轮胎压力检测系统设计
摘要：随着汽车工业的发展和道路交通网络的扩大，同时由此而引起的安全问题在人们的生活中也是日益严重，随之引发的交通事故在不断增多。汽车轮胎压力监测系统(TPMS)由此应运而生，它是继 ABS、安全气囊后第 3 个重要的汽车安全电子产品，主要用于在汽车行驶过程中对轮胎气压、温度进行实时自动监测，并对出现的异常情况进行实时报警，是驾车者和乘车人员的生命安全保障预警系统。本论文主要完成的工作分为以下几个过程：1）分析在各种车辆中经常出现的轮胎损耗、爆胎现象与轮胎气压和温度的关系；2）了解 TPMS 系统的发展历程、现状和趋势；3）对 TPMS 系统主机的结构进行创新性的改进，并分析新型结构与传统结构所具有的优势；4）完成 TPMS 系统主机模块的原理、结构、各种构成元件的硬件设计过程和选用器件的引脚配置等；5）确定基本的系统测试方法和测试过程,分析测试结果,得到研究设计结论。直接式 TPMS 是利用传感器实时测量每一个轮胎中的压力和温度,然后利用无线通信方式与 TPMS 主机进行通信，主机可以显示各个轮胎的气压和温度信息,并且在轮胎气压过低、过高、有漏气或轮胎内温度异常时发出声音警报，提高了系统的稳定性和准确性。
随着我国的汽车数量的增多和人们对汽车安全的注 ,TPMS 的需求必将会增大,TPMS 的相关研究也将会更加迫切和深入。本论文通过对无线收发系统方面的改进，提高了TPMS 在信息传递的准确率和可靠性，降低了系统功耗。
关键词：轮胎；压力；传感器；无线收发系统
Tire Pressure Monitoring System Design
Abstract：With the development of the automobile industry and the expansion of the road transport network, and the resulting security problems in people's lives is becoming increasingly erious, followed by traffic accidents caused on the rise.Tire Pressure Monitoring System(TPMS) which came into being, it is Following the ABS, airbags, three important automotive safety electronic products, mainly for real-time automatic monitoring of tire pressure,temperature in the vehicle wasexception and real-time alarm, motorists and bus personnel life safety and security early warning systems.The work completed by this thesis is divided into the following process: 1) analysis in various types of vehicles often tire wear and tear,puncture the relationship between the phenomenon and tire pressure and temperature; 2) to understand the development process, the status and trends of TPMS system; 3) the structure of the TPMS system host of innovative improvements, and to analyze the advantages of the new structure and the traditional structure; 4) completion of the principle of the TPMS system host module, the structure, the various elements of the components of the hardware design process and selection of devicesthe pin configuration;
5) determine the basic system test methods and test procedures, analysis of test results, the study design conclusions. Direct TPMS sensor real-time measurement of each tire's pressure and temperature, and then use the wireless communication with the TPMS to communicate with hosts, the host can display the individual tire pressure and temperature information, and the tire pressure is too low, too high,leakage or abnormal temperature inside the tire, sound alerts, improve system stability and accuracy.
With the increase in the number of China's automobile and vehicle safety concerns,TPMS demand will certainly increase, TPMS-related research will also be more urgent and in-depth.In this thesis, through the wireless transceiver system improvements to enhance the accuracy and reliability of the TPMS in the transmission of information, reduce system power consumption.
Keywords：tires; pressure; sensor; wireless transceiver system
引言 ..................................................................................................................................................... I V 第1章绪论 (5)
1.1 课题产生背景 (5)
1.2 课题研究的目的及意义 (5)
1.2.1 轮胎压力与行车安全 (5)
1.2.2 轮胎压力与使用寿命 (6)
1.3 当前国内外相关技术的应用现状及发展趋势 (7)
1.3.1 TPMS 的应用现状 (7)
1.3.2 当前国内外相关技术的发展趋势 (8)
第2章 TPMS 的种类、工作原理及各自的优缺点 (10)
2.1 TPMS 的种类 (10)
2.1.1 直接式 TPMS (10)
2.1.2 间接式 TPMS (12)
2.1.3 基于 SAW 的无源 TPMS (13)
2.2 各种 TPMS 的优缺点 (14)
第3章汽车轮胎气压监测系统工作原理及方案设计 (15)
3.1 系统工作原理 (15)
3.1.1 轮胎爆胎机理 (15)
3.1.2 轮胎气压实时监测算法 (17)
3.2 汽车轮胎气压实时监测系统方案设计 (18)
3.2.1 系统方案论证 (18)
3.2.2 系统设计要求 (19)
3.2.3 系统方案总体设计 (21)
3.2.4 监测模块的硬件总体设计 (21)
3.2.5 主机控制模块的硬件总体设计 (21)
第4章元器件选型 (23)
4.1 传感器 (23)
4.2 发射处理芯片 (24)
4.3 TPMS 接收芯片与接收控制器 (25)
4.4 电池 (26)
4.5 天线 (27)
4.6 结论 (27)
第5章汽车轮胎压力检测系统的硬件设计 (28)
5.1 系统硬件总体设计 (28)
5.2 轮胎监视摸块硬件设计 (28)
5.3 主机控制模块硬件设计 (30)
第6章结论与展望 (31)
6.1 工作总结 (31)
6.2 不足与展望 (31)
致谢 (33)
参考文献 (34)
引言
每年由爆胎引起的交通事故在所有的交通事故中占有很大的比重。随着人们对生命安全重视程度的提高，监测汽车轮胎压力就成为汽车安全的一个重要课题。轮胎压力监测系统（TPMS）就是在这个背景下应运而生。
当前市场上的 TPMS 产品主要有二类：直接式 TPMS 和间接式 TPMS。间接式TPMS没有压力传感器，它依靠 ABS 系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的变化。而直接式 TPMS 是依靠安装在轮胎内的压力和温度传感器将轮胎内的压力、温度数据以无线电波方式传送到接收器上，使驾车者能随时知晓轮胎的压力和温度的变化情况。本文介绍的是直接式 TPMS，在这种方式中，轮胎内轮胎模块一旦装上，电池就不断地工作，因此轮胎和车轮模块低功耗、高速转动时射频接收灵敏度以及噪声抑制就成为系统设计的关键问题。在此原则之下，选用收发灵敏度高、准确率高、功耗低的芯片作为信号收发芯片。这样通过依靠安装在轮胎内的压力和温度传感器将轮胎内的压力、温度数据以无线电波方式传送到接收器上，使驾车者能随时知晓轮胎的压力和温度的变化情况，降低了交通事故的发生。
第1章绪论
1.1 课题产生背景
