基于无线射频的轮胎安全监测系统的研制

论文摘要

随着科技的发展和人们生活水平的提高,汽车的普及程度越来越大,如何保证交通安全、降低汽车维护费用和提高乘车舒适性已经成为人们普遍关心的重要问题,而轮胎在这些问题中扮演了重要的角色。因此国内外各汽车公司、轮胎生产厂家以及一些电子厂商都开始投资研究轮胎的安全监测系统。根据这样的实际需求,本课题在研究、参考了国内外现有轮胎安全监测系统的基础上,充分利用现代电子、传感器和无线通信等方面的成果,开发了一套适合国内使用的实用安全监测系统。 系统利用无线射频通信使数据采集模块和处理模块分离开,将压力和温度采集模块置于轮胎内部,数据处理模块及显示报警单元置于车内驾驶台上。通过无线射频将轮胎内部的压力和温度数据实时的传送给数据处理模块,经过微控制器运算处理后,利用液晶显示轮胎实时状况,如果超出了设定的标准值,将进行语音报警以提醒司机采取相应措施。因此可以最大限度地将事故消灭在萌芽状态,从而极大地提高汽车行驶的安全性及经济性。 课题开发设计了整体硬件电路,并采用C51、C430语言编写了系统控制软件,模拟CAN总线制定了通信协议,并利用汉明纠错码编码,使系统具有较低的误码率。此外,还采用了一系列软硬件保护措施来提高系统的抗干扰能力。系统采用了双向无线射频模块,既简化了结构,降低了安装的繁琐性,又可以控制数据采集模块的发射状态,降低了功耗,延长了系统的使用寿命。硬件部分采用了通用的微控制器和传感器,降低了系统的成本。 试验调试和计算结果表明,整个系统完成了全部要求功能,运行稳定、可靠,达到了预期的目标。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 汽车轮胎结构及发展历史
• 1.3 轮胎的重要性及其影响因素
• 1.4 国内外轮胎安全监测系统的研究现状
• 1.5 课题的研究内容和主要工作
• 2 总体设计方案
• 3 系统硬件电路的设计
• 3.1 单片机的选择
• 3.1.1 MSP430系列单片机
• 3.1.2 ATMEL公司的AT89系列
• 3.2 液晶显示单元
• 3.2.1 汉字显示原理
• 3.2.2 点阵型 LCD显示模块 EDM12864-1
• 3.3 无线射频模块的选择
• 3.4 数据采集电路
• 3.4.1 压力传感器
• 3.4.2 温度传感器
• 3.5 语音报警单元的设计
• 3.6 按键接口的设计
• 3.7 直流电源电路设计
• 3.7.1 系统的电源电路设计的要求
• 3.7.2 系统电源的设计
• 3.8 本章小结
• 4 系统软件设计
• 4.1 系统软件编程语言的选择
• 4.2 系统软件设计
• 4.2.1 CAN协议的简介
• 4.2.2 汉明码的简介
• 4.2.3 数据采集程序设计
• 4.2.4 数据接收处理软件设计
• 4.3 本章小结
• 5 系统的抗干扰设计
• 5.1 硬件抗干扰的措施
• 5.2 软件抗干扰的措施
• 6 系统的调试
• 6.1 系统调试前的检查
• 6.2 系统的调试
• 结论
• 参考文献
• 附录A 发射模块原理图
• 附录B 接收模块原理图
• 附录C 液晶显示及按键接口电路原理图
• 附录D 数据处理显示模块主程序
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢
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