柯银生[1]2004年在《汽车轮胎气压监测系统的研制》文中研究说明中国的汽车市场正在快速增长,新车型不断推出,性价比也越来越高。我国2003年汽车销售量为439万辆,其中乘用车202万辆。随之而来的行车安全问题也不得不引起人们的高度重视。 据统计,我国高速公路上70%的车祸是由于爆胎造成的。爆胎的主要原因就是轮胎长时间地亏气行驶。现代汽车已经采取许多安全装置,如安全带、安全气囊、 EDS、 EPS、 ABS、防撞杆等,但多数足用于发生事故后的保护措施,而胎压监测系统(TPMS)则能够实时监测汽车轮胎的运行状况,异常时及时报警,能有效地预防爆胎事故的发生。 TPMS主要是由两部分组成。安装在每个轮胎内的检测模块由传感器检测轮胎内的气压和温度,并通过RF电路发射山来;安装在驾驶室内的显示模块在接收到数据后显示出来并作分忻,如果发现轮胎状态异常,就会及时向驾驶员发出警示信息。 本论文详细阐述了一个实际的直接式TPMS产品的研制过程,并从以下几个方面做了分析:(1)在外观结构上要适合在汽车内部安装、固定,要便于操作;(2)在硬件设计上,要保证检测的准确性、发射信号的可靠性、稳定性和抗干扰性;(3)能工作在高温、强震动的环境中;(4)在软件设计上,主要考虑数据容错,节能和操作的简便性。
王伟强[2]2012年在《基于MPXY8300A传感器的直接型轮胎气压监测系统的设计》文中进行了进一步梳理汽车轮胎内气压不足或者轮胎爆胎引起高速公路上交通事故的一个重要原因之一，如何监测轮胎内气压从而防止该类情况发生已然成为汽车主动安全性的一个重要研究课题。汽车轮胎压力监测系统（Tire Pressure Monitoring System，简称TPMS）是有效防止轮胎气压问题的汽车主动性安全装置，该系统能够对轮胎内温度、气压等问题进行实时监测，当温度、压力异常时及时主动报警，给行车安全性提供有效保障。TPMS除增加汽车安全行驶性能外，还提高车辆操控性，减少油耗，增加轮胎的使用寿命。TPMS主要分为直接型TPMS和间接型TPMS。直接型TPMS是通过安装在各个轮胎内的传感器来直接监测轮胎内压力值和温度值，以一定的射频方式轮胎内传感器测得的数据发送给驾驶室内的接收显示模块，通过液晶等方式显示出各个轮胎内的温度压力值。美国和欧洲等已立法推广TPMS的使用，我们的调研结果显示我国还没有自己的核心技术，只有一些代工厂。可以预见在我国TPMS也必定成为主流的汽车安全装置，自主研发具有一定知识产权的TPMS对提高我国汽车安全性能和增强我国汽车产业国际竟争力有极其重要的意义。本文介绍了直接型TPMS的总体研制过程，研究了直接型TPMS的软硬件设计并对自主开发的产品进行了试验测试。论文全文共分六章。第一章，概述了TPMS作用及分类，介绍了TPMS的国内外发展现状及发展趋势，总体提出本文研究拟采取的研究方法及技术路线。介绍了叁种主要的TPMS系统工作原理和特点，它们分别是直接型TPMS、间接型TPMS和声表面波胎压系统。由于现阶段直接型TPMS监测准确性高，比其它两种胎压系统的研究对相关设备的要求低，从而成为主流的胎压监测系统，也是本文研究目标。第二章，介绍了直接型TPMS的总体设计方案。根据芯片种类我们设计了叁种方案它们是英飞凌方案、飞思卡尔方案以及通用方案。通过分析各研究方案的优缺点，我们选用飞思卡尔胎压系统方案。并大体介绍了直接型TPMS软硬件的设计思路。第叁章，对直接型TPMS的胎压模块进行软硬件设计。介绍了胎压模块的主要芯片传感器MPXY8300A，它是集温度、压力、加速度等多种传感器为一体的高集成度传感器。并针对MPXY8300A进行了硬件PCB电路板和软件相关编程。第四章，对直接型TPMS的接收显示模块进行软硬件设计。介绍接收显示模块的主要芯片：微控制器MC98JW32和射频接收器MC33696。设计了胎压显示模块的相关电路和软件编程。第五章，对系统的抗干扰性和可靠性进行相关设计。第六章，对设计出的直接型TPMS进行性能测试。