随着汽车工业的不断发展，交通越来越便利，而随之引发的交通事故也在不断增多，其中由于轮胎的气压引起的比例非常高，这就使得人们需要对行驶中的轮胎气压进行关注。轮胎气压影响着汽车的使用性能和轮胎的寿命。当前，轮胎爆胎，疲劳驾驶，超速行驶已经成为高速公路事故的三大杀手。其中，轮胎爆胎由于其不可预测性和无法控制而成为首要因素。有人曾经用一句话来概括轮胎的重要性：当一个人坐到汽车里面以后，这个人实际上就交给了汽车；一旦汽车行驶起来，这个人实际上就全部交给了汽车。在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有 70％是由于爆胎引起的，而在美国这一比例则高达 80％。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的汽车轮胎气压正常与稳定和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而汽车轮胎压力监视系统（Tire Pressure MonitoringSystem，简称 TPMS）毫无疑问将是理想的工具。在客车和轻型卡车上必须安装轮胎气压监测系统（TPMS）以便在轮胎气压低于规定值时发出警报。于是，汽车轮胎气压监测技术应运而生。
1.2 课题研究的目的及意义
1.2.1 轮胎压力与行车安全
轮胎压力对于汽车安全行驶的重要性众所周知，其性能的优劣，将直接影响汽车的驱动性，通过性，平顺性，稳定性，安全性和舒适性等。在引起交通事故的原因中，轮胎问题排在第三位。轮胎气压不足，将加大胎侧的弯曲变形，易导致胎内内壁帘线松散断裂。当气压高于标准值时，轮胎与路面接触面积减小，轮胎胎面中部区域承受的压力增高，磨损加剧，花纹底部开裂。又因此时轮胎刚度增大，起不到应有的缓冲作用，增大了轮胎与路而间的动载荷，汽车的平顺性变坏。轮胎的回正力矩减小，促使汽车操纵性能降低。行驶中遇到障碍物的冲击，易发生轮胎破裂，导致轮胎使用寿
命的缩短。而轮胎与路面之间动载荷的增大，也意味着轮胎与路面之间的最小正压力增大，从而降低车轮的地面附着力，影响汽车的行驶安全性。当汽车高速行驶时，如果轮胎气压低于标准值，轮胎会急剧升温而脱层，这会削弱轮胎的强度及承载能力，最后导致轮胎破裂漏气。另外，如果前轮左右轮胎的气压不同，易造成行驶方向不稳定；如果后轮左右轮胎的气压不同，易造成局部超载而加剧轮胎的磨损；气压不同的双轮胎并装，易使气压高的轮胎负荷过重而出现早期磨损。因此，轮胎压力过高和过低都会对行车安全造成不利影响。
1.2.2 轮胎压力与使用寿命
统计数据表明，当轮胎压力低于其额定值 0.03MPa 时，轮胎的正常使用寿命将会减少 25％；当轮胎压力高于标准值 25％时，其寿命将会降低 15％～20％；对于轿车，其轮胎内压每下降 0.05MPa，其承载力就减少 l00N。从表 1-1 可以看出，随着气压的减少，轮胎的行驶里程逐渐缩短，使用寿命降低。
表1–1不同气压下的行驶里程表
（注：标准气压和标准气压下的行驶里程为 100%）
在使用过程中，能够按轮胎的标准气压充气，轮胎在行驶过程中就会均匀的磨损；保持了轮胎的最佳承载状态和良好的弹性，大大地延长轮胎的行驶里程。可见气压的大小对轮胎的使用性能有直接影响。气压对行驶里程的影响见图 1-1
标准内压%
图1–1 气压对轮胎行驶历程的影响的曲线图
综上，气压是轮胎环境的重要因素，它控制着轮胎的使用寿命和各种特性。汽车轮胎压力检测系统能够时刻监视轮胎压力状况，保持行驶中车辆每个轮胎压力足够，防止轮胎爆胎以便行车安全，并且还可节省燃油以及延长轮胎寿命。
1.3 当前国内外相关技术的应用现状及发展趋势
轮胎压力监测系统（TPMS）技术早在上世纪 80 年代就已提出，但由于当时缺乏有效的技术条件和成熟的市场环境，而仅停留在设想层面上。随着近几年来汽车工业和交通事业的发展，汽车的速度越来越高，拥有汽车的家庭越来越多，由轮胎爆胎引发的大量交通安全事故使这一课题成为研究热点。结合新的无线射频应用技术和集成电路工艺，研制 TPMS 已经提到日程上来。
1.3.1 TPMS 的应用现状
在 TPMS 及相关技术的研究发面，西方汽车工业发达国家在近几年都取得了相应的进展，出现了一批新产品。早在 1996 年丰田就有一种系统产品应用于当时生产的MarkⅡ型车上。但该系统不能直接测量轮胎压力，并存在容易产生误差的因素，数据的时效性与准确性也存在不足。2002 年，约翰逊公司的轮胎压力实时监测系统被国际汽车工程（AE1）评为当年 20 个最有价值的汽车产品之首。这个系统包括一个特殊设计的车内后视镜、四个胎压传感器和发射、接收设备。系统工作时胎压数据是通过集成在轮胎气门阀内的发射机传送给风挡内的集成接收机，然后在后视镜上利用射
频技术显示出来。这个系统在工作时可以将每个轮胎的压力数据实时显示，有较高的实用性和可行性。此外，还有一些同类相关产品问世，如西门子 VDO 汽车配件公司自主开发的轮胎哨兵（Tire Guard）监测装置，英国 A.I.R 汽车配件公司生产和销售的轮胎守护神（Tire Shield）监测装置；法国米其林集团公司与威柏可（Wabco）公司合作开发的一种轮胎充气内压监测装置，是专供商用车使用的监测装置；德国BEAU 公司与美国 Lear 公司联合推出的轮胎压力实时监测系统，将电子门锁装置与系统集成在一起，是近期推出的一种极具价格竞争力的整体解决方案。
从最近发布的世界新车资料中得知，林肯大陆、奔驰、宝马、标志、道奇等中高档车均安装了 TPMS。从以上这些目前国际市场上的汽车轮胎压力监测技术产品来看，通过对轮胎压力的监测来实现预防轮胎行车故障进而提升汽车安全性能，已成为当前汽车安全技术的新发展方向，也揭示了一种新的行车安全防范理念。美国及欧洲一些技术先进国家开展轮胎压力监测装置技术的研究很早，而轮胎压力监测装置技术在中国的发展还很滞后。目前，国内轮胎压力监测装置的相关产品虽然推出较多，但据对相关市场的调查了解，都是技术性能不甚完善、可靠性较差的简易系统产品，要么系统工作寿命极短，要么系统在低温或高温环境下失效，要么工作可靠性较差，在这方面的技术成熟产品基本还是空白。性能可靠、功能完善、技术成熟的均是一些国外公司品牌产品的代理，如来自日本的汽车轮胎压力监测装置“汽管严”，但价格高昂。因此，研制性能可靠、技术完善且价格能为当前多数国内消费者所接受的轮胎压力监测技术产品很有必要。
1.3.2 当前国内外相关技术的发展趋势
当今的汽车轮胎压力监测系统在实现方式上可以归类为直接轮胎压力监测装置和间接轮胎压力监测装置。直接轮胎压力监测装置，要求在每个轮胎内使用压力传感器，并安装无线发射器，用于将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的主机系统。间接轮胎压力监测装置，要求使用车辆防抱死制动系统（ABS）来确定轮胎压力变化。ABS 是通过车速传感器来确定车轮是否抱死，从而决定是否启动防抱死系统。对于在 4 个轮子上都装有车轮速度传感器的系统来说，轮胎压力变低也会导致车速发生变化，此类软件的升级可以用于监测车速的变化，因为当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这反过来会导致车速发生变化。经过正确计算，这种车速变化可用于轮胎压力判别，并触发警报系统来向司机发出警告。每个系统都有自己的
优点。直接系统可以提供更高级的功能，使用中可以随时测定每个轮胎内部的实际瞬压，很容易确定故障轮胎。间接系统相对便宜，使用间接系统，已经装备了 4 轮 ABS （每个轮胎装备 1 个轮速传感器）的汽车只需对软件进行升级就可以监测车速的变化，从而间接的测量轮胎压力。根据美国交通部门的统计，在 2000年时，安装了 ABS 系统的车辆已占总车辆数的 67%。但是，目前这种系统没有直接系统准确率高，它根本不能确定故障轮胎。此外，在某些情况下此类系统会无法正常工作：例如同一车轴的 2 个轮胎气压都低。
第2章 TPMS 的种类、工作原理及各自的优缺点
目前 TPMS 主要分为两种类型：直接式 TPMS（Pressure–Sensor Based TPMS）和间接式 TPMS（Wheel-Speed Based TPMS）。
2.1 TPMS 的种类
2.1.1 直接式 TPMS
直接式 TPMS 的工作原理本质上是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器和温度传感器来直接控制并测量轮胎压力和温度，并对各轮胎气压进行实时的显示与监控。它的优点是在轮胎压力过高、过低、轮胎缓慢漏气或温度异常变化时可以及时向车载无线接收报警器报警，有效防止爆胎，可以同时监测所有轮胎的状况，并且系统对汽车的行驶速度没有要求；缺点在于无线电波容易受到外界干扰，感应模块的电池存在使用寿命问题。目前直接式 TPMS 主要是直接主动式 TPMS 和机械式 TPMS，它们的区别在于传感器的类型。直接式 TPMS 的温度压力传感器一般是植入轮胎内部，而机械式 TPMS的温度压力传感器一般是安装在轮胎的气门芯上的。直接式 TPMS 的工作原理图如图2-1 所示。
图2–1 直接式 TPMS 的原理图
直接机械式 TPMS:
机械式直接 TPMS 将系统分为轮胎模块和中央接收模块两部分。其中轮胎模块由压力传感器，控制器和发射器组成；中央接收模块由接收机，控制器和显示报警部分组成。机械式的 TPMS 与其它的 TPMS 的主要区别在于其压力传感器部分使用的是机械式压力传感器。
直接主动式 TPMS:
目前大多数厂家所研制和汽车所使用的都是直接主动式 TPMS，其原理框图如图2-2所示。TPMS 系统主要有二个部分组成：安装在汽车轮胎里的远程轮胎压力监测
模块（采样端）和安装在汽车驾驶台上的接收和显示模块（监测端）。直接安装在每个轮胎里测量轮胎压力和温度的模块，将测量得到的信号调制后通过高频无线电波（RF）发射出去。一个 TPMS 系统有 4 个或 5 个（包括备用胎）TPMS 监测模块。接收模块接收 TPMS 监测模块发射的信号，将各个轮胎的压力和温度数据显示在屏幕上，供驾驶者参考。如果轮胎的压力或温度出现异常，中央监视器根据异常情况，发出报警信号，提醒驾驶者采取必要的措施。
a) 轮胎监视模块的结构图
b)主机控制模块的结构图
图2–2直接主动TPMS的结构图
直接式 TPMS 还可以分为单向通信系统 TPMS 和双向通信系统 TPMS。目前大多数直接式 TPMS 都是单向通信系统，即只存在从轮胎电子模块到接收机的单向信息通路，轮胎模块工作在完全自主的模式下。双向通信是指系统的遥感传感器及射频收发模块响应车体内射频收发和信息处理模块发来的状态报告要求，立即向内射频收发和信息处理模块报告轮胎目前的工作状况，遥感传感器及射频收发模块具备无线射频收发功能，永远处于待机状态，无条件的接收车体内射频收发和信息处理模块的指挥。轮胎模块监测到胎压/温度的变化或出现异常时，就发信息给接收机，但它无法确保接收机能够正确接收到此信息。由于汽车在实际行驶过程中，轮胎气压总是在一定范
