参考文献 25
致 谢 27
附 录 A 29
附 录 B 33
1绪论
1.1 研究背景
众所周知，交通公路建设的重要性是毋庸置疑的，当汽车数量不断增多之后，常会出现轮胎爆炸、自燃等事故，如何保证其安全行驶成为一大难题。利用轮胎压力检测系统，可以完成对轮胎压力与温度情况的实时检测与分析，一旦出现不正常的情况，会形成相应的警报，对司机进行提示，从而保证了驾车的安全。所以设计轮胎压力与温度检测系统十分必要。此次研究以分析轮胎压力和温度检测系统的设计方法为目的，从而有效发挥出轮压检测系统的良好作用。
在不久的未来，轮胎压力监测系统将会和ABS、安全气囊一样成为汽车的标配。巨大的需求将会产生巨大的市场，许多与轮胎压力监测系统相关的企业将会出现，创造巨大的经济效益。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
轮胎压力监测系统 TPMS的概念出现在20世纪80年代。在20世纪90年代，一些高端欧洲汽车配备了传感器来测量轮胎温度和压力。在90年代后期，轮胎压力和温度问题开始引起人们的注意，由于一些汽车制造商发现在1995年车祸中发生了647起道路交通事故。已经记录了致命的道路。这与汽车轮胎的压力有关。据美国“轮胎商业”杂志766辆汽车统计，72.3辆汽车轮胎压力不足。可以看出，一方面，轮胎的压力和温度对道路安全具有显着影响，另一方面，缺乏允许乘员控制压力和温度的设备。轮胎温度、压力监测系统开始迅速发展[1]。
最初的胎压监测系统是间接TPMS系统。它的主要优点是它不受压力传感器的限制。随着传感器技术的发展，压力传感器产品已经能够满足TPMS系统的要求。从那时起，TPMS直接系统迅速发展。在国际市场上，2000年5月，TPMS直接系统在美国推出，许多欧洲制造商也将该系统改装为中档车型。国家汽车制造商也开始将TPMS视为其原始设备的标准设备。
在现有的TPMS系统中，有两种类型，直接和间接。直接TPMS系统首先要求传感器实时测量每个轮胎的压力和温度，然后通过无线通信与TPMS主机通信。主机可以显示每个轮胎的气压和温度信息，并且轮胎压力太低，太高，当轮胎内部有泄漏或异常温度时发出声音警报。TPMS间接系统的基础是：当行驶中的汽车轮胎的压力发生变化时，车身的重量会改变轮胎的直径，并且车轮速度会发生变化，此时汽车ABS的车轮速度（自动防抱死制动系统）传感器可用于通过比较监测轮胎压力轮胎之间的速度差异。
与直接TPMS相比，间接TPMS相对便宜：已经配备4个ABS循环（每个轮胎传感器一个轮速）的车辆可以通过简单地更新软件来使用间接系统。然而，这种系统目前不具有直接的系统精度，并且不能用低压或高压同时控制多个轮胎，这限制了间接TPMS系统的发展。另一方面，随着传感器技术的发展，压力传感器的成本显着降低。可以看出，在未来的TPMS系统中，直接TPMS系统将占主导地位。
1.3 论文主要设计内容
设计用于检测轮胎压力和温度，以执行以下功能：
（1）实时监控轮胎压力情况；
目 录
1绪论 1
1.1 研究背景 1
1.2 国内外研究现状和发展趋势 1
1.3 论文主要设计内容 2
2系统方案选择 3
2.1 常见轮压检测系统 3
2.1.1 磁敏型间接轮压检测系统 3
2.1.2 直接型轮压检测系统 3
2.1.3 混合型轮压检测系统 4
2.1.4 无源型轮压检测系统 5
2.1.5 方案选择 5
2.2 直接式轮压检测系统方案 5
2.2.1 第一种系统方案 5
2.2.2 第二种系统方案 6
2.2.3 第三种系统方案 7
2.2.4 方案的选择 7
3系统硬件电路设计 9
3.1 电源的选择 9
3.2 传感器的选择 9
3.3 传感器部分的设计 11
3.4 中央处理电路硬件设计 12
3.4.1 低频信号发射及接收电路的设计 12
3.4.2 STC89C52中央处理电路的设计 13
