本文關(guān)鍵詞：基于Zigbee技術(shù)的運行汽車胎壓采集系統(tǒng)的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：據(jù)統(tǒng)計,我國60%的高速公路汽車交通事故是由爆胎引起的,如何預(yù)防輪胎爆胎已成為當(dāng)今汽車安全駕駛的一個重要課題。汽車輪胎胎壓監(jiān)測系統(tǒng)(Tire Pressure Monitoring System,TPMS)是安全可靠、能夠有效預(yù)防輪胎爆胎的安全裝置,該系統(tǒng)對輪胎內(nèi)部壓力、溫度進(jìn)行自動監(jiān)測,若輪胎內(nèi)部壓力或溫度出現(xiàn)異常則及時進(jìn)行預(yù)警。目前,歐美國家已立法強(qiáng)制性安裝TPMS,因此國外TPMS技術(shù)得到迅速發(fā)展。而我國對TPMS的研究相對起步較晚,因此研究具有自主知識產(chǎn)權(quán)的直接式TPMS對于我國的交通安全具有重要意義。本文利用新興的低功耗、抗干擾性強(qiáng)的Zig Bee技術(shù),研制了一套基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的汽車胎壓監(jiān)測系統(tǒng)。本文研究了國內(nèi)外的TPMS系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r,對比了直接式TPMS系統(tǒng)與間接式TPMS系統(tǒng)的優(yōu)缺點,選用了直接式測量胎壓的方法并針對不足之處,將Zigbee無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)應(yīng)用于輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計。論文首先分析研發(fā)TPMS系統(tǒng)在社會和經(jīng)濟(jì)方面的意義說明TPMS的重要性,介紹Zigbee技術(shù)與其他無線傳輸方式相比的在短距離無線傳輸數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢,并闡述了Zigbee星型網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)具有低功耗、低成本、高可靠性和易實現(xiàn)的優(yōu)點。根據(jù)系統(tǒng)的技術(shù)要求和功能特點,詳細(xì)介紹TPMS系統(tǒng)的基本原理,提出系統(tǒng)硬件的總體設(shè)計方案,并針對星型網(wǎng)絡(luò)的實現(xiàn)和系統(tǒng)的低功耗管理提出了相應(yīng)的方案。從實際應(yīng)用出發(fā),對系統(tǒng)軟硬件的低功耗設(shè)計做了一定的改進(jìn):在軟件方面,將異常時實時喚醒和正常時定時喚醒結(jié)合起來,使用加速度特征值來喚醒CC2430芯片減少檢測模塊的發(fā)送次數(shù),降低功耗;在硬件方面的選用高度集成的低功耗芯片CC2430和SP12來減少組件的數(shù)量,簡化電路;對系統(tǒng)的抗干擾性做了進(jìn)一步改進(jìn),利用Zigbee直接序列擴(kuò)頻技術(shù)和信號避免碰撞機(jī)制以及合理設(shè)計PCB,提高了系統(tǒng)的抗干擾性。與現(xiàn)有的TPMS設(shè)計方案相比,改進(jìn)后的方案在提高系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時,系統(tǒng)的體積更小,電路更簡化,耗能更低,使用壽命更長。定位技術(shù)采用可靠、便捷和低成本的定位技術(shù),引入Zigbee綁定機(jī)制,它在輪胎更換保養(yǎng)后能夠自動更新綁定鏈表,達(dá)到自動定位的功能。完成了系統(tǒng)的電氣原理圖和PCB圖的設(shè)計。按系統(tǒng)的功能要求,本文完成了輪胎模塊的數(shù)據(jù)采集和發(fā)送程序;主機(jī)模塊的數(shù)據(jù)接收、存儲和顯示程序、數(shù)據(jù)處理程序和報警提示程序。最后,文章對輪胎監(jiān)測模塊進(jìn)行了功耗分析和實驗室內(nèi)部的靜態(tài)功能測試,保證了系統(tǒng)功能的完整性,并進(jìn)行了Zigbee星型組網(wǎng)的測試,測試數(shù)據(jù)表明了本設(shè)計滿足基本設(shè)計要求。
【關(guān)鍵詞】：TPMS Zigbee技術(shù) 低功耗 星型組網(wǎng)
【學(xué)位授予單位】：成都理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：U463.6;TN92
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-11
• 第1章 引言11-21
• 1.1 研究背景和意義11-12
• 1.2 課題立題依據(jù)12-14
• 1.2.1 輪胎壓力與行車安全12
• 1.2.2 輪胎壓力與輪胎使用壽命12-13
• 1.2.3 課題研究意義13-14
• 1.3 TPMS的發(fā)展?fàn)顩r14-16
