汽车轮胎胎压监测系统（tpms)的设计(附件)【字数：10811】
摘 要伴随着人类社会进入21世纪，如今的经济高速发展，每年生产制造的汽车数量也飞速增长，特别在中国，这个数量每年在呈几何倍增长。随之而来的是大量的交通事故，给政府和个人都造成了严重的经济损失。爆胎则是引起交通事故的一个重要原因之一。为了预防爆胎导致的此类事故，胎压监测系统被研发并投入使用。本文首先介绍了胎压监测系统的存在意义，并分析了国内外发展历史。国内外的各项法规给这个产业带来的推动。然后分析了现行胎压监测系统的种类，并进行比较各自的优缺点。并由此找出一个方面来进行自己的改进思路。根据总体方案和要求进行了总体结构的设计，尤其在胎压检测模块提出了自己的思路设计了软硬件。在硬件方面，比较并选择了型号为MPXY8300的芯片解决方案，依照此芯片的特点进行了电路方面的设计。在软件方面，对降低系统功耗提出了三种并行的解决方案，以期提高系统的能量利用率来提高寿命，改变有源直接式胎压监测系统寿命短，难于更换和维护的缺点。随着汽车工业的进步和国家相关法规的推行，胎压监测系统必定会迎来产业的井喷式发展，必将会一步步成为每辆车的标准配置。胎压监测系统的相关研究也会越发受到从业人员的重视。
目 录
第一章 绪论 1
1.1胎压监测系统研究意义 1
1.2国内外汽车胎压监测系统的发展现状 1
1.2.1国外汽车胎压监测系统标准法规现状 1
1.2.2国内汽车胎压监测系统标准法规现状 2
1.3本论文章节安排 3
第二章 胎压监测系统的分类和工作原理 4
2.1胎压监测系统的作用 4
2.2胎压监测系统的分类 4
2.2.1直接式胎压监测系统 4
2.2.2间接式胎压监测系统 5
2.3直接式TPMS和间接式TPMS的比较 6
第三章 胎压监测系统的总体结构设计 7
3.1系统需求分析 7
3.2系统工作原理 7
3.3系统结构的设计 7
3.4系统实现的关键技术 8
3.4.1低功耗设计 8
3.4.2胎压补偿 9
3.5TPMS主要元器件选择 9
3.5.1传感器 9< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
br /> 3.5.2接收芯片 11
3.5.3供电电源 11
3.5.4天线选择 12
3.5.5液晶屏选择 12
第四章 TPMS系统的硬件设计 13
4.1检测模块的电路设计 13
4.2胎压接收模块电路设计 13
第五章 TPMS系统的软件设计 15
5.1总体设计 15
5.2胎压接收模块程序设计 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
第一章 绪论
在如今时代，汽车已经越发普及，我国每年汽车的数量在飞速上涨。汽车确实为我们的生活带来了绝大的便利，安全问题也随之而来。爆胎是汽车在行驶中时有发生的安全问题之一，特别在高速行驶中的汽车一旦爆胎，极有可能引起交通事故。引起爆胎的原因有很多，主要在于轮胎的气压是否正常，因此，胎压监测系统的存在十分必要。
1.1胎压监测系统研究意义
轮胎是汽车的重要安全部件。轮胎支撑了汽车的总重量，传递了驱动力和制动力，吸收了行驶中的部分冲击与震动，同时也影响了汽车的行驶平顺性、通过性、动力性、制动性等。TPMS(Tire Pressure Monitoring System)即轮胎压力监视系统，主要用于对汽车胎压进行实时自动监测，并在监测到轮胎状况异常时进行报警、甚至预警，以保障驾乘者在汽车的高速行驶中的行车安全。
在车辆数量不断增长的时代，道路交通事故是所有国家都面临的一个严重问题。爆胎与疲劳驾车、超速行驶被公认为中国道路交通的三个最大的问题[1]。据美国汽车工程师学会最近的调查显示，美国每年有 26万起交通事故是由于轮胎故障引起的，其中由爆胎、轮胎欠压和胎温过高引发的事故占事故总数的80%[2,3]。
轮胎长时间的处于欠压状态会极大的影响汽车的行驶安全性和燃油经济性[4]。从安全性角度来看，在轮胎气压不足的情况下汽车高速行驶会使胎内温度升高，甚至产生胎体驻波，最终的结果就是爆胎以至于发生事故[5]。再从经济性角度来看，轮胎长时间处于欠压的情况下会减少轮胎寿命和增加油耗[6]。根据米其林公司的调查发现：1、子午线轮胎作为对气压敏感性很高的轮胎种类，在正常气压下使用时，其寿命一般可达6～8万km，当轮胎长时间欠压行驶时，其寿命将急剧缩短。2、对于其他轮胎，轮胎处于欠压时，其磨损及损坏速度是正常气压下轮胎的2倍甚至3倍。3、轮胎气压对汽车油耗有很大的影响，当轮胎气压低于正常气压30%时，油耗会明显增加；低于正常气压35%时，百公里油耗将增加 1～3L。如果气压进一步降低，油耗也会增加越多[710]。另一方面，油耗还与排放有关，在讲求低碳环境的今天，油耗降低就意味着碳排放的降低，所以通过研究防止胎压降低的胎压监测系统具有十分重大的意义。
1.2国内外汽车胎压监测系统的发展现状
1.2.1国外汽车胎压监测系统标准法规现状
为了降低由于胎压过低而造成的交通事故所带来的经济损失，各国政府都逐渐意识到胎压监测系统的重要性并推出相关的法规促进实施。国外各国所实行的法规如表11所示[1115]。
