摘 要

Abstract II

1 绪论 1

1.1 系统的研究背景 1

1.2 目的和意义 1

1.2.1 轮胎气压与安全 1

1.2.2 轮胎气压与路程 2

1.3 当前国内外相关技术的应用现状及发展趋势 2

1.3.1 TPMS 的应用现状 2

1.3.2 当前国内外相关技术的发展趋势 3

2 TPMS 的种类、工作原理及各自的优缺点 4

2.1 TPMS 的种类 4

2.1.1 直接式 TPMS 4

2.1.2 间接式 TPMS 5

2.2 TPMS 的优缺点 5

3 汽车轮胎气压监测系统工作原理及方案设计 7

3.1 系统工作原理 7

3.1.1 轮胎爆胎机理 7

3.1.2 轮胎气压的监测算法 8

3.2 汽车轮胎气压实时监测系统方案设计 8

3.2.1 系统方案论证 8

3.2.2 设计要求 9

3.2.3 系统方案总体设计 10

3.2.4 监测模块的硬件总体设计 11

3.2.5 主机控制模块的硬件总体设计 11

4 元器件选型与系统硬件设计 12

4.1 元气件选型 12

4.1.1 传感器 12

4.1.2 射频电路 13

4.1.3 单片机 16

4.1.4 天线 16

4.2 硬件设计 17

4.2.1 系统硬件总体设计 17

4.2.2 轮胎监视摸块硬件设计 17

4.2.3 主机控制模块硬件设计 18

5 汽车轮胎压力监测系统的软件设计 19

5.1 轮胎监视模块的软件设计 19

5.1.1 前期分析 19

5.1.2 监视模块工作流程 19

5.1.3 监视模块的软件设计 20

5.1.4 软件的通信原理 21

5.2 控制模块软件设计 23

5.2.1 控制模块通信介绍 23

5.2.2 主机的软件设计流程 24

5.3 PROTEUS仿真 25

6 总结与展望 27

致谢 28

参考文献 29

附录A系统硬件原理图 30

附录B部分程序清单 32

摘要

随着现在交通事业的飞速发展，汽车也开进了千家万户。汽车带给人的不仅仅是出行方式的改变，更是社会文化的体现。在人们适应了开车出行的今天，如何安全出行也成为了一个很重要的课题。本文研究的轮胎压力监测系统就是为了避免爆胎，为平安出行提供了强有力的保障。

本系统是利用压力传感器BMP180检测轮胎内部的压力，然后利用无线射频芯片nRF401进行数据的传递，最后在LCD上面显示报警。单片机为该系统提供了控制和数据处理。系统不仅会判断低压和高压，还会对气压变化幅度较大如漏气时的异常情况进行报警。具有适用范围管，测量精度高，数据传输快实时检测的功能。利用轮胎压力检测技术，可以有效的避免生活中由于爆胎而引起的交通事故。

关键词：无线射频；爆胎；传感器

Abstract

With the rapid development of the transportation industry, cars have entered thousands of households. The car brings people not only the change of travel mode, but also the embodiment of social culture. Nowadays, when people adapt to driving, how to travel safely has also become a very important topic. The tire pressure monitoring system studied in this paper is to avoid tire bursts, providing a strong guarantee for safe travel.

This system uses the pressure sensor BMP180 to detect the pressure inside the tire, and then uses the radio frequency chip nRF401 to transmit the data. Finally, the alarm is displayed on the LCD. SCM provides control and data processing for the system. The system will not only judge the low pressure and high pressure, but also alarm the abnormal variation of the atmospheric pressure, such as gas leakage. It has the functions of application range, high precision, fast data transmission and real-time detection. The tire pressure detection technology can effectively avoid traffic accidents caused by tire blowout in life.

Keywords：radio frequency radiofrequency; blowout; sensor

1 绪论

1.1 系统的研究背景

如今国家的交通运输事业发展的飞快，高速公路也越来越多，汽车也开进了千家万户。随着车辆的增多，车速不断加快，各种交通事故也越来越多。调查发现，各种交通事故当中，由于爆胎而引起的事故占了很大一部分。究其原因，都是因为轮胎的压力过大或过小造成的。事故的发生大多数是因为对胎压状况不了解，不能及时的做出反应。怎么样避免爆胎成为了一个很重要的话题。本文研究的轮胎压力检测系统可以对轮胎的压力实时进行检测，告诉驾驶人员当前轮胎的状况。如果轮胎发生了异常，系统会报警提醒，司机可以提前做好准备，停止驾驶，检查轮胎，避免事故的发生。

1.2 目的和意义

1.2.1 轮胎气压与安全

窗体顶端

轮胎是汽车行驶的保障和生命线，因为轮胎的缘由而造成的交通事故这样的后果是很严重的，因此，随时将轮胎保持在准确的轮胎压力下将极大地有利于驾驶员的安全和车辆的维护。

有许多人有这样的经历，在轮胎充满气后跑在路上，车内噪音很大，刹车不刹车，车子在摇晃。或者是当车加油时提速很慢，车身晃东明显，等到一段时间后察看，耗油量显著增加。这种现象是由于在汽车店给轮胎上气时，使用的是不精确的压力表，导致胎压不在正常的范围内。

轮胎压力过高时，胎体过度膨胀，与地面的接触面积变小，部分的压强变大，使磨损变大，减少了轮胎的使用寿命。当遇到地面有突起物或者深坑时，会产生悬挂系统损坏，乘坐舒适感下降等影响。而当遇到淤泥或者易打滑的路面时，轮胎容易失控，发生侧滑。