围内波动变化的，为了检测到轮胎气压的标准状态，程序设计成在 200 次的连续采样次数内，若有连续 20次采得的气压值都属于同一个胎压状态，则认为气压状态是稳定的；若在 200 次的连续采样次数内，没有连续 20 次采得的气压值都属于同一个胎压状态的气压状态，则说明此时气压还不稳定，就必须重新开始新一轮的连续200 次采样。目前还有学者提出一种三度 EM 的模拟方法，使得设计开发人员能够在初期的设计和研发阶段评估在不同测试环境下 TPMS 的性能。还可以根据传感器的不同将 TPMS 分为内置式 TPMS 和外置式TPMS，内置式 TPMS 是将压力传感器和信号发射部分直接固定在车轮钢圈上，主要用于真空轮胎，一般为汽车生产厂或轮胎生产厂选用，需根据各厂商的不同车型或者轮胎压的要求进行定制，可解决汽车厂商的一体化要求，而外置式 TPMS 安装比较简单，适合用于各种轮胎，但安装后需要对轮胎的平衡性等指标进行调校，以达到安全目的。
2.1.2 间接式 TPMS
间接式 TPMS 工作原理的本质在于在压力监测的过程中压力信号由轮胎至车体是非接触性传输或者气压值并非有传感器直接给出。目前常见的间接式 TPMS 有间接计算式 TPMS 和间接磁敏式 TPMS。
间接计算式 TPMS：
间接计算式 TPMS 是通过汽车系统的速度传感器比较轮胎之间的转速差别，来监测两轮胎压力的相对变化以达到监控胎压的目的。它的优点是耐用性强、可靠性高，不需要电池，也不存在受到无线电波的干扰的问题，不需要对汽车轮胎改装，成本比较低；它的缺点是无法对两个以上轮胎同步变化的状态和速度超过 100 公里/小时的情况进行判断。
在汽车行驶过程中，轮胎的弹簧常数随轮胎气压的变化而发生变化。利用 4 个车轮上安装的 ABS 车轮传感器产生的波形信号并经过 VSC（Vehicle Stability Control System）处理，求出轮胎的共振频率，由此可得轮胎的弹簧常数，在根据轮胎气压和弹簧常数成严格正比关系，最后求出轮胎气压，控制流程如图 2-3 所示。
图2–3计算式间接TPMS的工作原理图
间接磁敏式 TPMS：
图 2-4 为磁敏式间接轮胎气压监视系统组成框图。其中轮胎气压传感器安装在车轮轮毂上，而霍尔装置安装在与悬架支柱固接的托架或车轮制动底板上。汽车行驶时，轮胎气压变化引起压力传感器中磁性元件磁场方向变化（由此可见，虽然这里采用了气压传感器，气压值并非有传感器直接给出，故将其归为间接式），从而使通过霍尔装置磁敏元件的磁感应强度变化，霍尔装置的输出信号随之变化，由此实现充气压力信号由轮胎至车体的非接触传递。电子控制单元由单片机和外围接口组成，单片机对经过调理的霍尔装置的输出信号进行采样，并将数据送人存储器中，经运算分析和比较判断，得到轮胎气压值及其状态，通过接口芯片和驱动器，驱动显示报警装置在面板显示轮胎气压或在压力异常时进行声光报警。
图2–4 磁敏式间接TPMS 的工作原理图
2.1.3 基于 SAW 的无源 TPMS
基于 SAW 的无源 TPMS 仍然属于主动式 TPMS，但是它与一般的直接式 TPMS 的区别在于该系统在采样端不需要电池，因此将它作为一种特殊的关系列出来进行介绍。表面声波（Surface Acoutic Wave , SAW）是由英国物理学家瑞利在 1885 年发现的。他发现在弹性晶体的表面上上存在一种形式的波动，成为表面声波。并以波动数学理论证明其现象，故此表面成为瑞利波。只是当时他的研究结果，并没有引起任何在实务发展的回响。直到 1965 年，加州大学柏克莱分校的 R . M . White 和 F .M . Voltmer 两位教授，将指状电极（Interdigital Transducers；IDT）结构制作在压晶体管的表面，并成功的产生了表面声波讯号后才正式开启了表面声波组件的应用。
由于 SAW 组件可藉有不同的电极结构设计来产生不同的频率响应，故此后的 30
年，SAW 组件被广泛的要运用在各类通讯领域的振荡器、谐振器及滤波器等电路中。另一方面，SAW 在感测技术发展上，也具有相当大的潜力，因为 SAW 组件的灵敏度高，当晶体受到扰动影响，所产生的频率漂移都在数百 KH 间，利用目前的测量仪器，可精确侦测到 1Hz 的微小变化量。采用 SAW 传感器的无源 TPMS 主要由无线查询单元、中央处理单元以及 SAW 传感器 3 部分组成，前两部分可合称为中央收发处理单元。工作时，中央收发处理单元通过天线发出 RF 脉冲信号，SAW 传感器通过天线接收射频脉冲信号并转换为声表面波；声表面波在传感器里传播时收集有关数据。随后声表面波再次被转换为射频信号并通过天线发射出去，中央收发处理单元接收信号并对所接收的内容进行判断处理。
2.2 各种 TPMS 的优缺点
目前间接式 TPMS 有着明显的缺陷，这主要表现在：
1) 当前间接式的 TPMS 系统必须比较处于对角线上的两轮速度之和，不能比较前后两车轮的速度。
2) 当 4 个轮胎同样胎压不足时或者同一轴上两轮，同一边的两轮同样胎压不足时，系统不能够监测出来，而只能当两轮处于对角线上能监测出来；当速度超过 100 km /h 的情况时，系统就不能够正常工作了；只有在单个轮胎或对角线上的两个轮胎以及 3 个轮胎的压力低于其他轮胎压力的 30%以上，才能监测到低压现象；NHTSA 在调查中发现，使用目前间接型 TPMS 的轮胎，在处于明显低压状态时只有占调查总数的 50%发生了报警，而直接型 TPMS 都能发出报警。相比于间接式 TPMS，直接式TPMS 有着很多优点：能在任意瞬时监测到 4 个轮胎内的温度和压力大小，测量精度和准确度都要比间接式的要高，但它有不可避免的存在着一些弊端，比如，安装在 4 个轮胎内压力、温度传感器，信号处理和发射模块会打破原先的动平衡，在恶劣潮湿的环境下，轮胎内的电池会出现漏电现象，使得系统使用年限缩短。
基于 SAW 的无源 TPMS 优点：
可以测量轮胎温度、压力和轮胎道路摩擦力，不需要在轮胎内使用电源，实现了无源化，维护简单，减轻了传感器重量，降低了轮胎的动态负载，能够适用轮胎的恶劣工作环境。
第3章汽车轮胎气压监测系统工作原理及方案设计
轮胎是汽车行驶系统的重要部件，其性能的优劣，将直接影响汽车的驱动性、通过性、平顺性、稳定性、安全性和舒适性等。在汽车高速行驶过程中，轮胎爆胎是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。因此，汽车轮胎气压实时监测系统的研制在提高行车安全、延长轮胎寿命等方面都有着重大的现实意义。本章主要来介绍汽车轮胎气压实时监测系统的工作原理。
3.1 系统工作原理
3.1.1 轮胎爆胎机理
目前，国内由轮胎故障引起的突发交通事故的直接原因主要是轮胎充气压力的不足或过高。同时，国内的轮胎爆裂突发交通事故中也存在着其它人为因素影响。由于技术解决方案是有针对性地解决技术领域内的问题，所以，对汽车高速行驶状态下存在的轮胎结构选用不当、实际行驶速度高于轮胎规定速度、轮胎花纹过度磨耗、胎体意外损伤及违规超载等因素，这里不作讨论范围。
（1）充气压力对轮胎爆胎的影响
气压是轮胎的生命，掌握轮胎的标准充气压力，并按标准充气压力对轮胎充气是非常重要的。轮胎制造商在设计制造各种规格的轮胎时，已确定了它的最大负荷和相应的标准充气压力，充气压力过高和过低都会缩短轮胎的使用寿命。试验数据表明，当轮胎压力低于其额定值 0.03MPa 时，轮胎的正常使用寿命将会减少约 25%；当轮胎压力高于标准值 25%时，其寿命将会降低 15%～20%。充气压力过低，轮胎胎体变形过大，会产生过度屈挠运动，使内层受到的压缩力与外层受到的伸张力远远超过允许屈挠极限，造成轮胎过度生热，从而导致橡胶老化加速和帘布层脱层，严重时甚至会致使帘线折断，轮胎瞬间爆破。同时充气压力过低，轮胎的接地面积增大，胎肩的磨损加剧。如果双胎并装中有一条轮胎气压不足，行驶中大部分负荷将集中到另一条轮胎上，常常会造成这条轮胎严重超载。就车辆来说，轮胎充气压力过低，会造成轮胎侧偏刚度下降，拖矩增大，车辆的制动性能变坏，在高速行驶的条件下遇到紧急情况会非常危险。气压过高，轮胎帘线受到过度的伸张变形，胎体弹性降低，车辆高速行驶时受到的动载荷（震动、应力来不及分散）增大，如再受到冲击，轮胎会产生内
裂或爆破。气压过高，轮胎的接地面积还会相对减小，以致胎冠中部在加快磨损的同时温度急剧上升，使胎冠容易爆破。气压过高还会致使轮胎减震性能变劣，导致车辆底盘部件损坏，使轮胎接地附着力下降，车辆的制动效果降低，成为高速行车的安全隐患。在汽车高速行驶过程中，轮胎气压低于标准值时，将加大胎侧的弯曲变形，轮胎会急剧升温而脱层，削弱轮胎的强度及承载能力，导致轮胎内壁帘线的松散断裂，最后导致轮胎的漏气或爆胎；轮胎气压高于标准值时，轮胎与路面接触面积减小，轮胎胎面中部区域承受的压力增大，使轮胎磨损加剧，形成花纹底部开裂。又由于此时轮胎刚度增大，起不到应有的缓冲作用，增大了轮胎与路面间的动载荷，使汽车的平顺性变差，导致汽车操纵性能降低。另外，如果汽车前轮左右轮胎的气压不同，其后果是汽车的行驶方向不稳定；如果汽车后轮左右轮胎的气压不同，会使气压高的轮胎负载过重而出现磨损或爆胎。保持适合的轮胎气压不但可以保证轮胎的工作寿命，减少不必要的燃油消耗，更对汽车的安全行驶起着关键作用。
（2）温度对轮胎爆胎的影响
轮胎在行驶过程中会因生热而出现温度大幅度升高现象。轮胎温度的升高除会使橡
胶强度降低外，还会导致帘线强力降低。当轮胎温度从 0℃升高到 100℃时，对尼龙轮胎来说，帘线强力会降低 20%左右，橡胶强度则下降 50%左右；轮胎温度高于临界温度（100℃以内是正常温度，100～121℃是临界温度，121℃以上是危险温度）时，橡胶强度和帘线强力降低更多，因此轮胎的温升对其使用寿命的影响很大。汽车在行驶过程中，特别是在高速公路上高速行驶时，驾驶员即使没有操作失误，轮胎也会突然爆破。究其原因，主要是与轮胎温升的影响有关，即轮胎会由于超过正常温度而爆破，而在轮胎爆破以前，其受热破坏的情况通常不易控制和掌握。当胎内温度超过 120℃时，轮胎结构层的强度将明显下降；当轮胎温度超过硫化点（140℃）时，轮胎的各组成部分将被破坏，失去承载能力。由此可见，轮胎温升对轮胎使用寿命长短以及高速行驶状态下的爆胎发生率的影响很大。
（3）其它因素对轮胎爆胎的影响
一般来说，行驶速度越高，轮胎在单位时间内与地面的接触次数越多，摩擦越频繁，变形频率越大；同时由于胎体的振动，周向和侧向产生的扭曲变形增大。当轮胎的转速达到临界转速时，胎冠表面的振动呈波浪形，即形成所谓的“驻波”，也叫静止波。静止波的滞后损失（轮胎的弹性变形来不及恢复造成）使轮胎压力与温度急剧
