汽车轮胎压力监测系统研究.doc
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汽车轮胎压力监测系统研究,2.2万字自己的毕业论文，原创的，仅在本站独家提交，推荐下载摘 要随着我国人们生活水平的提高，汽车拥有量迅猛增长，随之而来的行车安全问题也更显突出。在汽车高速行驶过程中，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的重要原因。汽车轮胎压力监测系统(简称tpms)主要用于在汽车...
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汽车轮胎压力监测系统研究
2.2万字
自己的毕业论文，原创的，仅在本站独家提交，推荐下载
摘 要
随着我国人们生活水平的提高，汽车拥有量迅猛增长，随之而来的行车安全问题也更显突出。在汽车高速行驶过程中，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的重要原因。汽车轮胎压力监测系统(简称TPMS)主要用于在汽车行驶中实时监测轮胎状态，预防轮胎爆胎。为了有效的防止爆胎，减少因其造成交通事故带来的人身伤害和财产损失，实时监测车辆在高速行使过程中胎压变化是极为必要的[1]。
影响信号传输的稳定性和可靠性的因数有很多，无线信号传输的稳定性是主要原因之一。针对该问题，本文研究了TPMS射频系统：天线，发射与接受电路的基本原理。天线是发射和接收电磁波的一个重要的部件，没有天线也就没有无线通信。天线性能的主要参数有方向图，方向性系数，增益，效率，输入阻抗，驻波比，极化方式等。分析了系统硬件中PIC系列单片机和胎压监测模块。胎压监测模块整体安装在轮胎内，主要完成轮胎压力和温度数据的采集、数据的初步处理以及信息的无线传输功能。并针对于胎压监测传感器，核心微处理器rfPIC12F675，射频发送电路，LF低频唤醒电路，和胎压检测模块原理图进行了胎压检测模块的设计。最后论文提出设计TPMS所面临的5大挑战包括组件选择、功耗管理、介质兼容性、系统成本以及RF设计，这些因素也是商业成功的关键所在。
关键词：TPMS；射频系统；传感器；低频唤醒
Abstract
With the improvement of living standard in our country，the amount of automobiles increases rapidly，and the subsequent the auto-safe problems are becoming more prominent．During the high speed driving，the tires’troubles，which can be hardly prevented，are the drivers’chief worry，and these troubles are also the main factors of the sudden traffic accidents．So how to prevent tire explorations has become an important issue of safe driving，and it has drawn great attention of the related Departments in the recent years．
Tire pressure monitoring system(TPMS)，which is the life safeguard system of drivers and passengers，Can monitor the tire’pressure and temperature and other parameters at real time，transmit the monitoring informations to micro controller wirelessly，then alarm if tire is at low pressure or leaking to ensue the driving safety．After safe air pocket and ABS，TPMS is a new generation produce of auto safe in intemational auto field．TPMS is also a new research focus in auto electronics．
The research and development processes of a type of TPMS are presented wholely in this thesis.The TPMS’S characters、development status and its trends are introduced firstly，the basic principles and structures of this system are discussed then.Considering the performance indict and function requirements of this TPMS，the overall scheme is put forward，and how to select the main chips of this system is also mentioned here . This whole system is decomposed into two parts：hardware section and software section，the designing ideas、methods and implements of this system are depicted respectively．In the hardware section，the performance of the main chips used in this system are induced in the first place，and then the schematic circuit diagrams and the sample PCB pictures are showed，at last several problems appeared during the design of RF circuits are simply discussed；In the software section，the communication protocols are included，and then the thoughts and methods of the software design of TPMS’transmitter and receiver are described，in this section some actual software flow charts and source codes are given．Finally，the debugging、testing methods of TPMS and related testing results are depicted．
Keywords：solar energy；photoelectric detection；automatic tracking；control system
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 IV
第一章 绪论 1
1.1 TPMS介绍 1
1.2 TPMS的产生 1
1.3 TPMS的构成 2
1.4 TPMS的种类 2
1.4.1 直接式TPMS 3
1.4.2 间接式TPMS 3
1.4.3 间接式TPMS和直接式TPMS的区别 3
1.4.4 混合式TPMS 3
1.5 TPMS系统的硬件组成 4
1.6 TPMS的工作原理 4
1.7 TPMS应用的必要性 5
1.8 使用TPMS的好处 5
1.9 TPMS技术的现状 6
1.10 全球TPMS市场综述 7
1.11 论文主要研究内容 8
第二章 射频系统基本理论 9
2.1 天线基本理论 9
2.1.1 天线的方向图与方向性系数 9
2.1.2 天线的增益 10
2.1.3 天线的效率 11
2.1.4 天线的输入阻抗与驻波比 11
2.1.5 天线的极化方式 12
2.1.6 地面及周围物体对天线性能的影响 13
2.2 发射、接收电路基本理论 17
2.2.1 发射机相关理论 17
2.2.2 接收机相关理论 21
第三章 系统硬件实现 24
3.1 PIC系列单片机简介 24
3.2胎压监测模块的设计 28
3.2.1胎压监测传感器 28
3.2.2 核心微处理器rfPIC12F675 33
3.2.3 射频发送电路 34
3.2.4 LF低频唤醒电路 36
