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1、*大学电子信息工程学院大学电子信息工程学院 毕毕 业业 设设 计计 论论 文文汽车轮胎压力监测报警系统汽车轮胎压力监测报警系统学生姓名：学生姓名： * 专专 业：业： 电子信息工程电子信息工程 班班 级：级： * 学学 号：号： * 指导教师：指导教师： * 负责教师：负责教师： 2* 年年 *月月*大学电子信息工程学院毕业设计（论文）I摘摘 要要随着汽车工业的发展和道路交通网络的扩大，由此而引起的安全问题在人们的生活中也是曰益严重，引发的交通事故也在不断增多。其中由轮胎气压引起的事故比例非常之高，使得人们对的轮胎气压的关注日益密切。汽车轮胎压力监测技术是一种能切实有效的防止和减少由于轮胎引起
2、的交通事故的方法。本设计介绍轮胎压力监测系统（TPMS）的电路设计和相关技术问题。TPMS 系统由压力传感器模块和中央接收机组成。压力传感器 SP12、微控制器和 433 MHz收发一体射频 IC(nRF401)组成了压力传感器模块，负责轮胎压力的采集和发射。然后接收机接收压力信息，并进行处理。该系统可随时测定每个轮胎内部的实际温度、压力值 ,及时报警 ,有效避免事故的发生。关键词：TPMS；轮胎压力监测；射频；压力传感器；微控制器*大学电子信息工程学院毕业设计（论文）IIABSTRACTAlong with the development of the automobile industry
3、 and the extension of the road transportation network, the resulting security problems in peoples lives is also became serious day by day,and the amount of traffic accidents has increased.The accidents caused by tire pressure takes a large percent of total amount, so that people have to concentrate
4、on tire pressure.Tire pressure monitoring technique is a possible way to decrease the amount of traffic accidents caused by tire pressure.Introduced emphatically realize tire pressure monitoring system (TPMS) circuit design and related technical problems. TPMS system is consists of pressure sensor m
5、odule and central receiver module. Pressure sensor module which is used to collect tire pressure and send it out is consists of pressure sensor SP12, micro controller and 433 MHz send and receive an IC (nRF401 of rf). Receiver module receive pressure information and work on it.The module can catch e
6、ach tires pressure and the real temperature inside the tires in any time and give out alarm in time , it helps drivers avoid accidents effectively .Keywords: TPMS ; tire pressure monitoring ; RF ; pressure sensor ; MCU *大学电子信息工程学院毕业设计（论文）III目目 录录第 1 章 绪 论 - 1 -1.1 课题研究的背景和意义. 1 1.2 本课题研究的热点及发展现状. 1
7、1.2.1 国外研究和发展概况 . 2 1.2.2 中国研究和发展的概况 . 2 第 2 章 系统设计. 4 2.1 方案论证. 4 2.1.1 汽车轮胎压力监测报警系统的基本工作原理 . 4 2.1.2 设计方案 . 4 2.1.3.方案比较. 6 2.1.4 结论 . 7 2.2 系统硬件电路设计 . 7 2.2.1 单片机控制模块. 7 2.2.2 射频电路 . 10 2.2.3 螺旋天线的结构 . 14 2.2.4 传感器电路 . 15 2.2.5 LCD 显示 . 17 2.2.6 系统功耗 . 23 第 3 章 汽车轮胎压力监测系统的软件设计. 24 3. 1 采样端的软件设计.
8、24 3.1.1 需要注意的问题 . 24 3.1.2 采样端工作流程介绍 . 25 3.1.3 采样端的软件流程设计 . 26 *大学电子信息工程学院毕业设计（论文）IV3.1.4 软件异步串行通讯 . 27 3.2 接收端软件设计 . 29 3.2.1 接收端的通信流程介绍 . 30 3.2.2 接收端的软件流程设计 . 31 3.3 PROTEUS 仿真. 33 第四章结论 . 35 第 5 章 社会效益和经济效益. 37 致谢. 39 参考文献. 40 附录 1 系统硬件原理图 . 43 附录 2 部分程序清单 . 45 *大学电子信息工程学院毕业设计（论文）- 1 -第第 1 章章
9、绪绪 论论1.1 课题研究的背景和意义课题研究的背景和意义随着汽车工业的不断发展，交通越来越便利，而随之引发的交通事故也在不断增多，其中由于轮胎的气压引起的比例非常高，这就使得人们需要对行驶中的轮胎气压进行关注。轮胎气压影响着汽车的使用性能和轮胎的寿命。当前，轮胎爆胎，疲劳驾驶，超速行驶已经成为高速公路事故的三大杀手。其中，轮胎爆胎由于其不可预测性和无法控制而成为首要因素。有人曾经用一句话来概括轮胎的重要性：当一个人坐到汽车里面以后，这个人实际上就交给了汽车；一旦汽车行驶起来，这个人实际上就全部交给了汽车。在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生
10、的重要原因。据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有 70是由于爆胎引起的，而在美国这一比例则高达 80。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的汽车轮胎气压正常与稳定和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而汽车轮胎压力监视系统(Tire Pressure Monitoring System，简称 TPMS)毫无疑问将是理想的工具。在客车和轻型卡车上必须安装轮胎气压监测系统(TPMS)以便在轮胎气压低于规定值时发出警报。于是，汽车轮胎气压监测技术应运而生。在未来汽车上加装轮胎压力监测系统（TPMS） ，也必将和 ABS、安全气囊一样，是必然的发展
11、趋势。轮胎压力监测系统全天候对轮胎里的压力进行监测，对轮胎的漏气和低压、高压进行报警，使车辆始终处于安全运行状态。 1.2 本课题研究的热点及发展现状本课题研究的热点及发展现状伴随着城市交通技术的不断发展，人们在享受高速公路高效便捷方式的同时，随之引发的交通事故率也在提高，其中由于轮胎的气压引起的比例高达80，这种现象使得人们要对行驶中的轮胎气压进行监测。一些发达国家陆续*大学电子信息工程学院毕业设计（论文）- 2 -推出了相关法案（美国的 TREAD 法规） ，要求新车装配中必须装配能够对行驶中的轮胎气压实时监测的安全电子装置。因此，在未来汽车上加装轮胎压力监测系统（TPMS） ，也必将和 ABS、安全气囊一样，是必然的发展趋势。轮胎压力监测系统全天候对轮胎里的压力进行监测，对轮胎的漏气和低压、高压进行报警，使车辆始终处于安全运行状态。 1.2.1 国外研究和发展概况国外研究和发展概况早在 2001 年美国就通过了 TRAD 法案，法案要求到 2007 年所有在美国销售的新车都必须将 TPMS 作为标准配置。美国国家公路交通安全管理局(NHTSA)2002 年颁布的法规要求监控器在轮胎气压低于生产商推荐值的2530时向司机报警，建议从 2004 年开始薪车应安装轮胎气压监控系统(