上升，有可能在几分钟内就导致轮胎爆破。显然，速度越高，振动频率越大，变形恢复越少（大部分变形转变为热能），轮胎温升越高，再加之内压增大，其后果必然是帘布胶的老化加速和帘布的耐疲劳性能降低，轮胎出现早期脱层或爆破现象。因此，轮胎的使用寿命与行驶速度成反比关系，即行驶速度越高，轮胎的生热越大，温升越高，受到的冲击力也就越大。在这种高速高温情况下，轮胎的胎面磨损加快，早期肩空、冠空甚至爆破的情况会随时发生。车辆装载时，必须按轮胎的额定负荷装载客货。这是因为各类轮胎的额定负荷是根据轮胎的结构、帘布层数、强度以及标准气压和行车速度等设计的。如果轮胎在超负荷下运行，就会使其变形，特别是胎侧的弯曲变形增大，使胎肩部位的磨损加重。同时，胎体材料的分子摩擦及部件的机械摩擦也会导致轮胎内部温度升高和胎体帘布层脱层，从而加速轮胎的损坏。总之，车辆超载越多，胎体的屈挠伸张越大，轮胎的升温速度越快，在高速公路上高速行驶时爆破的可能性就越大。此外，还有轮胎质量以及轮辋尺寸等影响轮胎气压实时监测的因素。从以上轮胎爆胎的主要原因分析来看，要想在汽车行驶过程中防范气压监测重大误差的发生，除了加强交通运输规章管理、轮胎选型合理等人为措施以外，最直接有效的办法就是对轮胎的压力和温度状态进行实时监控。
3.1.2 轮胎气压实时监测算法
行车的安全以及高效率的运行要依赖于优良的轮胎性能，而对轮胎性能的实时掌握，必须要对轮胎的工作状态进行监控，根据轮胎状态参数的变化情况及时做出科学准确的判断，以预防危及行车安全的轮胎故障发生。在汽车由于轮胎而引发的事故的诱发因素中，分为不可避免因素和可避免因素两大类情况。其中，行车环境中变化的气温以及粗糙的路况等因素属于不可避免因素；适合的轮胎气压以及良好的驾驶习惯等因素属于可避免因素。对于不可避免因素，只能提高重视、加强警惕，将不可预测的偶然性因素造成的损失降到最小。而本文所讨论的技术问题，只有针对可避免因素中那些采取技术措施可以预防的环节，通过监测可控因素来达到对轮胎爆胎的预警，才是合理有效的技术解决途径。综合上一小节本文对轮胎爆胎机理及影响因素的分析，轮胎充气过度会导致抓地力下降，影响到汽车的舒适性、保护功能和轮胎寿命；同时轮胎会对冲击或碰撞较敏感，刹车性能降低。充气不足可能会导致油耗增大、轮胎过热、车辆操控不良，安全性能下降；引起胎体疲劳导致轮胎工作不佳或者无法修复及翻新，形成爆胎的隐患。如发现轮胎压力低于标准气压 20% ，即使临时补气，
也只是紧急情况下不得已的缓冲之计，无法从根本上解决问题。必须尽快到就近的轮胎店将轮胎拆下来，由专业人员进行检查，否则可能会导致严重伤亡事故。若认为轮腔内的气压过高或过低都不会直接导致轮胎爆胎，只有胎体强度的下降才是导致爆胎的真正原因，通过监控胎体的结构变化来预防爆胎，不但实现起来比较困难，而且只能在轮胎出现事故前很短时间内监测到异常，虽然报警准确率会很高，但留给驾驶员处理故障的反应时间太短。因此，当前轮胎气压实时监测系统的预警算法主要集中在对工作状态下的轮胎压力和温度进行监控，这是当前比较容易实现同时也是比较有效的技术途径。以传感器技术和现代电子技术来实
现上述监测功能，可以将轮胎实时监测系统算法细分为以下几种情况。
（1）充气压力不足或过高：也就是根据事先确定好的标准轮胎压力为门限阈值，对实测轮胎压力值进行判别，超出最大压力值或低于最小压力值就视为轮胎状态异常。
（2）漏气导致压力持续下降：在轮胎温度比较稳定情况下，一定时间间隔内，轮胎压力连续下降且幅度较大，即使未达到（1）中异常条件，也视为轮胎状态异常。
（3）轮胎温度急剧升高：在一定时间间隔内，轮胎温度上升幅度较大，即使未达到（1）中异常条件，也视为轮胎状态异常。对以上监测算法的具体实现，如标准轮胎压力值的确定、一定时间间隔的长短、压力和温度较大幅度变化的幅值等，都需要针对具体车型和轮胎型号进行具体分析与试验，才能最终得到准确可靠的气压监测算法。
3.2 汽车轮胎气压实时监测系统方案设计
3.2.1 系统方案论证
就目前情况看，轮胎压力监测技术的种类繁多。按适用对象分类，可分为轿车专用、商用车专用、汽车/大型工程机械专用；按监测技术分类，可分为主动式和被动式；按功能分类，分为只监测充气压力的单一型，集监测充气压力、温度、受力于一身的综合型；按传感器的安装方式分类，可分为悬挂式和植入式。下面着重介绍几种方案：
（1）磁敏法检测轮胎压力
通过霍尔装置采用磁敏检测法检测轮胎的充气压力。其中轮胎气压传感器安装在
车轮轮辋上，而霍尔装置安装在与悬架支柱固接的托架或车轮制动底板上。汽车行驶时，轮胎气压变化引起压力传感器中磁性元件磁场方向变化，从而使通过霍尔装置磁敏元件的磁感应强度变化，霍尔装置的输出信号随之变化，由此实现充气压力信号由轮胎至车体的非接触传递。车体的控制单元对经过调理的霍尔装置输出信号进行采样，并将数据送入存储器中，经运算分析和比较判断，得到轮胎压力值及其状态。该方案优点是抗干扰能力和可靠性较好，但系统测量精度难以保证。
（2）数字集成压力传感器及无线射频数据传输
随着集成电路制造技术的发展，出现了新型制造工艺表面微机械加工（MEMS），应用该技术制造出的集成多种功能的传感器芯片，克服了早期压力传感器体积较大、只能模拟量输出等不易应用于汽车轮胎压力实时监测的条件限制，为 TPMS 技术的发展和普及提供了坚实的基础。
目前的轮胎压力监测系统主要以无线传输/电子测量为主要的工作方式，并逐步以此进入产业化阶段。然而不同车辆不同地区对这个系统的要求是各不相同的，这些问题将随着轮胎压力监测系统的不断发展和完善而得到解决。本文研制的轮胎气压实时检测系统采用当今比较流行的数字集成传感器加无线射频数据传输的系统模式。
3.2.2 系统设计要求
（1）系统工作环境
轮胎气压实时监测系统是用来实时监控汽车轮胎的工作状态的。为实时测得轮胎的压力数据，其具有数据测量功能的轮胎模块需要安装在汽车轮胎内部，工作在轮胎封闭的环境中。对有内胎轮胎，轮胎模块安装在内胎外面的垫胎上或嵌入垫胎中；对无内胎轮胎，轮胎模块可固定安装在轮辋上。由于在汽车行驶过程中，轮胎始终处于高速旋转状态，因而在数据的传输方式上不能采用有线方式。结合汽车行驶中的复杂环境，能够让驾驶员及时可靠地得到预警报警信息，通过无线射频通信方式来传输轮胎数据信息是最佳选择。图 3-1 是安置在轮胎内部的轮胎模块的无线发射示意图。
由于轮胎在汽车行驶过程中的高速旋转和震动，安置于轮胎内部的轮胎模块必须固定牢靠。当发射电路随着轮胎旋转到远离主机位置（如图 3-1 的位置 2）时，由于金属轮辋对信号的屏蔽作用，主机模块接收灵敏度将会有所下降。但在轮胎高速旋转状态下不会对系统的可靠性产生影响。系统工作在室外现场环境，须有较宽的工作温度范围。
图3–1轮胎模块无线发射示意图
（2）系统功能要求
轮胎气压实时监测系统主要用于实时监测汽车轮胎的工作状态，对轮胎压力异常或漏气给予实时数据读取并显示，加强汽车高速行驶的行车安全性。
本课题研究的系统是新型的主动直接式轮胎压力监测产品。系统在汽车行驶状态下通过置于轮胎内部的轮胎模块实时测量轮胎压力，通过射频发射模式将测得的轮胎状态信息发送到驾驶室内的系统主机，定时通过主机显示各轮胎的当前状况，让驾驶员直观了解轮胎的实时状态信息。在汽车轮胎的使用过程中，轮胎胎面会逐渐被磨耗。但由于各车轮受力不同，轮胎在路面的滑动量不同，以及受拱型路面的影响，使汽车的前后轮、左右轮的磨损速度不同。有的轮胎磨损重，有的磨损轻，甚至还会出现轮胎的单边磨损不均匀。为了延长轮胎的使用寿命，必须定期对轮胎进行换位，这是汽车轮胎保养的有效方法。轮胎的维护换位能够提高轮胎行驶里程、平衡胎体疲劳强度和磨损。因此，研制的系统必须具有轮胎换位后的重新定位功能。汽车轮胎气压实时监测系统的系统功能要求归纳如下：
①实时监测各个轮胎的压力状态情况；
②并显示该轮胎当前的具体压力状况；
③轮胎保养换位后可重新对各轮胎进行定位。
（3）系统技术要求
结合前文所述，给出系统主要技术指标要求：体积小，重量轻，便于保持轮胎的动平衡；功耗低，轮胎模块的功耗尽可能要低，使用过程中不用更换电池即可以长期工作；适当的有效发射接收范围，使驾驶室内的主机及时可靠地接收到发送来的信息；较高的压力测量精度，要求达到±0.01Mpa 以上；考虑到技术推广和产品化，要保持合理的全套系统成本。
压力传感器在汽车轮胎压力检测的应用研究 摘要：在汽车行驶过程中轮胎过于膨胀或处于充气不足状态都会影响汽车安全性，如何对汽车运行中轮胎气压进行检测意义重大。汽车轮胎压力检测系统是用于汽车行驶过程中实时自动监测轮胎气压，对轮胎漏气和低气压进行报警。以保障行车安全的一种系统技术。通过对汽车轮胎压力检测系统工作原理及应用进行阐述使得含有此系统车辆的维修和运用具有实际价值。 关键词：压力传感器胎压检测汽车安全; 正文：环保，节能，安全是当今汽车发展的三大主题尤其是汽车安全是直接影响人民生命财产安全和国家经济命脉的重要因素。因此，国内外许多汽车公司都把汽车的安全性作为汽车设计的重要考虑因素。汽车轮胎气压保持正常值是车辆舒适性和行驶安全的保证。气压过高超过正常值时，与地面接触面积减少，摩擦系数降低，而容易导致车辆侧滑、颠簸、爆胎从而危及行驶安全。轮胎气压低于正常值时轮胎变软轮胎和路面接触面积增加摩擦系数成倍增长，导致轮胎温度急剧上升。如果车辆在高速行驶中热量就会很快聚集在一起，轮胎内部就会开 始分离，脱层，最后导致爆胎。即使车辆在低速状态下行驶也会因轮胎变形过大而伤胎。后一种情况潜伏期长、隐蔽性大更具有危险性，它为以后在高速公路行驶时产生爆胎埋下隐患。及时地了解和准确掌握轮胎的温度、压力状况，并据此采取相应的防范措施是避免爆胎，提高汽车安全行驶水平的有效途径。而轮胎压力检测系统Tire Pressure Monitoring System简称 TPMS恰好能解决这些问题。安装了TPMS驾驶者随时知道轮胎的气压状况，使汽车行驶于正常气压状态下，从而保证汽车的行驶安全。 1轮胎压力检测系统的基本概念和原理 1.1 轮胎压力检测系统的概念 TPMS主要用于汽车行驶时适时地对轮胎气压进行自动检测，对轮胎漏气造成低胎压和高温高胎压防爆胎进行预警，确保行车安全。车装胎压感测系统在汽车产业或者是电子产业中都获得相当程度的重视，主要是因为汽车在进行移动时，胎压感测系统能够在第一时间针对汽车轮胎的气压进行自动检测动作，或者是当汽车轮胎的胎压不足及出现漏气现象时，能够提供驾驶者实时讯息。 1.2 TPMS的组成 TPMS包括传感器、发射模块和接收模块三大部分传感器和发射模块连接在一起。发射模块包括处理器和发射器。接收模块包括接收器，处理器和显示器。内部电路图如图所示;
V-TT-044 轮胎气压监控系统简介 1
轮胎压力监控系统技术方案 间接式轮胎气压监控系统RKA（R eifen K ontrol A nzeige） 直接式轮胎气压监控系统: 带位置识别的轮压监控系统TPMS（T ire P ressure M onitor S ystem） 不带位置识别的轮胎气压监控系统 对于所有的轮胎气压监控系统，轮胎气压始终处于被监控状态并且一直与参考值进行比较。所有系统都会发出轮胎气压报警信号。 2