3.2.5 胎压检测模块原理图 37
第四章 直接胎压监测系统设计 38
4.1 组件选择 38
4.2 功耗管理 38
4.3 介质兼容性 39
4.4 系统成本 39
4.5 RF设计 39
4.6 英飞凌公司的TPMS解决方案 40
第五章 总结与展望 42
5.1 总结 42
5.2展望 42
致谢 43
参考文献 44
2.2万字
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摘 要
随着我国人们生活水平的提高，汽车拥有量迅猛增长，随之而来的行车安全问题也更显突出。在汽车高速行驶过程中，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的重要原因。汽车轮胎压力监测系统(简称TPMS)主要用于在汽车行驶中实时监测轮胎状态，预防轮胎爆胎。为了有效的防止爆胎，减少因其造成交通事故带来的人身伤害和财产损失，实时监测车辆在高速行使过程中胎压变化是极为必要的[1]。
影响信号传输的稳定性和可靠性的因数有很多，无线信号传输的稳定性是主要原因之一。针对该问题，本文研究了TPMS射频系统：天线，发射与接受电路的基本原理。天线是发射和接收电磁波的一个重要的部件，没有天线也就没有无线通信。天线性能的主要参数有方向图，方向性系数，增益，效率，输入阻抗，驻波比，极化方式等。分析了系统硬件中PIC系列单片机和胎压监测模块。胎压监测模块整体安装在轮胎内，主要完成轮胎压力和温度数据的采集、数据的初步处理以及信息的无线传输功能。并针对于胎压监测传感器，核心微处理器rfPIC12F675，射频发送电路，LF低频唤醒电路，和胎压检测模块原理图进行了胎压检测模块的设计。最后论文提出设计TPMS所面临的5大挑战包括组件选择、功耗管理、介质兼容性、系统成本以及RF设计，这些因素也是商业成功的关键所在。
关键词：TPMS；射频系统；传感器；低频唤醒
Abstract
With the improvement of living standard in our country，the amount of automobiles increases rapidly，and the subsequent the auto-safe problems are becoming more prominent．During the high speed driving，the tires’troubles，which can be hardly prevented，are the drivers’chief worry，and these troubles are also the main factors of the sudden traffic accidents．So how to prevent tire explorations has become an important issue of safe driving，and it has drawn great attention of the related Departments in the recent years．
Tire pressure monitoring system(TPMS)，which is the life safeguard system of drivers and passengers，Can monitor the tire’pressure and temperature and other parameters at real time，transmit the monitoring informations to micro controller wirelessly，then alarm if tire is at low pressure or leaking to ensue the driving safety．After safe air pocket and ABS，TPMS is a new generation produce of auto safe in intemational auto field．TPMS is also a new research focus in auto electronics．
The research and development processes of a type of TPMS are presented wholely in this thesis.The TPMS’S characters、development status and its trends are introduced firstly，the basic principles and structures of this system are discussed then.Considering the performance indict and function requirements of this TPMS，the overall scheme is put forward，and how to select the main chips of this system is also mentioned here . This whole system is decomposed into two parts：hardware section and software section，the designing ideas、methods and implements of this system are depicted respectively．In the hardware section，the performance of the main chips used in this system are induced in the first place，and then the schematic circuit diagrams and the sample PCB pictures are showed，at last several problems appeared during the design of RF circuits are simply discussed；In the software section，the communication protocols are included，and then the thoughts and methods of the software design of TPMS’transmitter and receiver are described，in this section some actual software flow charts and source codes are given．Finally，the debugging、testing methods of TPMS and related testing results are depicted．
Keywords：solar energy；photoelectric detection；automatic tracking；control system
目 录
摘 要 I
Abstract II
目 录 IV
第一章 绪论 1
1.1 TPMS介绍 1
1.2 TPMS的产生 1
1.3 TPMS的构成 2
1.4 TPMS的种类 2
1.4.1 直接式TPMS 3
1.4.2 间接式TPMS 3
1.4.3 间接式TPMS和直接式TPMS的区别 3
1.4.4 混合式TPMS 3
1.5 TPMS系统的硬件组成 4
1.6 TPMS的工作原理 4
1.7 TPMS应用的必要性 5
1.8 使用TPMS的好处 5
1.9 TPMS技术的现状 6
1.10 全球TPMS市场综述 7
1.11 论文主要研究内容 8
第二章 射频系统基本理论 9
2.1 天线基本理论 9
2.1.1 天线的方向图与方向性系数 9
2.1.2 天线的增益 10
2.1.3 天线的效率 11
2.1.4 天线的输入阻抗与驻波比 11
2.1.5 天线的极化方式 12
2.1.6 地面及周围物体对天线性能的影响 13
2.2 发射、接收电路基本理论 17
2.2.1 发射机相关理论 17
2.2.2 接收机相关理论 21
第三章 系统硬件实现 24
3.1 PIC系列单片机简介 24
3.2胎压监测模块的设计 28
3.2.1胎压监测传感器 28
3.2.2 核心微处理器rfPIC12F675 33
3.2.3 射频发送电路 34
3.2.4 LF低频唤醒电路 36
3.2.5 胎压检测模块原理图 37
第四章 直接胎压监测系统设计 38
4.1 组件选择 38
4.2 功耗管理 38
4.3 介质兼容性 39
4.4 系统成本 39
4.5 RF设计 39
4.6 英飞凌公司的TPMS解决方案 40
第五章 总结与展望 42
5.1 总结 42
5.2展望 42
致谢 43
参考文献 44