陈曦[3]2008年在《汽车轮胎压力监测系统的研究与设计》文中研究表明行车安全一直以来都是人们所关注的热点问题。据统计,近年来,美国每年约26万例交通事故是由于轮胎气压过低渗漏或爆胎造成的,占全部交通事故的80%;而中国高速公路上交通事故的70%也是由于爆胎引起的。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。汽车轮胎压力实时检测与报警系统也称为轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System缩写TPMS),主要作用是在汽车行驶过程中实时的对轮胎气压进行自动监测,对轮胎异常状况进行报警,以保障行车安全。论文在探讨轮胎压力监测的基本原理的基础上,综合运用了传感器技术、微控制器技术、无线通讯技术、软件技术等构筑了轮胎压力实时监测系统的整体设计方案。系统由中央接收器模块和轮胎发射模块两部分组成,轮胎模块与接收器模块之间进行无线数据传输。轮胎模块完成信号的采集和发送功能;接收器模块完成无线信号的接收、处理,并具有报警功能。
张锋[4]2007年在《基于扭转刚度的轮胎压力监测方法研究》文中进行了进一步梳理汽车轮胎气压的高低,直接影响到整车行驶的舒适性,安全性以及燃油经济性。爆胎是引起交通事故的主要原因,保持轮胎气压正常和及时发现轮胎漏气是防止爆胎的关键。汽车轮胎气压监测系统(TPMS)主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行监测,对轮胎漏气和低气压进行报警,是驾车者、乘车人员生命安全的保障预警系统。本文首先介绍了轮胎气压监测系统(TPMS)的发展历史和现状,分析了直接式和间接式轮胎气压监测系统结构和工作原理,在对轮速信号进行频谱分析的基础上提出了一种基于扭转刚度的间接式轮胎气压监测方法。通过对轮胎的动力学分析,建立以轮速信号为状态输入的轮胎扭转刚度模型,用状态空间分析法构造状态观测器来估计包含扭转刚度参数在内的状态变量的变化,采用最小二乘法进行参数辨识得到扭转刚度的估计值,最后通过轮胎气压和扭转刚度的线性关系计算出轮胎气压的估计值。通过实验对本方法进行验证。实验结果表明,本方法克服了先前间接式轮胎气压监测方法的许多缺陷,提高了精度。
欧洪波[5]2006年在《基于声表面波的轮胎压力监测研究》文中研究指明轮胎压力测量是保证汽车安全运行的一个重要因素之一,轮胎性能好坏直接影响到汽车的性能,保持正常的轮胎气压可以提高汽车行驶安全性、改善操纵性能;同时有利于延长轮胎使用寿命,降低汽车使用成本。但由于轮胎是在旋转的运动中,给测量带来了很大的挑战,既要保证测量的精确性和实时性,又要推测出它的变化趋势,为下一步的预测控制做好准备,所以必须要求有很高测量精度和响应速度。 本文就是通过对国内外的轮胎气压实时监测系统(Tire Pressure Monitoring System,以下简称TPMS)的研究,提出一种新型的无源无线轮胎气压监测系统,来解决目前现有系统存在的结构复杂、分辨率低、电池寿命有限、成本高等问题。 声表面波传感器具有无源无线传感的优势,可用于对旋转物体,快速移动等非接触测量。本文研究的是基于声表面波原理的无源无线轮胎压力监测系统,它可以实现高分辨率、小体积、无电池的简化结构。 文章详细介绍了无源无线轮胎压力监测系统中的声表面波传感器工作原理、回波信号组成、数字信号处理和软件开发方法;并讨论了轮胎压力报警模型的建立方法,得到更加接近实际的压力模型;同时还给出了新的系统的硬软件设计方案,最后构造传感器仿真实验平台,进行仿真。主要包括以下内容: (1) 无源无线声表面波传感器系统的构成。分别介绍了延迟型和谐振型传感器的结构和工作原理,并分析了谐振型压力测量系统的构成和工程方法。 (2) 系统激励信号研究。通过分析声表面波谐振器对不同激励信号的响应,本文选用正弦脉冲串作为激励信号,来提高系统工作效率和传感距离。 (3) 建立轮胎压力报警模型。通过对轮胎爆炸的机理分析,得出温度、负载对轮胎的影响,得到更加贴近实际的轮胎压力模型,给出轮胎报警的状态。 (4) 系统主机的设计及系统激励信号和系统电磁兼容的设计。分别选用了MSP430F系列的16位微控制器来进行控制,实现数据采集、激励信号发送、激励信号接收、动态显示、异常报警、数据存储等功能。 (5) 显示和键盘模块的设计。使用液晶显示器(LCD)来显示各个轮胎的状态,时间等信息,并且通过键盘,可以实现系统参数设置等功能。 (6) 对声表面波传感器等效电路模型进行仿真实验。
