基于CAN总线技术的胎压监测系统设计

摘要伴随着工业经济的快速发展，汽车已经在社会上得到大量的使用，方便和便捷的公路交通，给人们带来了很多便利，但是伴随着汽车的大量使用，各种恶性的公路交通事故给人们的生命安全和社会经济的发展带来了严重的危害和损失。

统计表明引起交通事故增长的主要原因是由于在公路行驶当中因轮胎故障所引起的轮胎爆胎，因而如何解决和防止轮胎爆胎，已成为全球的首要问题。

为了防止和解决轮胎爆胎，轮胎压力监测系统（TPMS）就这样应运而生，并且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。

同时，在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来，而CAN 总线协议所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。

针对当今的汽车运行安全问题，基于CAN总线技术在胎压监测系统中应用的设计，以及对于CAN总线通信协议技术如何提高汽车安全性能的研究具有非常重要的现实意义。

本次论文对CAN总线技术和胎压监测系统的相关知识进行了系统的研究，并提出了基于CAN总线技术的胎压监测系统设计方案，从而实现轮胎压力和温度变化信息的实时采集、传送以及通过CAN总线协议传输到驾驶室的主控元件中并显示的显示屏中，以达到汽车驾驶员能够在第一时间掌握汽车轮胎压力和温度的变化要求，并做出相应的反应，从而避免事故的发生。

本次设计采用检测技术、无线通信技术、单片机技术、软件编程以及CAN总线技术来设计总体的系统。

系统的设计包括数据的采集、监测和处理，无线发射、无线接收以及MCU数据的处理、CAN总线模块、MCU控制显示以及报警模块。

通过基于CAN总线技术在胎压监测系统中应用的设计，实现对于汽车轮胎的气压和温度进行实时的监测、显示、处理以及报警的功能，实现设计的各项指标。

关键词：CAN总线技术；胎压监测系统；轮胎压力；轮胎温度AbstractAlong with the rapid development of industrial economy, the car has been in the community with a lot of use, convenience and ease road traffic, a lot of convenience to the people, but along with the extensive use of motor vehicles, a variety of malignant road traffic accidents to people safety of life and socio-economic development has brought serious damage and loss. Statistics show that the main cause accidents growth is a tire puncture caused by tire failure in which the highway, and thus how to solve and prevent the tire puncture has become the world's most important issue. In order to prevent and solve tire puncture, the tire pressure monitoring system (TPMS) thus came into being, and as one of the car the three safety systems, and automotive airbags, anti-lock braking system (ABS) with public recognition and due attention. Meanwhile, in the current automotive industry, for safety, comfort, convenience, low pollution, low-cost requirements of a variety of electronic control system is developed, the CAN bus protocol has a high reliability and error detection capabilities attention, is widely used in harsh automotive computer control systems and the ambient temperature, the strong electromagnetic radiation and vibration of industrial environments.Run security issues for today's automotive, tire pressure monitoring system based on CAN bus technology in design, as well as how to improve vehicle safety performance for the CAN bus communication protocol technology has a very important practical significance. This paper a systematic study of the knowledge of the CAN bus technology and tire pressure monitoring system and a tire pressure monitoring system based on CAN bus technology design in order to achieve the tire pressure and temperature changes in real-time information collection, transmission and protocol transmission via the CAN bus to the main control component of the cab and displayed in the display, in order to achieve that car drivers the first time to grasp the tire pressure and temperature requirements, and react accordingly, thus avoiding accidents occurred. The design of detection technology, wireless communication technology, microcomputer technology, software programming and CAN bus technology to design the overall system. System design, including data collection, monitoring and processing, wireless transmitter, wireless receiver and MCU data processing, the CAN bus module, MCU control and alarm module. Through the design of the tire pressure monitoring system based on CAN bus technology to achieve real-time monitoring vehicle tire pressure and temperature, display, processing and alarm functions, the design of the indicators.Keywords：CAN bus technology; tire pressure monitoring system; tire pressure; tire temperature目录摘要 (I)Abstract (II)目录......................................................................................................................................... I II 第1章 . (1)1.1 课题的研究背景 (1)1.2 课题的研究目的及意义 (1)1.3 课题的研究现状分析 (2)1.4 毕业设计的主要研究内容 (2)第2章CAN总线技术和轮胎压力监测系统分析 (4)2.1 CAN总线技术概述 (4)2.2 轮胎压力监测系统技术概述 (9)2.2.1 轮胎压力监测系统工作原理 (9)2.2.3 间接式胎压监测系统 (9)2.2.4 直接式胎压监测系统 (9)2.2.5 轮胎压力监测系统主要作用 (10)2.3 本章小结 (11)第3章系统方案的选择和确定 (12)3.1 轮胎压力监测系统（TPMS）工作方式的选择和确定 (12)3.2 系统各个主控元件的选择和确定 (13)3.2.1 方案一 (13)3.2.2 方案二 (13)3.2.3 方案三 (13)3.3 传感器模块的选择和确定 (14)3.3.1 方案一 (14)3.3.2 方案二 (14)3.4 无线收发模块的选择和确定 (15)3.5 CAN总线模块的选择和确定 (15)3.6 本章小结 (17)第4章系统总体方案的设计和软件工具的介绍 (18)4.1 系统总体方案的设计 (18)4.2 软件工具的介绍 (19)4.2.1 IAR软件介绍 (19)4.2.2 KEIL软件介绍 (20)4.3 本章小结 (20)第5章系统各模块的设计 (21)5.1 数据采集和无线发射模块设计 (21)5.2 无线接收和CAN发射模块设计 (22)5.3 CAN接收和显示报警模块设计 (23)5.4 本章小结 (24)第6章系统软件的设计 (25)6.1 数据采集和无线发射模块软件设计 (25)6.1.1 数据采集和无线发射模块主程序设计 (25)6.1.3 CC1101无线发射子程序设计 (26)6.2 无线接收和CAN发射模块软件设计 (27)6.2.1 无线接收和CAN发射模块主程序设计 (27)6.2.2 CC1101无线接收子程序设计 (27)6.2.3 CAN总线发射子程序设计 (28)6.3 CAN接收和显示报警模块软件设计 (29)6.3.1 CAN接收和显示报警模块主程序设计 (29)6.3.2 LCD12864显示子程序设计 (30)6.4 本章小结 (31)第7章实物的焊接与调试 (32)7.1 实物的焊接 (32)7.2 本章小结 (32)第8章论文结论与展望 (34)8.1 论文的结论 (34)8.2 对本设计的展望 (35)参考文献 (36)致谢......................................................................................................... 错误！未定义书签。

