汽车胎压监测与爆胎安全控制系统设计

论文摘要

随着人民生活水平的不断提高,汽车作为一种代步工具逐步进入了百姓家庭。据不完全统计,私人购车已占汽车销售的50%以上。在汽车越来越普及的同时,汽车爆胎事故也逐步上升,因此,随着中国汽车工业的发展,家庭用车数量的增高,汽车爆胎越来越受到有关人员的重视,如何能够有效的监测和预防爆胎的发生,将成为目前一个非常重要的课题。本课题所设计的汽车胎压监测与爆胎安全控制系统是基于无线传输技术、现场可编程门阵列、胎压检测技术、程控放气技术等而设计的,通过下位机进行胎压检测及温度检测,根据实时检测的胎压值控制程控放气装置来实时的调节汽车轮胎的胎压,如果某个轮胎发生了爆胎,那么这个轮胎的胎压值会快速下降,此时下位机控制程控放气装置对其他的3个轮胎进行放气,以保持四个轮胎的胎压平衡,并且将胎压及温度信息通过无线传输技术实时的传输到上位机,上位机实时的显示各个轮胎的胎压及温度信息,并且根据胎压和温度信息做相应的应对处理,如刹车、报警等。硬件方面,下位机采用超低功耗单片机MSP430F4250和胎压传感器来实时检测轮胎胎压,并且由微控制器控制无线射频收发芯片CC1100将胎压信息实时传输到上位机。上位机采用现场可编程门阵列FPGA XC3S400控制无线射频收发芯片CC1100来实时接收胎压信息,并做相应应对处理。软件方面,根据系统的硬件构成,软件主要分成两大块,下位机程序,上位机程序,下位机程序主要包括胎压检测控制程序,无线收发控制程序和程控放气控制程序,上位机主要包括无线收发控制程序和显示控制程序以及报警等应对处理程序。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 国内外研究现状及分析
• 1.3 课题研究目的及意义
• 1.4 研究目标、研究内容
• 第2章 汽车胎压监测与爆胎安全控制系统工作原理
• 2.1 胎压检测原理
• 2.2 温度检测原理
• 2.3 程控放气装置工作原理
• 2.4 程控刹车制动装置工作原理
• 2.5 系统总体方案及原理
• 第3章 汽车胎压监测与爆胎安全控制系统硬件设计
• 3.1 传感器模块电路设计
• 3.1.1 胎压传感器温度补偿电路设计
• 3.1.2 胎压传感器调零电路设计
• 3.2 下位机MCU电路设计
• 3.2.1 下位机MCU芯片选型
• 3.2.2 MCU电源电路设计
• 3.2.3 MCU时钟电路设计
• 3.2.4 MCU复位电路设计
• 3.2.5 MCU程序下载电路设计
• 3.2.6 MCU与传感器接口电路设计
• 3.2.7 MCU与无线收发模块接口电路设计
• 3.2.8 MCU与程控放气装置接口电路设计
• 3.3 上位机FPGA电路设计
• 3.3.1 上位机FPGA芯片选型
• 3.3.2 FPGA电源电路设计
• 3.3.3 FPGA时钟电路设计
• 3.3.4 FPGA复位电路设计
• 3.3.5 FPGA配置电路设计
• 3.3.6 FPGA与无线收发模块接口电路设计
• 3.3.7 FPGA与显示模块接口电路设计
• 3.3.8 FPGA与报警模块接口电路设计
• 3.3.9 FPGA与刹车制动装置接口电路设计
• 3.4 本系统抗干扰技术
• 3.4.1 硬件抗干扰技术
• 3.4.2 软件抗干扰技术
• 3.4.3 PCB设计布线原则
• 3.4.4 系统可靠性设计
• 第4章 汽车胎压监测与爆胎安全控制系统软件设计
• 4.1 胎压检测软件设计
• 4.1.1 下位机MCU A/D转换程序设计
• 4.1.2 标度变换程序设计
• 4.1.3 线性化处理程序设计
• 4.1.4 滤波程序设计
• 4.2 数据无线收发软件设计
• 4.3 上位机FPGA显示与报警程序设计
• 4.3.1 上位机FPGA显示程序设计
• 4.3.2 上位机FPGA报警程序设计
• 4.4 程控放气与程控刹车制动软件设计
• 第5章 汽车胎压监测与爆胎安全控制系统
• 5.1 A/D转换程序调试方法
• 5.2 上位机FPGA显示与报警程序调试方法
• 5.3 数据无线收发程序调试方法
• 5.4 调试过程中遇到的问题及解决方法
• 5.5 实验数据及分析
• 第6章 全文总结及展望
• 6.1 全文总结
• 6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加的科研情况
• 附录