• 1.3.1 國內(nèi)TPMS發(fā)展?fàn)顩r14-15
• 1.3.2 國外TPMS發(fā)展?fàn)顩r15
• 1.3.3 全球TPMS發(fā)展趨勢15-16
• 1.4 TPMS的實現(xiàn)方案16-19
• 1.4.1 間接式TPMS16-17
• 1.4.2 直接式TPMS17-19
• 1.4.3 傳統(tǒng)TPMS的弊端19
• 1.5 課題的研究內(nèi)容及論文結(jié)構(gòu)19-21
• 1.5.1 本課題的研究內(nèi)容19-20
• 1.5.2 論文結(jié)構(gòu)安排20-21
• 第2章 Zigbee技術(shù)分析21-29
• 2.1 Zigbee技術(shù)21-23
• 2.1.1 Zigbee技術(shù)特點21-22
• 2.1.2 Zigbee的標(biāo)準(zhǔn)制定22-23
• 2.2 主流短距離無線通信方式23-24
• 2.3 Zigbee的網(wǎng)絡(luò)類型24-26
• 2.4 Zigbee的協(xié)議棧模型26-28
• 2.4.1 物理層（PHY層）27
• 2.4.2 MAC層27-28
• 2.4.3 網(wǎng)絡(luò)層（NWK層）28
• 2.4.4 APL層28
• 2.5 本章小結(jié)28-29
• 第3章 TPMS總體設(shè)計及技術(shù)分析29-37
• 3.1 汽車輪胎分類29-30
• 3.2 系統(tǒng)設(shè)計要求30-32
• 3.2.1 工作環(huán)境30-31
• 3.2.2 功能要求31
• 3.2.3 技術(shù)要求31-32
• 3.3 系統(tǒng)的總體設(shè)計32-34
• 3.3.1 系統(tǒng)的器件選擇和功耗32
• 3.3.2 TPMS的總體設(shè)計32-33
• 3.3.3 TPMS輪胎檢測模塊的設(shè)計33
• 3.3.4 TPMS主機(jī)模塊的設(shè)計33-34
• 3.3.5 輪胎發(fā)射模塊的定位34
• 3.4 Zigbee星型網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計與實現(xiàn)34-36
• 3.5 本章小結(jié)36-37
• 第4章 輪胎檢測模塊的設(shè)計37-53
• 4.1 輪胎檢測模塊的分析37-38
• 4.1.1 技術(shù)難點分析37
• 4.1.2 難點解決方案37-38
• 4.2 輪胎檢測模塊的硬件設(shè)計38-46
• 4.2.1 智能芯片SP1238-42
• 4.2.2 Zigbee芯片CC243042-45
• 4.2.3 鋰亞電池45
• 4.2.4 總體硬件電路設(shè)計45-46
• 4.3 輪胎模塊的軟件設(shè)計46-52
• 4.3.1 輪胎模塊的總體軟件設(shè)計47-50
• 4.3.2 SP12壓力傳感器的軟件設(shè)計50-51
• 4.3.3 無線發(fā)射部分設(shè)計51-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 主機(jī)接收模塊的設(shè)計53-60
• 5.1 主機(jī)接收模塊的硬件設(shè)計53-57
• 5.1.1 LCD介紹53-55
• 5.1.2 電路硬件設(shè)計55
• 5.1.3 報警電路設(shè)計55-56
• 5.1.4 人機(jī)接口模塊設(shè)計56-57
• 5.2 主機(jī)接收模塊的軟件設(shè)計57-59
• 5.2.1 主機(jī)接收模塊的總體軟件設(shè)計57-58
• 5.2.2 LCD顯示子程序設(shè)計58
• 5.2.3 無線接收子程序的設(shè)計58-59
• 5.3 本章小結(jié)59-60
• 第6章 系統(tǒng)功耗分析和系統(tǒng)測試60-66
• 6.1 輪胎檢測模塊的功耗分析60-61
• 6.2 系統(tǒng)測試61-65
• 6.2.1 溫度測試61
• 6.2.2 壓力測試61-62
• 6.2.3 CC2430無線通信模塊測試62-63
• 6.2.4 Zigbee網(wǎng)絡(luò)測試63-65
• 6.3 本章小結(jié)65-66
• 結(jié)論66-67
• 致謝67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 攻讀學(xué)術(shù)期間取得學(xué)術(shù)成果70-71
• 附錄A 輪胎檢測模塊電路原理圖71-72
• 附錄B 主機(jī)接收電路原理圖72

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 張付杰;彭爭;齊亞峰;;無線傳感器網(wǎng)絡(luò)研究進(jìn)展[J];現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技;2010年01期

  本文關(guān)鍵詞：基于Zigbee技術(shù)的運行汽車胎壓采集系統(tǒng)的設(shè)計，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號：408964