间接式轮胎气压监控系统RKA （RKA）是ABS控制单元中的一个软件模块，它分析ABS-数据，并可识别出某一车轮的轮胎压力发生了改变。司机亲自输入正确的轮胎压力规定值，按压按钮后，该系统就会在一个自学习过程中将这个输入值存储起来。 带位置识别的轮胎气压 监控系统TPMS 由车轮电子装置、车轮电子装置上无触点传送传感器数据的天线和一个控制单元组成；将轮胎气压充至正确值并把它存储在系统中； --目前在新领驭上装配。 3
RKA是纯数学计算的软件解决方法，集成于ABS/ESP软件中，自身没有诊断地址。由轮速传感器信号计算车轮的动态滚动半径，由此推算出胎压变化。其结构简单，成本低，但功能有局限性。 4
RKA系统特点 功能仅限于预告性的发出胎压报警(警告灯＋信号音)； 结合了轮胎技术与ABS/ESP控制策略并嵌入在ABS/ESP软件中； 利用ABS轮速传感器和发动机数据； 在ESP车上还利用ESP传感器信号来提高识别准确性； 额外需要RKA标定开关和RKA警告灯； 通过处理4个轮速信号并与门槛值比较识别漏气； 门槛值通过RKA软件学习（标定行驶）获得，每次换胎/调整胎压后需要RKA学习； 学习过程通过RKA标定开关指令启动：点火，操作RKA开关2秒，RKA指示灯熄灭，信号音确认； 标定行驶在良好路面上按普通驾驶方式进行； RKA学习的进展和结束无信息提示； 胎压下降30%以上时RKA报警灯点亮； ABS/ESP系统故障时,RKA灯也点亮； 5
轮胎压力监测系统的设计 姓名： 学号： 指导教师： 专业： 班级： 中国· 2011 年12 月
目录 目录..................................................... I 前言.................................................... II 1. 总体设计及主要元器件选择 (1) 1．1 轮胎模块 (1) 1．1．1 传感器 (1) 1．1．2 微处理器 (2) 1．1．3 发射芯片 (2) 1．2 监视器模块 (2) 1．2．1 接收芯片 (2) 1．2．2 微处理器 (2) 1．2．3 LCD显示器 (3) 2. 硬件电路设计 (3) 2．1 轮胎模块电路 (3) 2．2 监视器模块电路 (4) 3 软件设计 (4) 3．1 通信协议 (5) 3．1．1 数据载波波形 (5) 3．1．2 数据帧格式 (5) 3．2 轮胎模块的程序设计 (6) 3．3 监视器模块的程序设计 (6) 结论 (8)
前言 前言 随着汽车越来越多地进入家庭，汽车行驶的安全问题也成为人们越来越关注的话题。汽车轮胎压力监测系统（TPMS）由此应运而生，它是继ABS、安全气囊后第3个重要的汽车安全电子产品，主要用于在汽车行驶过程中对轮胎气压、温度进行实时自动监测，并对出现的异常情况进行实时报警，是驾车者和乘车人员的生命安全保障预警系统。 目前TPMS的实现形式主要有两种：基于车轮转速的TPMS（Wheel-Speed Based TPMS），又叫“间接式TPMS”；基于压力传感器的TPMS （Pressure-SensorBased TPMS），又叫直接式TPMS”。间接式TPMS是通过汽车ABS系统的轮速传感器比较车轮之间的转速差别，来确定轮胎压力的变化，这种方式现在用得不多。直接式TPMS是在每个轮胎内使用压力传感器和温度传感器，然后把采集到的压力和温度信号通过有线或无线的方式传送到汽车驾驶室内的主控制器进行处理，目前大多数TPMS采用无线的方式进行压力和温度数据的传送。现在直接式TPMS用得比较广泛。在这种方式中，轮胎内轮胎模块一旦装上，电池就不断地工作，因此轮胎模块低功耗和车轮高速转动时射频接收灵敏度以及噪声抑制就成为系统设计的关键问题。在此原则之下，本文提出了一种新的TPMS 设计方法。实验结果表明：所开发的系统工作可靠，能够达到安全预警的目的。 II
子午线轮胎结构设计 摘要：随着汽车工业的高速发展，我国汽车拥有量越来越多，高速公路里程越来越长，汽车速度越来越高，在这种形势下，对汽车轮胎的各项性能也提高了要求，以便使汽车的行驶舒适性、安全性得到人们的认同，同时也令轮胎的经济性更容易让人接受。 本文介绍了子午线轮胎在我国的发展历程和发展方向，并对子午线轮胎的结构组成和其优越性进行了研究分析，并完成了对轿车子午线轮胎的设计。 关键词：子午线轮胎；扁平化；带束层；帘布线；轮胎花纹 Radial tire structure design ABSTRACT：Along with automobile industry's high speed development, our country automobile capacity are getting more and more, the highway course is getting more and more long, the automobile speed is getting higher and higher, under this kind of new situation, also enhanced the request to automobile tire's each performance, with the aim of enabling automobile's travel comfortableness, the security to obtain people's approval, simultaneously is been also easier tire's efficiency to let the human accept. this article introduced the meridian tire in our country's development process and the development direction, and the antithetical
汽车轮胎气压监测系统的设计 【摘要】本设计介绍轮胎压力监测系统的设计和相关技术问题。该系统由压力传感器模块和中央接收机组成。压力传感器、微控制器和收发一体射频IC （nRF401）组成了压力传感器模块，负责轮胎压力的采集和发射。然后接收机接收压力信息，并进行处理。该系统可随时测定每个轮胎内部的实际温度、压力值，及时报警，有效避免事故的发生。 【关键词】轮胎气压;监测系统;设计 1.引言 由于汽车业的高速发展和交通道路的不断扩大，行车安全问题在人们的生活中越来越受关注，汽车造成的交通事故每年都在上升。其中由轮胎气压引起的事故的比例非常高，让人们对轮胎的气压不可小视。当前，轮胎爆胎，疲劳驾驶，超速行驶已经成为高速公路事故的三大杀手。其中，轮胎爆胎由于其不可预测性和无法控制而成为首要因素，于是汽车轮胎气压监测系统应运而生，汽车轮胎压力监测技术是一种能够切实有效的防止和减少由于轮胎爆胎引起交通事故的方法。轮胎压力监测系统的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，保障行车的安全。 轮胎压力监测系统一般是安装在轮毂上，通过内置的传感器感应轮胎内的气压变化，把气压信号变为电信号，通过无线发射装置将信号发射到接收器上，在显示器上显示各种数据变化或以蜂鸣等形式，驾驶者可以根据显示数据及时地对轮胎检查进行加气或放气，发现渗漏可以及时处理，让大意外能在小处化解。 2.汽车轮胎气压监测系统的基本工作原理 汽车轮胎气压监测系统通过全天候对轮胎里的气体压力进行监测，对轮胎的漏气和低压、高压进行报警，使车辆尽可能始终处于安全运行状态。整个系统主要由为轮胎内数据采集及发射系统、数据接收及显示报警系统两个子系统组成，如图1所示。 图1 系统原理方框图 图2 轮胎压力监测系统总体框图 在数据采集及发射系统中，数据采集模块先将汽车轮胎内压力温度变化等情况通过传感器采集给MCU，经MCU编码后由射频发射给驾驶室内的接收系统。在数据接收及处理这部分系统中，数据接收模块将数据进行解调将模拟信号转换成数字信号。然后交由MCU进行解码处理后将信息传送到显示报警模块。在显示报警模块中，系统将经过处理的数据显示在显示电路中并对危险情况进行报警。
汽车轮胎压力监测系统(TPMS) 1. TPMS系统概述 TPMS - Tire Pressure Monitoring System，汽车轮胎压力监视系统，主要用于汽车行驶过程中实时监测轮胎气压，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。 美国汽车工程师协会的调查统计表明，美国每年有26万起交通事故是由于轮胎故障引起的，而75%的轮胎故障是由轮胎气压不足或渗漏造成的。爆胎造成的经济损失巨大。有鉴于此，在2000年美国国会通过了TREAD 法案。TREAD法案的要求之一是到2007年，所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统。 回应TREAD法案，美国公路交通安全局（NTHTSA）要求到2007年，所有在美国销售的汽车都必须安装轮胎压力监视系统，并提出了汽车生产商的执行时间表： · 2005 Sep: 50%美国市场出售的轻型汽车 · 2006 Sep: 90%美国市场出售的轻型汽车 · 2007 Sep: 100%美国市场出售的轻型汽车 注: 以上轻型汽车指重量低于10000磅的轿车, 卡车, 客车等, 但不包括同轴端有2个轮胎的汽车。 目前, 美国每年的汽车销量约为1500万辆（轿车/卡车），全球每年约5000万辆。平均每辆车需要4.2个轮胎（不包括备用胎）。 目前，TPMS主要分为两种类型：一种是间接式TPMS，它通过汽车ABS的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监视胎压的目的，其缺点是无法对两个以上轮胎同时缺气的状况和速度超过100公里／小时的情况进行判断。另一种是直接式TPMS，它利用安装在每一个轮胎里的以锂离子电池为电源的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并通过无线调制发射到安装在驾驶台的监视器上。监视器随时显示各轮胎气压，驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压状况，当轮胎气压太低、渗漏、太高、或温度太高时，系统就会自动报警。 NHTSA对这两种TPMS系统进行了评估。共有4个基于车轮转速测量系统和6个基于压力传感测量系统参与了评估。结论是：直接方式提供了更为精确的轮胎压力监视。 目前, 中国政府有关部门也正在考虑相关的法案, 以保障汽车行驶安全。 2. TPMS系统构成 一般TPMS系统由以下几个部分组成： ·RTPM模块－远程轮胎压力监视模块（Remote Tire Pressure Monitoring） RTPM模块直接安装在每个轮胎里测量轮胎压力和温度，并将测量得到的信号通过高频无线电波（RF）发射出去。一个TPMS系统有4个或5个（包括备用胎）RTPM模块。 ·中央监视器 中央监视器接收RTPM模块发射的信号，将各个轮胎的压力和温度数据显示在屏幕上，供驾驶者参考。如果轮胎的压力或温度出现异常，中央监视器根据异常情况，发出不同的报警信号，提醒驾驶者采取必要的措施。 3. RTPM模块构成