陈武[6]2006年在《汽车轮胎安全智能监测系统的研究和实现》文中研究说明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的重要原因。因此，在汽车行驶过程中，如何实时了解汽车轮胎的工作状态，并保持标准的车胎气压和温度，已成为加强汽车安全驾驶的一个重要课题。 本文根据汽车轮胎压力和温度对轮胎工作性能的影响，在分析汽车行驶过程中引起爆胎的各种原因的基础上，将先进的电子控制、计算机和通信技术应用在汽车电子产品中，设计和研制出汽车轮胎安全智能监测系统。该系统是一种直接式汽车轮胎压力监视系统(Tire Pressure Monitoring System，简称TPMS)，由数据采集模块、数据接收模块和数据显示报警模块叁个功能模块组成。该系统若检测到汽车轮胎发生异常，则预先报警，提醒驾驶员采取有效措施，将发生事故的可能性限制到最小。 本文在介绍系统的基本工作原理之后，根据各种实际性能需求分别对系统的硬件和软件进行研究和设计，研制出一套稳定的、安全的、经济的汽车轮胎安全智能监测系统。 最后，经过对该系统的硬件和软件进行反复的实验和调试，及对最终产品的长时间的装车测试，该系统能够很好地满足各项预定的功能要求，很大程度上提高了汽车高速行驶过程中的安全性，具有很高的实际应用价值。
孙焕新, 鲍际平, 于兆佳[7]2006年在《轮胎气压监测系统发展动态》文中指出轮胎气压保持正常值是汽车行驶安全性和舒适性的重要保证,由于胎压的非正常而引发的交通事故频频发生。因此,能够对胎压进行实时监测就显得尤为重要。介绍了汽车轮胎气压监测系统的作用、基本构造及工作原理,较全面地叙述了国内外轮胎气压监测技术的研究成果及发展现状,同时对我国轮胎气压监测系统的未来做出了展望。
孙宏伟[8]2005年在《汽车轮胎爆胎预警系统的研制》文中进行了进一步梳理同汽车的油箱必须保持足量的燃油一样,汽车的轮胎也必须保持恰当的充气压力,否则就将导致汽车瘫痪。据统计数据显示,在中国高速公路上由于轮胎爆胎引发的交通事故比例高达70%。在汽车行驶过程中,对轮胎工作状态进行实时监控,预防轮胎爆胎,已成为加强汽车行驶安全的重要研究课题之一。本文根据轮胎压力和温度参数对轮胎工作性能的影响,在分析轮胎爆胎的发生机理基础上,结合实际应用的具体技术性能要求,设计并研制汽车轮胎爆胎预警系统。汽车轮胎爆胎预警系统是一种新型的主动直接式轮胎压力监测系统(TPMS,Tire Pressure Monitoring System)产品,是目前汽车适用的一种先进主动式安全装置。系统以MC68HC908 系列微控制器和无线射频收发芯片为核心,按照完成的系统功能分为安装于汽车轮胎内的轮胎模块和安置在驾驶室的主机模块。系统软件在硬件电路基础上执行数据测量、模拟/数字转换、无线传输控制、预警门限的温度补偿和系统状态监控等功能。在汽车行驶状态下通过实时检测轮胎状态,对测得数据进行分析处理。当轮胎压力超出标准胎压范围或发生轮胎漏气时,将测得的轮胎异常状态信息无线发送到驾驶室内的系统主机,经主机模块带有温度补偿的预警门限确认,发出声光报警,以提醒驾驶员及时做出反应。在系统开发调试的基础上,本文还介绍了MC68HC908 系列微控制器的程序开发特点和开发环境,提供了一种简单可行的应用系统在电路调试方法。本文研究的汽车轮胎爆胎预警系统可在汽车行驶状态下有效预防轮胎爆胎,提高汽车高速行驶的安全性,具有很高的实际应用价值。
