智能手机的汽车胎压监测系统
随着科技的飞速发展，汽车已经彻底融入我们日常生活，而轮胎作为汽车重要组成部分，它的好坏直接影响到汽车的安全性，于是胎压监测这样一个可以实时监测轮胎的系统给安全出行提供了保障，传统的胎压监测系统功能单调，扩展性不高等缺陷，给胎压监测带来很多技术上的麻烦与困扰，现在智能手机的兴起与逐渐完善，开发一套基于智能手机的汽车胎压监测系统可以避免很多不必要的麻烦也尤为的重要。
目录
第一章 绪论 5
第二章 TPMS发展现状和智能手机之间的联系 6
2.1 TPMS发展现状 6
2.2 智能手机的前景与优势 7
2.3智能手机式TPMS 8
第三章 设计理论原理介绍 9
3.1 曼彻斯特编码的原理 9
3.2 蓝牙通信技术 10
3.3 Android平台介绍 10
3.4 最大期望算法的原理 11
第四章 Android系统的模块组成和功能以及客户端软件 11
第五章总结 18
参考文献 19
致谢 20
第一章 绪论
传统的汽车轮胎监测系统装置在安全性，方便性上已经渐渐满足不了人们的要求，同时人们也日渐离不开手机这个日渐多功能化的必须品，他们的相结合将成为时代的必然。智能手机作为人们日常生活中最广泛使用的手持电子终端，半导体技术的不断进步，智能手机的性能不断提高，功能越强大，与外部系统数据通信技术更加多元化，比如: WiFi 技术、蓝牙技术、NFC技术等。TPMS是通过采用无线射频通信的轮胎压力传收感应器，实现实时的对轮胎压力进行监控，轮胎压力接收异常则会报警，确保驾驶员行驶安全
我的这篇论文主要关于现在多功能化的智能手机和逐渐普及的汽车相结合监测汽车胎压的原理和功能的介绍，详细提出曼切斯特编码的原理，蓝牙通讯，Android平台的介绍以基础，带入后面的设计研究中，多包涵了对未来汽车胎压监测系统日渐完善，灵活多样发展趋势。
第二章 TPMS发展现状和智能手机之间的联系
2.1 TPMS发展现状
通用汽车公司从1997年开始使用的间接式TPMS到2000年直接式TPMS在美国上市，直 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
到今天，TPMS已经经历长达二十多年的发展。2000年，美国克林顿总统签署一项提案，内容是要求三年后新车都必须安装有TPMS系统，并在06年高速公路上实行TMPS普及化。间接式轮胎压力传感器是通过ABS 系统监测胎压，因为ABS系统可以通过防抱死系统来监测车速变化发出警告。 属于事后被动型。
图 21 间接式胎压监测
直接式轮胎压力传感器是每一个轮胎都会安装有压力传感器通过无线发射器进行测量，如有异常，则进行报警。 属于事前主动防御型。
图 22 直接式胎压监测
直接式系统可以提高更高级准确的功能，间接式造价相对较低只需要对相应的系统进行升级。现在有一种兼备了上述两个系统的优点复合式TPMS在两个互对的轮胎装备直接式轮胎压力传感器，同时，还在四轮中安置了间接系统，如此一来，它等于优化了系统，节约了成本，获得了更可靠的数据，但是它终有缺陷，直接式可以提供四轮数据的优点它暂未达到。
现在TPMS系统安装在大众，宝马，保时捷，奔驰，法拉利等车的部分车型，可以说还是属于比较高端的产品，离大众化和普及化还有一部分距离。
2.2 智能手机的前景与优势
1993年世界上诞生第一台智能手机西蒙，由IBM[3]与BellSouth合作制造，这是一项新兴技术。
CDMA CDMA2000年占全球百分之二十的无线市场，直到2012年全球用户已超过2亿，达70多个国家，一共156个运营商。
2011年与2012年用户量分别会7亿和十亿以上两个数据可以看出，智能手机市场越来越呈现迅猛发展的趋势。它的功能强大，人性化等特点让它在人们生活中成为越来越重要的角色。
2.3智能手机式TPMS
图 23 智能手机TPMS组成