3.4.3 压力温度呈现与声光警报的设计 14
4系统的软件设计 15
4.1 通信电路设计 15
4.2 主机电路设计 15
4.2.1 总体设计 15
4.2.2 轮胎功能检测的设计 16
4.2.3 主机功能初始化的设计 18
4.2 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
.4 定时中断处理功能的设计 18
4.2.5 SPI中断处理功能的设计 19
4.2.6 轮胎参数查看功能的设计 20
4.2.7 报警处理功能的设计 20
5调试与展望 22
5.1 温度检测功能调试 22
5.2 压力检测功能调试 22
5.3 自动报警功能调试 23
5.4 通信功能调试 23
6 总结 24
参考文献 25
致 谢 27
附 录 A 29
附 录 B 33
1绪论
1.1 研究背景
众所周知，交通公路建设的重要性是毋庸置疑的，当汽车数量不断增多之后，常会出现轮胎爆炸、自燃等事故，如何保证其安全行驶成为一大难题。利用轮胎压力检测系统，可以完成对轮胎压力与温度情况的实时检测与分析，一旦出现不正常的情况，会形成相应的警报，对司机进行提示，从而保证了驾车的安全。所以设计轮胎压力与温度检测系统十分必要。此次研究以分析轮胎压力和温度检测系统的设计方法为目的，从而有效发挥出轮压检测系统的良好作用。
在不久的未来，轮胎压力监测系统将会和ABS、安全气囊一样成为汽车的标配。巨大的需求将会产生巨大的市场，许多与轮胎压力监测系统相关的企业将会出现，创造巨大的经济效益。
1.2 国内外研究现状和发展趋势
轮胎压力监测系统 TPMS的概念出现在20世纪80年代。在20世纪90年代，一些高端欧洲汽车配备了传感器来测量轮胎温度和压力。在90年代后期，轮胎压力和温度问题开始引起人们的注意，由于一些汽车制造商发现在1995年车祸中发生了647起道路交通事故。已经记录了致命的道路。这与汽车轮胎的压力有关。据美国“轮胎商业”杂志766辆汽车统计，72.3辆汽车轮胎压力不足。可以看出，一方面，轮胎的压力和温度对道路安全具有显着影响，另一方面，缺乏允许乘员控制压力和温度的设备。轮胎温度、压力监测系统开始迅速发展[1]。
最初的胎压监测系统是间接TPMS系统。它的主要优点是它不受压力传感器的限制。随着传感器技术的发展，压力传感器产品已经能够满足TPMS系统的要求。从那时起，TPMS直接系统迅速发展。在国际市场上，2000年5月，TPMS直接系统在美国推出，许多欧洲制造商也将该系统改装为中档车型。国家汽车制造商也开始将TPMS视为其原始设备的标准设备。
在现有的TPMS系统中，有两种类型，直接和间接。直接TPMS系统首先要求传感器实时测量每个轮胎的压力和温度，然后通过无线通信与TPMS主机通信。主机可以显示每个轮胎的气压和温度信息，并且轮胎压力太低，太高，当轮胎内部有泄漏或异常温度时发出声音警报。TPMS间接系统的基础是：当行驶中的汽车轮胎的压力发生变化时，车身的重量会改变轮胎的直径，并且车轮速度会发生变化，此时汽车ABS的车轮速度（自动防抱死制动系统）传感器可用于通过比较监测轮胎压力轮胎之间的速度差异。
与直接TPMS相比，间接TPMS相对便宜：已经配备4个ABS循环（每个轮胎传感器一个轮速）的车辆可以通过简单地更新软件来使用间接系统。然而，这种系统目前不具有直接的系统精度，并且不能用低压或高压同时控制多个轮胎，这限制了间接TPMS系统的发展。另一方面，随着传感器技术的发展，压力传感器的成本显着降低。可以看出，在未来的TPMS系统中，直接TPMS系统将占主导地位。
1.3 论文主要设计内容
设计用于检测轮胎压力和温度，以执行以下功能：
（1）实时监控轮胎压力情况；
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