轮胎压力监测系统 胎压监测，相信这个系统对于大多数人来说还是个新鲜玩意，而在我们试驾过的车型中装备该系统的车型也不多，不过要按其功能来讲它可算是安全性配置当中比较重要的一项，只是在很长的一段时间内都没有被人们所重视。试想一下，无论您的发动机或者底盘性能有多出色，其终究要通过轮胎与地面的接触才能表现出来，而不正确的轮胎压力往往导致车辆性能不能完全发挥。有数据表明，由爆胎引起的车祸在恶性交通事故中所占的比例非常高，而所有会造成爆胎的因素中胎压不足当属首要原因。 当胎压过高时，会减小轮胎与地面的接触面积，而此时轮胎所承受的压力相对提高，轮胎的抓地力会受到影响。另外，当车辆经过沟坎或颠簸路面时，轮胎内因为没有足够空间吸收震动，除了影响行驶的稳定性和乘坐舒适性外，还会造成对悬挂系统的冲击力度加
大，由此也会带来危害。所以合适的胎内气压，不仅有助于我们的行车舒适性，更是对安全行车的极大保障。 胎压监测系统原理： 首先还是让我们来了解一下所谓的胎压监测系统，它主要是包括“直接式胎压监测系统”和“间接式胎压监测系统”两种。1）直接式胎压监测装置 直接式胎压监测装置是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。
直接式胎压监测系统的好处是：在每一个车轮上都安装有压力传感器和传输器，如果任何一个轮胎胎压低于驾驶员手册上推荐的冷胎胎压25%时，便会警示驾驶人。其警示信号比较精确，而且如果轮胎被刺破，胎压快速降低时，直接式胎压监测系统也能提供立即的警示。 另外即便是车胎缓慢的慢撒气，直接式胎压监测系统也能透过行车电脑感知到，直接让驾驶者从驾驶座上检视目前四只轮胎胎压数字，从而实时了解到四个车轮的真实气压状况。例如别克新君威还有吉普指南者上装备的就是这种胎压监测装置。
什么是汽车胎压监测系统（TPMS）？ TPMS是汽车轮胎压力监视系统“Tire Pressure Monitoring System”的英文缩写形式，主要用于在汽车行驶时实时的对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气和低气压进行报警，以保障行车安全。 汽车为什么要安装汽车胎压监测系统？ 在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的，而在美国这一比例则高达80%。怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题。据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的车胎气压行驶和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而TPMS——汽车胎压监测系统毫无疑问将是理想的工具。 汽车轮胎压力监视系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，并对各轮胎气压进行显示及监视，当轮胎气压太低或有渗漏时，系统会自动报警。 当年，由于凡世通（Firestone）轮胎的质量问题，造成了超过100人死亡和400人受伤，此事引起了业界和美国政府的高度关注，普利斯通/凡世通公司被迫收回650万只轮胎。据美国汽车工程师学会最近的调查，美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的，另外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。由于每年造成的经济损失巨大，美国政府要求汽车制造商加速发展TPMS系统，以求减少轮胎事故的发生。2000年11月1日美国总统克林顿签署批准了国会关于修改联邦运输法的提案，要求2003年后所有的新车都需把这种系统作为标准配置。 许多欧洲的汽车厂商已将TPMS装配于自己的车型之中，随着中国汽车市场的发展壮大，汽车越来越多地进入普通家庭，汽车的使用安全性更成为有车一族重点考虑的因素。 安装汽车胎压监测系统有什么好处？ （1）有效防止爆胎 （2）有效避免缺气行驶造成的轮胎损毁 （3）有效避免油耗增加 （4）确保车辆最佳操控性能 （5）避免车辆部件非正常磨损 汽车胎压监测系统（TPMS）的分类 目前装置于车辆上的胎压监测系统分为两种，一种使用ABS传感器的间接量测系统，另一种为使用设置在轮胎上的无线接口传感器的直接量测系统。
1 绪论 1.1 课题背景 随着汽车工业的不断发展，交通越来越便利，而随之引发的交通事故也在不断增多，其中由于轮胎的气压引起的比例非常高，这就使得人们需要对行驶中的轮胎气压进行关注。轮胎气压影响着汽车的使用性能和轮胎的寿命。当前，轮胎爆胎，疲劳驾驶，超速行驶已经成为高速公路事故的三大杀手，其中，轮胎爆胎由于其不可预测性和无法控制而成为首要因素[1]。 怎样防止爆胎已成为安全驾驶的一个重要课题，据国家橡胶轮胎质量监督中心的专家分析，保持标准的汽车轮胎气压正常与稳定和及时发现车胎漏气是防止爆胎的关键。而汽车轮胎压力监视系统（TPMS）毫无疑问将是理想的工具。在客车和轻型卡车上必须安装轮胎气压监测系统以便在轮胎气压低于规定值发出警报。于是，汽车轮胎压力监测技术应用而生。 1.2 课题的研究意义 1.2.1 轮胎压力与行车安全 轮胎与行车安全息息相关，近年来汽车安全成为全球汽车界的关注热点[2]。汽车轮胎气压过低时行驶有如下危害：气压过低，导致轮胎接地面积增大，胎侧屈挠点改变，外层伸张，内层压缩，产生压缩应力。在气压过低的情况下继续行驶，造成胎侧内壁帘布损坏、胎肩和胎体脱离、胎里和胎体碾伤。轮胎内压长期低于标准气压，胎体变形，屈挠变形次数增多或移位导致过度疲劳生热，两胎侧帘线脱层松散；气压过高，轮胎的负荷能力和气压的增加，轮胎各部位的变形和所受的内应力也相应增加，如果气压过高，迫使胎面中部产生更大的凸变，胎面弧高进一步增大，胎体帘线和胎面胶都处于过度伸张状态，内应力增大，胎面与地面的接触面积减小，单位压强增加，导致行驶面中部的磨损进一步加剧。 1.2.2 轮胎压力与使用寿命
中英文资料翻译 参考文献 Monitoring the Tire Pressure at Cars Using Passive SAW Sensors Abstract：In our paper we present the application of surface acoustic wave (SAW) sensors to the continuous manitaring of the tire pressure in road ve hicles. With these, the tire pressure can be read out in every phase of driving. We show the implemented prototype setup for measurement of the tire pressu re, the applied SAW sensors, improved versions and the interrogation setup. The problems in practical application are discussed. Experimental result s measuring the tire pressure during test rides are presented. INTRODUCTION Operating a road vehicle, a malfunction of the tires in motion due to a tire puncture can cause serious accidents and endanger human life. Furthermore, nowadays manufacturers of cars try to save the spare wheel in vehicles. Usually it only costs weight and space, therefore it yields a higher fuel consumption,although it will be required less than one time in more than ten years of a car's life. This only can be done, if the air pressure in the tires can be measured even during driving. Currently used sensors contain active components, powered by a Lithium battery. The mass of these sensor assemblies is about 20 grams causing high dynamic load. A few years ago,wirelessIy interrogable SAW devices far sensor applications were invented. [1，2, 3]. Using an one port SAW delay line connected to an antenna only, an RF interrogation signal is fed into and the sensor response,carrying thesensor information is retransmitted wirelessly to the interrogator. These sensors are capable for measurement of temperature, mechanical load, force and displacement, etc. The advantage is, that SAW sensors are totally passive devices and contain neither power supply nor semiconductors. They withstand temperatures up to several hundreds of degree centigrades, their lifetime is much longer than that of battery powered systems.Further,in vehicles strong electromagnetic pollution is generated by ignition systems etc.SAW sensors operate without risk of damage even in rough environments. First we discuss pressure measurement employing SAW sensors with wireless interrogation.We present some types of sensor assemblies and the interrogation system.Next we discuss the implementation into thecar and thenwe