孙焕新[9]2006年在《汽车轮胎气压对车桥振动的影响研究》文中提出本文收集了国内外大量有关汽车轮胎技术资料,综合评述了当前轮胎气压监测系统的发展趋势和动态,并进一步讨论了轮胎的构造和力学特性以及两者之间的相互作用和内在联系。在此基础之上,对汽车轮胎的静态特性与动态特性进行了对比,特别是对轮胎的滚动刚度、轮胎的阻尼特性以及轮胎的动刚度的非线性的力学特性,进行了深入的分析和探讨。基于上述的理论,综合研究了轮胎车桥系统的振动特性,并应用数学回归手段独立推导出了汽车轮轴系统固有频率的计算公式,较深入地揭示了该系统振动频率与轮胎气压之间的函数关系。本课题研究在前述理论分析的基础上,进一步应用传感技术和测试手段,以较新的计算机G语言LabVIEW开发了测试平台,对轮胎气压所产生的振动效应进行了实验研究和论证。具体采用哈飞松花江牌HFJ1010微型车作为实验对象,分别对不同气压下的汽车悬架固有频率进行了跌落激振和行驶随机激振对比测试,并由此得出了相应的气压与悬架固有频率的回归关系式。实验结果表明,汽车在行驶状态下车桥的固有频率略高于自由静止状态下车桥的固有频率。另外,文章对近年来最新应用的实验手段——汽车悬架装置检测台作了相应研究和论述,并应用该实验台对HFJ1010微型车作了不同胎压下的激振测试实验。实验表明,不同胎压下,悬架的固有频率变化不大,但车轮胎压对车桥振动效率有显着影响。本文结合实验深入地讨论了悬架效率、阻尼等与胎压的相关性,并提出了以检测车桥的相应振动参数来作为轮胎气压监测手段的新途径。本文通过大量的实验和深入的理论探讨,较全面地研究了轮胎气压对车轮与车桥振动特性的影响,为轮胎气压的监测和汽车的安全行驶提供了有益的理论参考和依据。
吴光永[10]2007年在《基于PIC单片机的TPMS系统的应用研究》文中研究指明本文综述了国内外TPMS的发展现状和趋势，阐述了现有TPMS的原理和实现方式，并分析了影响轮胎性能的各种因素和爆胎机理，对当前流行TPMS系统中亟待解决的关键问题，如低功耗、抗干扰、低成本、通用性等，作了深入细致的研究，并提出了相应的解决方案。本文提出了一套高性价比的基于PIC系列单片机的TPMS系统方案，并完成了构建相应的硬件原型的工作，该原型系统分为胎压检测模块和中央监视模块两个部分。首先，分别介绍了硬件系统的构成，给出了各模块的硬件电路设计方案；对系统中用到的主要芯片，如传感器SP12、内嵌UHF发射器的处理器rfPIC12F675、无线接收芯片rfRXD0420、中央监视模块处理器PIC16F877、内置T6963C控制器的LCD等，简单介绍了其功能和特性。其次，为提高TPMS系统抗干扰性能和实现低功耗管理，引入了LF低频主动唤醒技术。再次，基于功能模块划分，结合LF唤醒电路和低功耗管理思想，提出了动态周期测量和发射数据的思想，并给出了相应的软件算法和程序。针对汽车轮胎所处环境恶劣、干扰严重的特点，引入了适合TPMS严格的射频通信环境的CRC数据校验算法；然后，定制了合理的通讯协议，使用了软件过滤等方法以提高检测数据和报警的可靠性和准确性；最后，对原型系统进行了调试，并对全文工作进行了总结和展望。
参考文献：
[1]. 汽车轮胎气压监测系统的研制[D]. 柯银生. 电子科技大学. 2004
[2]. 基于MPXY8300A传感器的直接型轮胎气压监测系统的设计[D]. 王伟强. 华南理工大学. 2012
[3]. 汽车轮胎压力监测系统的研究与设计[D]. 陈曦. 吉林大学. 2008
[4]. 基于扭转刚度的轮胎压力监测方法研究[D]. 张锋. 山东理工大学. 2007
[5]. 基于声表面波的轮胎压力监测研究[D]. 欧洪波. 武汉理工大学. 2006
[6]. 汽车轮胎安全智能监测系统的研究和实现[D]. 陈武. 暨南大学. 2006
[7]. 轮胎气压监测系统发展动态[J]. 孙焕新, 鲍际平, 于兆佳. 森林工程. 2006
[8]. 汽车轮胎爆胎预警系统的研制[D]. 孙宏伟. 吉林大学. 2005
[9]. 汽车轮胎气压对车桥振动的影响研究[D]. 孙焕新. 北京林业大学. 2006
[10]. 基于PIC单片机的TPMS系统的应用研究[D]. 吴光永. 西华大学. 2007