基于智能手机的TPMS由传感器，中继器，智能手机三部分组成。在行车时，传感器实时监测轮胎数据，通过无线射频技术发射到中继器，中继器对数据进行处理，通过蓝牙发送到智能手机，智能手机通过指定应用程序接收显示数据，改善TPMS的显示界面。智能手机可以设置轮胎监测系统的报警阈值、传感器用户名等信息，同步至中继器，增强汽车监测系统的信息传送，方便了传感器的连接互通。当轮胎压力出现异常，中继器系统通过蜂鸣器，智能手机通过语音提示同时报警，保障行车安全，提高了驾驶员的用户体验。
图 24 智能手机式 tpms 框图
第三章 设计理论原理介绍
3.1 曼彻斯特编码的原理
该编码是一个属于同步时针用于数字基带传输的编码技术，它属于一个二进制的信息，进位得0，下跳得1，他被认为是数据的传输是精确可行的同步。
同时他在低电平时仍然可以进行编码同步，正是这个优点使得的精确同步变为可行。
图 31 解码器结构图
3.2 蓝牙通信技术
蓝牙是新兴产物中一大受到广泛关注的功能，虽然它仍然比不上一些无线传输，但是它仍然在发展着，作为无线传输的重要成分，趋于成熟的蓝牙技术仿佛成了定局。
蓝牙的频率在2.4Hz，在这个频率的用户可以自由连接不必经过允许，还有它的抗干扰性，使用也很方便，支持语音等功能，和红外线相比，它更是少了功耗，可以多台设备连接这种交流式而不是一对一的直流式，少了麻烦，多了便捷。
图
图32 编码器结构图
3.3 Android平台介绍
Android是一个关于移动设备的程序集，Android的架构和它的操作系统采用了分层的模式。
图 33 Android结构
这种分层架构使得用户和开发人员也可以方便的编辑系统软件，对它的功能模块进行替换。
3.4 最大期望算法的原理
最大期望算法又称EM算法，是机器学习中非常重要的一种算法，是由Dempster等人1997年提出的统计模型参数估计中的一种算法。它其中的一种叫做迭代交替的搜索方式可以简单有效的似然函数的估计问题。
图 34 最大期望算法的形式
EM算法分两部分，E算法（步骤）和M算法（步骤）。E算法是首先将得到的函数作为固定的观测点，再次利用函数计算出含变量的分布计算出期望值，再次将含变量带入构造似然函数在该观测点下的下届函数，计算出其最大似然估计值，以达到实现期望化的过程。M算法就是在E步骤上的最大估计函数值来计算参数值的过程，不断重复这个步骤知道求出似然函数的局部最优值。
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第一章 绪论 5
第二章 TPMS发展现状和智能手机之间的联系 6
2.1 TPMS发展现状 6
2.2 智能手机的前景与优势 7
2.3智能手机式TPMS 8
第三章 设计理论原理介绍 9
3.1 曼彻斯特编码的原理 9
3.2 蓝牙通信技术 10
3.3 Android平台介绍 10
3.4 最大期望算法的原理 11
第四章 Android系统的模块组成和功能以及客户端软件 11
第五章总结 18
参考文献 19
致谢 20
第一章 绪论
传统的汽车轮胎监测系统装置在安全性，方便性上已经渐渐满足不了人们的要求，同时人们也日渐离不开手机这个日渐多功能化的必须品，他们的相结合将成为时代的必然。智能手机作为人们日常生活中最广泛使用的手持电子终端，半导体技术的不断进步，智能手机的性能不断提高，功能越强大，与外部系统数据通信技术更加多元化，比如: WiFi 技术、蓝牙技术、NFC技术等。TPMS是通过采用无线射频通信的轮胎压力传收感应器，实现实时的对轮胎压力进行监控，轮胎压力接收异常则会报警，确保驾驶员行驶安全
我的这篇论文主要关于现在多功能化的智能手机和逐渐普及的汽车相结合监测汽车胎压的原理和功能的介绍，详细提出曼切斯特编码的原理，蓝牙通讯，Android平台的介绍以基础，带入后面的设计研究中，多包涵了对未来汽车胎压监测系统日渐完善，灵活多样发展趋势。
第二章 TPMS发展现状和智能手机之间的联系
2.1 TPMS发展现状
通用汽车公司从1997年开始使用的间接式TPMS到2000年直接式TPMS在美国上市，直 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072^
