汽车胎压监控系统的研究与设计

论文摘要

随着我国汽车使用的日益普及,安全行驶已经成为人们关注的焦点。轮胎对汽车的稳定性,安全性起着关键作用。TPMS,即轮胎压力监控系统,主要用于对汽车胎压与温度进行实时监测,当出现异常状态时立即进行报警,从而保障驾驶员和乘者的行车安全。系统以高性能、低功耗、抗干扰性强的MC68HC908系列微控制器、压力/温度测量芯片MPXY8020和无线射频收发芯片MC33493/MC33594为核心,按照完成的功能系统分为安装于汽车轮胎内部的轮胎模块(测量/发射模块)和安置在驾驶室内的主机模块(接收处理模块)。根据系统的功能技术要求,进行了轮胎模块和主机模块的硬件部分和软件部分设计。轮胎模块主要进行压力、温度数据的采样,进行滤波处理后送给发射单元发送出去。主机模块主要对接收到的数据进行处理,如果发现异常情况则进行灯光报警。在系统的软件设计上,采取了一系列措施来降低功耗和增加系统的可靠性。为了降低系统功耗,除了大部分时间让系统处于休眠模式外,设计了从轮胎状态数据的测量与处理到数据帧的组织与发射这一流程的有效算法。为增加系统的抗干扰能力,除采用传统的指令冗余技术、软件陷阱技术、看门狗技术外,为系统设计了保护重要数据的有效算法。为了提高RF通信的可靠性,本文首先采用CRC差错检测法,对原有算法改进优化,在提高检错率,减少误码率的同时,大大减少这种算法所占用的系统资源空间,确保中央监视器模块接收到的数据能够真实反映轮胎状态。此外,还设计了防止系统误报警的算法,有效地增加了系统的可信性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 课题研究的背景及意义
• 1.2 国内外相关行业的现状
• 1.3 课题研究的主要内容
• 第2章 TPMS 系统整体方案设计
• 2.1 系统功能要求
• 2.2 系统设计指标
• 2.3 系统方案设计
• 2.3.1 TPMS 系统分类
• 2.3.2 系统方案设计概述
• 2.4 本章小结
• 第3章 TPMS 系统关键问题的研究与设计
• 3.1 系统低功耗的研究
• 3.2 系统可靠性研究设计
• 3.2.1 轮胎数据测量处理的抗干扰设计
• 3.2.2 无线通信的可靠性设计
• 3.3 防止TPMS 系统误报警设计
• 3.4 本章小结
• 第4章 TPMS 系统硬件电路设计
• 4.1 测量/发送模块设计
• 4.1.1 芯片介绍
• 4.1.2 测量电路设计
• 4.1.3 数据处理与发送电路设计
• 4.2 接收/监控模块设计
• 4.2.1 芯片介绍
• 4.2.2 接收电路设计
• 4.2.3 显示及报警电路设计
• 4.2.4 人机接口电路设计
• 4.3 本章小结
• 第5章 TPMS 系统软件设计
• 5.1 系统通信协议
• 5.2 轮胎监控模块软件设计
• 5.2.1 轮胎模块主程序设计
• 5.2.2 轮胎数据测量软件设计
• 5.2.3 无线发射软件设计
• 5.3 主机监控模块软件设计
• 5.3.1 主机监控模块主程序设计
• 5.3.2 无线接收软件设计
• 5.4 本章小结
• 第6章 系统性能分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