轮胎压力监测系统的毕业设计.doc

轮胎压力监测系统的毕业设计 目录 第1章 引言 2 1.1 选题目的和意义 2 1.2 本选题在国内外的研究状况及发展趋势 2 第2章 系统功能介绍 4 2.1 系统功能设计 4 2.2 系统总体设计方案 4 第3章 硬件电路设计 5 3.1 主控模块 5 3.1.1 STC89C52介绍 5 3.1.2 STC89C52单片机最小系统 6 3.2 电源模块 7 3.3 气压、温度检测模块 7 3.4 无线发射接收模块 8 3.4.1 nRF24L01概述 8 3.4.2 nRF24L01工作原理 9 3.4.3 无线发射接收电路图 9 3.5 显示模块 10 3.6 按键模块 11 3.7 报警模块 11 3.8 串口通讯模块 12 第4章 系统软件设计 13 4.1 主程序流程图 13 4.2 子程序流程图 14 4.2.1 气压及温度模块子程序 14 4.2.2 无线通信发送接收模块子程序 16 4.2.3 显示子程序 18 结论 21 参考文献 22 致谢 23 附录 24 第1章 引言 汽车时代的到来，改变的不仅仅是人们的代步方式，更有人们的生活方式乃至整个社会的文化。同样，一个时代的典型核心技术产品也带动着整个产业的技术发展趋势。随着家用汽车对现代家庭日常生活的冲击，汽车的行驶安全，不仅仅体现了汽车的性能，更代表着未来汽车工程技术与相关科技的发展方向。智能化系统在我们日常生活中的应用越来越广泛，为社会的文明进步、经济的繁荣发展保驾护航，同时也被大量地应用到汽车等相关产品上[1]。把现代电子科学技术的发展成果应用到汽车电子技术当中，必将大大增加汽车行驶的稳定性和安全性。 1.1 选题目的和意义 轮胎是汽车重要的组成部分之一，有实验表明，行驶在道路上的车辆，影响轮胎性能的主要因素来自于是汽车轮胎内部的充气压力。轮胎内部的充气压力偏高或者偏低，都会使轮胎的整体性能和使用寿命带来很大的影响。轮胎内部的气压过高时，轮胎与地面接触面积变小，轮胎外表面的中部区域承受的压力增高，磨损加剧，轮胎的底部花纹开裂。此时轮胎的刚度增大，起不到应有的缓冲作用，汽车的稳定性降低，轮胎的回正力矩变小，从而促使汽车的可操作性能降低。在行驶途中如果遇到障碍物，容易致使轮胎发生破裂，导致轮胎的整体性能下降和使用寿命缩短。而轮胎与行驶路面之间动载荷增大，表明轮胎与路面之间的最小正压力减小，从而降低车轮本身的地面附着力，影响汽车的行驶安全性。气压不足同样对轮胎有很大的影响，有资料表明，约有85%有缺陷的轮胎始于慢渗气(自然渗透)，有25%的轮胎损坏是由于慢渗气造成的。 因此由轮胎气压引起的交通事故比例较高，也是突发性交通事故发生的重要原因。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。使得人们对轮胎内部的充气压力关注日益密切。轮胎压力监测技术是一种能切实有效的防止和减少由于轮胎引起交通事故的方法。通过在汽车行驶过程中时实时的对轮胎气压进行监测，对轮胎内部的低气压值进行显示报警，从而达到保持标准的车胎内部气压和及时发现车胎漏气的目的。进而才能保障行车安全，保障司机、乘客的生命安全。 1.2 本选题在国内外的研究状况及发展趋势 据有关专家的分析，防止爆胎的关键在于应该实时保持在正常的轮胎气压下行驶。据美国汽车相关调查机构调查，在美国由于轮胎内部的气压低或漏气所引发的交通事故每年大约有26万起，所以美国政府要加大了对汽车相关制造商的支持力度，加速发展了 TPMS 系统，以便挽回巨大的经济损失和重大的人员伤亡。 国外许多国家（像美国、日本等）已先后立法，要求在今后几年内实现汽车全部安装TPMS，美国TPMS装备已经非常普及。目前，已经有了相关传感器模块将所要测试的各个数据的传感器与微控制单元合二为一的智能传感器模块，如GE NPX，以便满足TPMS对IC高可靠性和高整合度的要求[2]。 TPMS的研究在中国刚刚起步。目前大部分厂家都处在研究开发阶段，出货量不高。全国开展 TPMS 研究的厂家接近 200家，专业的TPMS厂家大约为30家。TPMS 零组件主要靠进口，缺乏自主知识产权的产品。目前国外带电池的 TPMS 系统相对己经比较成熟，主要在进行无源TPMS 系统的研究，如利用 SAW 这类无源器件频率的变化来监测轮胎压力变化。上海交通大学也开始基于声表面波技术的 TPMS 开发研究，这种能同时测量轮胎内压力、温度和发射数据的 SAW 传感器，不仅可实现智能轮胎信息的无源测量和无线发送，并且将拥有中国人自主的知识产权。 随着高新技术的发展和现代汽车不断趋向高性能化，汽车用的轮胎也从长期的性能时代，开始进入功能化的新时期。当然，现代汽车的安全配置也在不断得到完善，如安全带、安全气囊、防撞杆等被广泛运用