到今天，TPMS已经经历长达二十多年的发展。2000年，美国克林顿总统签署一项提案，内容是要求三年后新车都必须安装有TPMS系统，并在06年高速公路上实行TMPS普及化。间接式轮胎压力传感器是通过ABS 系统监测胎压，因为ABS系统可以通过防抱死系统来监测车速变化发出警告。 属于事后被动型。
图 21 间接式胎压监测
直接式轮胎压力传感器是每一个轮胎都会安装有压力传感器通过无线发射器进行测量，如有异常，则进行报警。 属于事前主动防御型。
图 22 直接式胎压监测
直接式系统可以提高更高级准确的功能，间接式造价相对较低只需要对相应的系统进行升级。现在有一种兼备了上述两个系统的优点复合式TPMS在两个互对的轮胎装备直接式轮胎压力传感器，同时，还在四轮中安置了间接系统，如此一来，它等于优化了系统，节约了成本，获得了更可靠的数据，但是它终有缺陷，直接式可以提供四轮数据的优点它暂未达到。
现在TPMS系统安装在大众，宝马，保时捷，奔驰，法拉利等车的部分车型，可以说还是属于比较高端的产品，离大众化和普及化还有一部分距离。
2.2 智能手机的前景与优势
1993年世界上诞生第一台智能手机西蒙，由IBM[3]与BellSouth合作制造，这是一项新兴技术。
CDMA CDMA2000年占全球百分之二十的无线市场，直到2012年全球用户已超过2亿，达70多个国家，一共156个运营商。
2011年与2012年用户量分别会7亿和十亿以上两个数据可以看出，智能手机市场越来越呈现迅猛发展的趋势。它的功能强大，人性化等特点让它在人们生活中成为越来越重要的角色。
2.3智能手机式TPMS
图 23 智能手机TPMS组成
基于智能手机的TPMS由传感器，中继器，智能手机三部分组成。在行车时，传感器实时监测轮胎数据，通过无线射频技术发射到中继器，中继器对数据进行处理，通过蓝牙发送到智能手机，智能手机通过指定应用程序接收显示数据，改善TPMS的显示界面。智能手机可以设置轮胎监测系统的报警阈值、传感器用户名等信息，同步至中继器，增强汽车监测系统的信息传送，方便了传感器的连接互通。当轮胎压力出现异常，中继器系统通过蜂鸣器，智能手机通过语音提示同时报警，保障行车安全，提高了驾驶员的用户体验。
图 24 智能手机式 tpms 框图
第三章 设计理论原理介绍
3.1 曼彻斯特编码的原理
该编码是一个属于同步时针用于数字基带传输的编码技术，它属于一个二进制的信息，进位得0，下跳得1，他被认为是数据的传输是精确可行的同步。
同时他在低电平时仍然可以进行编码同步，正是这个优点使得的精确同步变为可行。
图 31 解码器结构图
3.2 蓝牙通信技术
蓝牙是新兴产物中一大受到广泛关注的功能，虽然它仍然比不上一些无线传输，但是它仍然在发展着，作为无线传输的重要成分，趋于成熟的蓝牙技术仿佛成了定局。
蓝牙的频率在2.4Hz，在这个频率的用户可以自由连接不必经过允许，还有它的抗干扰性，使用也很方便，支持语音等功能，和红外线相比，它更是少了功耗，可以多台设备连接这种交流式而不是一对一的直流式，少了麻烦，多了便捷。
图
图32 编码器结构图
3.3 Android平台介绍
Android是一个关于移动设备的程序集，Android的架构和它的操作系统采用了分层的模式。
图 33 Android结构
这种分层架构使得用户和开发人员也可以方便的编辑系统软件，对它的功能模块进行替换。
3.4 最大期望算法的原理
最大期望算法又称EM算法，是机器学习中非常重要的一种算法，是由Dempster等人1997年提出的统计模型参数估计中的一种算法。它其中的一种叫做迭代交替的搜索方式可以简单有效的似然函数的估计问题。
图 34 最大期望算法的形式
EM算法分两部分，E算法（步骤）和M算法（步骤）。E算法是首先将得到的函数作为固定的观测点，再次利用函数计算出含变量的分布计算出期望值，再次将含变量带入构造似然函数在该观测点下的下届函数，计算出其最大似然估计值，以达到实现期望化的过程。M算法就是在E步骤上的最大估计函数值来计算参数值的过程，不断重复这个步骤知道求出似然函数的局部最优值。
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