编辑本段简介 释义 轮胎压力监测系统（Tire Pressure Monitor System，TPMS），通过采用无线射频通信的胎压传感单元和胎压监测单元，实现了对轮胎压力的实时监控。 用途 随着工业经济的进步，汽车开始大量使用，公路和高速公路也日渐得到重视，并开始发展起来。美国现有公路总里程和高速公路里程最长，已经形成了约 6.9万公里的州际高速公路网，公路已成为美国人日常生活必不可少的一部分。西欧各国和日本，公路网基础好，高速公路也逐步成网,公路运输一直为内陆运输的主力。作为发展中国家，中国高速公路通车总里程去年跃居世界第二位，目前总里程为２万公里，但因幅员辽阔，高速公路网的平均密度很低,路况相对来说也比较差。 高速公路的速度和便利，改变了人们的时空观念，拉近了地域距离，改善了人们的生活方式。但是随之而来的高速公路恶性交通事故却令人震惊，已经引起世界各国的强烈关注和重视，并开始讨论或采取相应防范措施。 据2002年美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的；而在高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的；此外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。统计表明：交通意外增加的主要原因是高速行驶中
因轮胎故障引起的爆胎。 另据统计，在中国，46%的高速公路交通事故是由于轮胎故障引起的，这其中仅爆胎一项就占事故总量的70%，这是多么惊人的数字！ 在汽车的高速行驶过程中，轮胎故障是杀伤力最大也是最难预防的事故隐患，是突发性交通事故发生的重要原因。如何解决轮胎故障、怎样防止爆胎，已成为全球关注的首要问题。 2000年11月1日美国总统克林顿签署批准了美国国会关于修改联邦运输法的提案，联邦法案要求2003年以后出产的所有新车都需将轮胎压力监测系统（TPMS）作为标准配置；2006年11月1日起所有需要行驶在高速公路上的汽车都需配置轮胎压力监测系统（TPMS）。 2001年7月，为响应美国国会对车辆安装TPMS 立法的要求，美国运输部和国家高速公路安全管理局（NHTSA）联合对现有的两种轮胎压力监测系统（TPMS）进行了评价，报告第一次将 TPMS 作为专用词汇，并确认直接式TPMS优越的性能和准确的监测能力。由此TPMS汽车轮胎智能监测系统作为汽车三大安全系统之一，与汽车安全气囊、防抱死制动系统（ABS）一起被大众认可并受到应有的重视。 TPMS （轮胎压力监测系统）的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。 编辑本段主要类型 间接式
计算机控制系统设计性实验报告 学生姓名:学号： 学院: 自动化工程学院 班级: 题目: 汽车轮胎压力检测系统
目录 第1章选题背景 0 1.1 实际需求 0 1.2 选题意义 0 第2章方案论证 (2) 2.1 设计要求 (2) 2.2 总体设计 (2) 2.3 软件设计 (2) 2.4 硬件设计 (3) 第3章具体电路设计 (4) 3.1 传感器电路 (4) 3.2 A/D转换电路 (5) 3.3 显示电路 (5) 3.4 声光报警电路 (6) 3.5 整体电路 (7) 第4章结果分析与总结 (8) 第5章设计心得体会 (9)
第1章选题背景 1.1 实际需求 如今，随着交通网络的发展，高速公路网络的日趋发达，车辆行驶速度的不断攀升，交通隐患的防范问题迫在眉睫，如因车胎漏气和爆炸等原因造成的交通事故，很多是由轮胎的工作温度过高或者不合理胎压引起的。研究汽车轮胎胎压检测系统，就对现代汽车行驶时的经济性、安全性和操纵稳定性具有尤为重要的现实意义。 据美国汽车工程师学会调查，全美平均每年有26万起交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的；而在高速公路上发生的交通事故有70%是由于爆胎引起的；此外，每年75%的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。统计表明：交通意外增加的主要原因是高速行驶中因轮胎故障引起的爆胎。另据统计，在中国，46%的高速公路交通事故是由于轮胎故障引起的，这其中仅爆胎一项就占事故总量的70%。所以，对于汽车胎压监测系统的研制以及普及迫在眉睫。 1.2 选题意义 生命是极其可贵的。汽车胎压监测系统在轮胎一出现危险征兆时就能够及 时发现并同时报警，最大限度地将事故消灭在萌芽状态，从而极大地提升了车 辆高速行驶的安全性，这一优势在高速公路上表现更为明显。随着外国标准的 制定以及技术的发展，我国对于汽车使用的汽车胎压监测系统也开始制定标准。而今，随着国家政策的投入和批准，以及人民对生命安全的重视，这项产 业也开始蓬勃发展。 据中国汽车工业协会相关市场调查表明，国内轮胎爆胎预警系统的相关产 品有推出，但都是技术性能不甚完善简易系统产品，存在以下缺点：系统工作 寿命极短；系统在低温或高温环境下失效；工作可靠性较差。而性能可靠、功 能完善、技术成熟的产品均是一些国外知名公司的品牌产品，但价格较为昂贵。因此，研制性能可靠、功能完善并且价格能为当前多数国内消费者所接受的轮 胎爆胎预警技术产品很有必要。国内汽车行业正迫切需求成熟的轮胎爆胎预警 系统及产品的投放市场以解决因轮胎爆胎而引起的行驶安全性问题。
R子午线轮胎的结构设 计 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】
沈阳化工大学本科毕业设计题目：295/子午线轮胎的结构设计 院系：材料科学与工程学院 专业：高分子材料与工程 班级： 1001班 学生姓名：熊丁 指导老师：赫秀娟教授 设计提交日期：2014年06月19日 设计答辩日期：2014年06月24日
毕业设计任务书 高分子材料与工程专业1001班学生：熊丁
摘要 本次毕业设计为295/子午线轮胎的结构设计。设计断面膨胀率取，外直径1042mm，断面宽289 mm，胎圈着合直径 570 mm，胎圈着合宽度254 mm，断面水平轴位置（H1/H2）为，行驶面宽度232 mm。胎面花纹采用的是不对称的4条纵向花纹，花纹深度 mm，花纹饱和度%。轮辋的标准是15°深槽轮辋DC型轮辋。骨架材料选取的是钢丝帘线，其轮胎的最大负荷高于国家标准的最大负荷。胎体结构采用一层钢丝帘线，三层半缓冲层的结构设计。钢丝圈断面形状为15°正六边形，以单钢丝圈加强胎体。胶囊的尺寸根据外胎内缘对应数值来设计。轮胎不配备内胎，空气直接充入轮胎的内腔。 关键词：298/；全钢载重子午线轮胎；无内胎轮胎；胎面花纹设计； 结构设计。
Abstract The graduation project is 295/ radial tyre structure design .Design section expansion takes , outside diameter 1042mm , section width 289 mm , the diameter of the bead with a total 570 mm , bead width at 254 mm , cross-section horizontal axis position (H1/H2) of ,running surface width of 232mm. Asymmetrical tread pattern is used in the longitudinal direction of the tread 4 , tread depth mm, the saturation of pattern is % .The standard of rim is 15 ° drop center rim DC type rims. Skeleton steel cord material is selected , the maximum tire load its maximum load is higher than the national standard . Carcass layer structure using a steel cord structure design , three and a half of the buffer layer. Sectional shape of the bead of 15 ° hexagon , a single bead strengthening carcass . Designed according to the size of the capsule casing inner edge corresponding values. Tires with inner tubes, air directly into the tire cavity filled. Key words：298/；All-steel Radial Truck Tyre； Tubeless Tires； Tread Pattern Design； Structural Design.
