新型轮胎压力监测系统副机电路设计

论文摘要

轮胎压力监测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring System)主要用于车辆在行驶时对轮胎压力、温度进行实时监测，对轮胎过压、欠压以及漏气等异常情况进行报警，提醒驾车者采取相应的措施，以免造成爆胎事故。是驾车者、乘车人的生命安全预警保障系统。本课题所在项目采用了一种创新的系统解决方案，对轮胎轮毂结构进行了改造，将产品副机的安装位置由原来安装在轮毂上改在轮毂轴心上，内部增加惯性发电装置，主机与副机之间的信息通过微型无线网桥传递，无线网桥通过自行研制的DCPL总线与主机相连。本课题方案有效的解决了系统电源以及功耗问题，提高了系统运行的可靠性与稳定性。由于安装方式的改变，使得系统的维护也变得简单起来。本文的主要工作是在理解整个系统的前提下负责副机模块的电路设计。论文首先介绍了目前国外TPMS的解决方案，并分析其存在的不足之处，进而提出自己的解决方案。在详细设计部分，本论文分为硬件设计和软件设计两大部分。论文最后描述了该系统的软硬件调试、测试方法及相关结果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 轮胎安全性能分析
• 1.2.1 温度对轮胎安全性能的影响
• 1.2.2 压力对轮胎安全性能的影响
• 1.3 轮胎经济性能分析
• 1.4 国内外发展状况
• 1.5 应用前景
• 1.6 课题的提出
• 2 TPMS系统总体设计
• 2.1 系统概述
• 2.1.1 TPMS系统的分类
• 2.1.2 轮胎压力监测系统的结构组成
• 2.2 国外 TPMS系统的解决方案
• 2.3 本课题的解决方案
• 2.4 系统设计要求
• 2.4.1 系统工作环境
• 2.4.2 系统功能要求
• 2.4.3 系统技术要求
• 2.5 本章小结
• 3 轮胎压力监测系统副机电路设计
• 3.1 概述
• 3.2 无线通信模块的设计
• 3.2.1 无线通信芯片的选型
• 3.2.2 射频收发芯片nRF9E5
• 3.2.3 天线的设计
• 3.3 传感器模块的设计
• 3.3.1 MPXY8020A的特性结构
• 3.3.2 MPXY8020A管脚配置说明
• 3.4 电源管理模块的设计
• 3.5 副机电路整体设计
• 3.6 系统硬件的抗干扰设计
• 3.7 本章小结
• 4 TPMS副机系统软件设计
• 4.1 数据传输协议
• 4.2 RF通信软件设计
• 4.2.1 nRF9E5的工作模式
• 4.2.2 nRF ShockBurst模式
• 4.2.3 待机模式
• 4.2.4 无线收发器配置
• 4.3 数据采集模块软件设计
• 4.3.1 温度、压力数据的采集
• 4.3.2 电压信号的采集
• 4.4 副机系统主程序设计
• 4.5 软件抗干扰设计
• 4.6 本章小结
• 5 系统调试与实验
• 5.1 无线通信模块测试
• 5.2 压力温度信号的测试
• 5.3 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 工作展望
• 致谢
• 参考文献