表11 国外胎压监测系统相关法规发展历程
时间
法规介绍
2004.04
法规编号
FMVSS No.138
制定单位
美国公路交通安全管理局（NTHTSA)
细节描述
执行日期：2007年9月
执行范围：最大设计重质量不超过453Kg的四轮车辆
执行力度：强制性
2004.12
法规编号
SAEJ265：2004
制定单位
美国汽车工程师协会
细节描述
制定了轻型车辆轮胎气压监测系统的技术标准
2006.03
法规编号
目 录
第一章 绪论 1
1.1胎压监测系统研究意义 1
1.2国内外汽车胎压监测系统的发展现状 1
1.2.1国外汽车胎压监测系统标准法规现状 1
1.2.2国内汽车胎压监测系统标准法规现状 2
1.3本论文章节安排 3
第二章 胎压监测系统的分类和工作原理 4
2.1胎压监测系统的作用 4
2.2胎压监测系统的分类 4
2.2.1直接式胎压监测系统 4
2.2.2间接式胎压监测系统 5
2.3直接式TPMS和间接式TPMS的比较 6
第三章 胎压监测系统的总体结构设计 7
3.1系统需求分析 7
3.2系统工作原理 7
3.3系统结构的设计 7
3.4系统实现的关键技术 8
3.4.1低功耗设计 8
3.4.2胎压补偿 9
3.5TPMS主要元器件选择 9
3.5.1传感器 9< *好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072#
br /> 3.5.2接收芯片 11
3.5.3供电电源 11
3.5.4天线选择 12
3.5.5液晶屏选择 12
第四章 TPMS系统的硬件设计 13
4.1检测模块的电路设计 13
4.2胎压接收模块电路设计 13
第五章 TPMS系统的软件设计 15
5.1总体设计 15
5.2胎压接收模块程序设计 16
结束语 17
致 谢 18
参考文献 19
第一章 绪论
在如今时代，汽车已经越发普及，我国每年汽车的数量在飞速上涨。汽车确实为我们的生活带来了绝大的便利，安全问题也随之而来。爆胎是汽车在行驶中时有发生的安全问题之一，特别在高速行驶中的汽车一旦爆胎，极有可能引起交通事故。引起爆胎的原因有很多，主要在于轮胎的气压是否正常，因此，胎压监测系统的存在十分必要。
1.1胎压监测系统研究意义
轮胎是汽车的重要安全部件。轮胎支撑了汽车的总重量，传递了驱动力和制动力，吸收了行驶中的部分冲击与震动，同时也影响了汽车的行驶平顺性、通过性、动力性、制动性等。TPMS(Tire Pressure Monitoring System)即轮胎压力监视系统，主要用于对汽车胎压进行实时自动监测，并在监测到轮胎状况异常时进行报警、甚至预警，以保障驾乘者在汽车的高速行驶中的行车安全。
在车辆数量不断增长的时代，道路交通事故是所有国家都面临的一个严重问题。爆胎与疲劳驾车、超速行驶被公认为中国道路交通的三个最大的问题[1]。据美国汽车工程师学会最近的调查显示，美国每年有 26万起交通事故是由于轮胎故障引起的，其中由爆胎、轮胎欠压和胎温过高引发的事故占事故总数的80%[2,3]。
轮胎长时间的处于欠压状态会极大的影响汽车的行驶安全性和燃油经济性[4]。从安全性角度来看，在轮胎气压不足的情况下汽车高速行驶会使胎内温度升高，甚至产生胎体驻波，最终的结果就是爆胎以至于发生事故[5]。再从经济性角度来看，轮胎长时间处于欠压的情况下会减少轮胎寿命和增加油耗[6]。根据米其林公司的调查发现：1、子午线轮胎作为对气压敏感性很高的轮胎种类，在正常气压下使用时，其寿命一般可达6～8万km，当轮胎长时间欠压行驶时，其寿命将急剧缩短。2、对于其他轮胎，轮胎处于欠压时，其磨损及损坏速度是正常气压下轮胎的2倍甚至3倍。3、轮胎气压对汽车油耗有很大的影响，当轮胎气压低于正常气压30%时，油耗会明显增加；低于正常气压35%时，百公里油耗将增加 1～3L。如果气压进一步降低，油耗也会增加越多[710]。另一方面，油耗还与排放有关，在讲求低碳环境的今天，油耗降低就意味着碳排放的降低，所以通过研究防止胎压降低的胎压监测系统具有十分重大的意义。
1.2国内外汽车胎压监测系统的发展现状
1.2.1国外汽车胎压监测系统标准法规现状
为了降低由于胎压过低而造成的交通事故所带来的经济损失，各国政府都逐渐意识到胎压监测系统的重要性并推出相关的法规促进实施。国外各国所实行的法规如表11所示[1115]。
表11 国外胎压监测系统相关法规发展历程
时间
法规介绍
2004.04
法规编号
FMVSS No.138
制定单位
美国公路交通安全管理局（NTHTSA)
细节描述
执行日期：2007年9月
执行范围：最大设计重质量不超过453Kg的四轮车辆
执行力度：强制性
2004.12
法规编号
SAEJ265：2004
制定单位
美国汽车工程师协会
细节描述
制定了轻型车辆轮胎气压监测系统的技术标准
2006.03
法规编号
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