轮胎结构设计 (9) (2学时) Chap.3 普通轮胎结构设计 掌握技术设计内容：外胎外轮廓设计、胎面花纹设计、内轮廓设计。 掌握斜交轮胎的施工设计；了解内胎、垫带、水胎和胶囊设计。 二、重点难点 重点掌握轮胎断面轮廓设计要点，胎圈部位设计要点，相应部位尺寸的确定。 三、主要内容 第二节 技术设计 三、外胎外轮廓设计 (一)、断面形状尺寸设计（B、D、H） 2、外直径、断面高H的设计 设计轮胎充气外直径D′和外直径变化率D′/D，应用下式计算确定。 D＝D′/(D′/D) 取值范围：载重轮胎棉帘线和人造丝胎体：0.990～0.995；尼龙胎体：0.990～0.999；乘用轮胎：0.985～0.999 断面高：H＝1/2（D-d） H/B值：H／B值范围，载重轮胎普通花纹为1.10～1.20，越野花纹1.15～1.25；乘用轮胎普通花纹为0.96～1.14，越野花纹为l.08～1.20。 衡量H／B位是否适宜，需综合考虑下列因素。 (1)轮胎类型 载重轮胎行驶路面较差，H／B值宜取高些；乘用轮胎行驶路面好，H／B值应取低些。 (2)轮胎规格 巨大规格轮胎，H／B值应取小些；中小规格轮胎断面高小， H ／B值应取大些。 (3)C／B值 C／B小， H／B应取大些；相反C／B值大，H／B值宜取小些。 (4)胎冠角βk 胎冠角大，H／B值应取小些；胎冠角小，H／B位宜取大些。 (5)帘线材料 帘线材料初始摸量小，H／B值取小些；帘线初始摸量大， H ／B值宜取大些。 (6)胎面花纹 越野花纹，加深花纹和超加深花纹轮胎，H／B值应选取略大些，以使断面宽膨胀率达到设计要求。普通花纹轮胎，H／B值宜选取稍小些。
汽车轮胎压力监测系统 用户指南 目录 一﹑基本报警功能 (3) 1.1自检 (3) 1.2 高压警告 (3) 1.3 胎压不足 (3) 1.4 没有收到信号 (3) 1.5 胎压传感器低电压报警 (4) 1.6 轮胎快速漏气报警 (4) 1.7 轮胎异常 (4) 1.8 TPMS键功能显示 (5) 二﹑手动学习传感器ID码方法 (5) 三﹑报警说明 (5) 三﹑常见故障及处理 (6)
TPMS 轮胎压力监测系统（TPMS），英文Tire Pressure Monitor System。它的的作用是在汽车行驶过程中对轮胎气压进行实时自动监测，并对轮胎漏气和低气压进行报警，以确保行车安全。 目前，轮胎压力监测系统主要分为两种类型： 一种为间接式（Wheel-Speed Based TPMS，简称WSB），这种系统是通过汽车ABS 系统的轮速传感器来比较轮胎之间的转速差别，以达到监测胎压的目的。ABS通过轮速传感器来确定车轮是否抱死，从而决定是否启动防抱死系统。当轮胎压力降低时，车辆的重量会使轮胎直径变小，这就会导致车速发生变化，这种变化即可用于触发警报系统来向司机发出警告。 上图为直接式胎压监测系统 另一种是直接式（Pressure-Sensor Based TPMS，简称PSB），这种系统是利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，利用无线发射器将压力信息从轮胎内部发送到中央接收器模块上的系统，然后对各轮胎气压数据进行显示。当轮胎气压太低或漏气时，系统会自动报警。 这两种系统各有优劣。直接系统可以提供更高级的功能，随时测定每个轮胎内部的实际瞬压，很容易确定故障轮胎。间接系统造价相对较低，已经装备了4轮ABS (每个轮胎装备1个轮速传感器)的汽车只需对软件进行升级。但是，间接系统没有直接系统准确率高，它根本不能确定故障轮胎，而且系统校准极其复杂，在某些情况下该系统会无法正常工作，例如同一车轴的2个轮胎气压都低时。 还有一种复合式TPMS，它兼有上述两个系统的优点，它在两个互相成对角的轮胎内装备直接传感器，并装备一个4轮间接系统。与全部使用直接系统相比，这种复合式系统可以降低成本，克服间接系统不能检测出多个轮胎同时出现气压过低的缺点。但是，它仍然不能像直接系统那样提供所有4个轮胎内实际压力的实时数据。
西安航空职业技术学院 毕业设计（论文） 论文题目：汽车胎压监测系统的结构原理与故障诊断 所属系部：汽车工程系 指导老师：白永平职称：助教 学生姓名：夏雨佳班级、学号: 13406308 专业：汽车运用技术 西安航空职业技术学院制 2016年 12月 15 日
西安航空职业技术学院 毕业设计（论文）任务书 题目：汽车胎压监测系统的结构原理与故障诊断 任务与要求： 1、调研、查找、搜集关于胎压监测相关中英文资料； 2、查找胎压监测系统的结构原理 3、了解胎压监测的作用及功能 4、胎压监测案例分析。 时间： 2015 年 10 月 26日至 2015 年 12 月 18 日共 8 周所属系部：汽车工程学院 学生姓名：夏雨佳学号： 13406308 专业：汽车运用技术 指导单位或教研室：汽车运用技术教研室 指导教师：白永平职称：助教 西安航空职业技术学院制 年月日
毕业设计(论文)进度计划表 日期工作内容执行情况指导教师 签字 2015年10月26日至11月2 日调研、查找相关中英文资料、确定论文题目 11月3日至11 月9日整理相关资料，编写论文的大纲 11月9日至11 月25日 完成论文正文初稿编写 11月26日至11月30日补充论文内容修改结构、图片等内容 12月1日至12 月5日 再次修改论文 12月6日至12月13日查漏补缺，重点修改论文格式 12月14至12月18日再次确认论文，然后打印、装订论文 教师对进度计 划实施情况总 评 签名 年月日
汽车胎压监测系统的结构原理与故障诊断 【摘要】汽车在高速的行驶过程中轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。高速公路上发生的事故中有很大一部分是由于爆胎所引起的，对于预防爆胎的最好方法就是提前预知轮胎压力不足并及时防范。轮胎压力监测系统 TPMS(Tire Pressure Monitoring System)即是基于以上原因应运而生的。其主要功能是用于对汽车轮胎气压进行自动监测，当轮胎状态处于不安全时进行报警，提醒驾驶员及时采取措施，避免车辆行驶在不安全状态下，从而实现事前保护功能。 关键词；轮胎压力，小环天线，FSK调制 ;Abstract ;Tire malfunction while car traveling at high speed is what the drivers most worriy about and difficult to prevent as well as one of the major causes o f suddentraffic accidents.No matter domestic or abroad traffic accidents occurredespecially in highway due to puncture.Experts emphasize that the bestpreventive measure is to be a ware of the insufficient tire pressure in advance andtake t imely precaution.Tire Pressure Monitoring System(TPMS)is born of theabove reasons.It is mainly used to monitor tire press ure automatically and alarmto warn the driver to take measu res in time when the tire is in unsafe state so thatto a chieve pre-protection.
摘要 随着社会经济和科学技术的发展,公路交通已经成为关系国民经济命脉和社会、经济发展的重大系统,但随之而来的交通事故给人的生命安全和经济发展造成了重大损失。爆胎是引起交通事故的主要原因,保持标准的车胎气压行驶是防止爆胎的关键,胎压检测系统TPMS(Tire Pressure Monitoring System)是由此应运而生的一项汽车安全防范系统。胎压检测系统主要用于汽车行驶过程中对汽车胎压与温度的实时检测,当出现异常状态时进行报警,从而保障驾乘者的行车安全。 本课题主要研究的是一种用于机动车辆上的轮胎压力与温度监控系统。文中提出了一种基于无线技术的轮胎压力与温度监控系统的方案，设计综合运用了检测技术、单片机技术及无线通信技术,其中发射模块能实时检测、处理轮胎的压力和温度参数,并运用无线方式将处理后的数据传输到接收模块;接收模块能校验数据并显示结果,用以告知驾驶员各个轮胎的情况。 本系统采用了有效的节能措施,不仅在硬件上选用了具有睡眠功能的芯片,而且在软件设计上通过将判断功能置于发射模块中,减小了系统的发射频率,从而降低了能耗,保证了不会因为更换能源问题而频繁的拆装轮胎,提高了系统的实用性,因而具有广阔的应用前景。 关键词:轮胎；无线通信技；抗干扰；节能
Abstract Along with the development of social economy and science and technology, social and economic development of important system, but the resulting traffic accidents to the life security and economic development a car. Tire pressure monitoring system is mainly used for the car of automobile tire pressure and temperature in the process of real-time detection, and alarm when abnormal state, thus ensuring the driving safety. The purpose of this research is to develop a kind of applied to motor vehicle tire pressure and temperature monitoring system. This paper presents a temperature of tire pressure monitoring system based on wireless technology. Integrated use of the of detection technology, micro-controller technology and wireless communication technology, the launch module can real-time tire pressure and temperature parameters detection, processing, and use wireless way to transmit data after processing to receiving module; Receiving module can check data and display the results to inform the driver of each tire. This system adopted the effective energy saving measures, not only on , but also on the software design of transmission module, by will judge function in reducing the transmission frequency of the system, reducing the energy consumption and ensure the won't change the energy problem and frequent disassembling tire, improve the practicability of the system, thus prospects. Key words:tire；wireless communication technology sensor；anti-jamming； save energy