论文综述了国内外轮胎压力监测系统的发展现状和特点,分析了轮胎的压力、温度对轮胎性能的影响,并得出了压力过低、压力过高、温度过高是影响轮胎安全运行的主要原因。在此基础上,设计了轮胎压力实时监测与预警系统的整体方案,并且给出了系统的基本功能和性能指标。 系统整体由1个接收器模块和4个轮胎模块构成,轮胎模块与接收器模块之间进行无线数据传输。轮胎模块完成信号的采集和发送功能;接收器模块完成无线信号的接收、处理、报警和人机交互的功能。 在硬件和软件设计上,采用模块化设计的思想。硬件的设计采用适合于汽车环境的集成化电子器件,轮胎模块设计包括传感器、微控制器和射频发射电路的设计,着重考虑了降低模块功耗、减小模块体积与重量,尤其是利用加速度开关进行电源的管理,有效的减少了能耗;接收器模块的设计包括射频接收电路设计、控制器单元设计和人机交互能力设计。采用多对一的单方向FSK数字调频的无线通讯方式,提高了系统数据传输的抗干扰能力和可靠性。 软件设计包括了轮胎压力、温度的采样,数据无线发送与接收、数据的处理,报警和人机交互能力的设计。根据采样压力值的变化,进行两种运行模式的选择,解决了耗电量与数据实时准确的矛盾;无线传输采用了CRC校验的方式,进一步提高数据传输的抗干扰能力;系统设置按键输入的软件设计有效地较少了人为误操作。 针对汽车环境恶劣,干扰严重的特点,从系统的硬件设计、软件设计等多方面进行抗干扰的综合考虑,并利用多种软件和硬件技术来提高和改善系统的抗干扰能力,特别讨论了射频电路板的设计,提高系统的可靠性和实用性。 论文综合运用了传感器技术、微控制器技术、无线通讯技术、软件技术等构筑了轮胎压力实时监测与预警系统的样机。经过前期的测试与实验表明,本论文所设计的轮胎压力实时监测与预警系统在理论上和技术上是可行的;不但能满足NHTSA标准的要求,而且在功能上得到了扩充,还具有简单实用的人机交互能力。该系统具有一定的实用价值和应用前景。