CAN总线在汽车轮胎监测系统中的应用设计
郭晓俐;陈祖爵
【期刊名称】《计算机应用与软件》
【年(卷),期】2008(025)007
【摘要】针对当前独立的汽车轮胎监测系统存在的弊端提出一种新的实现方案,动态监测汽车各轮胎的参数,并把动态参数通过CAN总线传输到汽车驾驶室仪表上,实现汽车轮胎故障预警功能.该方案增加了系统的可靠性、灵活性,扩展了汽车轮胎压力监测系统的使用场合,在大型车辆的安全系统中有很高的实用价值.
【总页数】3页(P194-195,215)
【作者】郭晓俐;陈祖爵
【作者单位】盐城师范学院信息科学与技术学院,江苏,盐城,224001;江苏大学计算机科学与通信工程学院,江苏,镇江,212013
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.CAN总线在自行火炮监测系统中的应用设计 [J], 周皓;王家宝;花飞
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3.汽车轮胎压力监测系统应用设计 [J], 刘正荣;凌睿;刘文才
4.冗余CAN总线在飞机二次配电中的应用设计 [J], 刘绍奎;吴小华;赵桂铭
5.基于CAN总线的汽车轮胎监测系统的设计 [J], 辛峰杰;王琴
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专利名称：一种基于汽车总线的轮胎气压监测装置专利类型：实用新型专利
发明人：何喜新
申请号：CN201420774222.4
申请日：20141209
公开号：CN204322945U
公开日：
20150513
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型涉及一种基于汽车总线的轮胎气压监测装置，包括：监控运算模块、提示模块、连接模块、原车诊断插头、CAN-BUS总线、汽车ECU系统、电源模块；所述汽车ECU系统通过CAN-BUS总线连接原车诊断插头；所述原车诊断插头通过连接模块与监控运算模块电连接；所述监控运算模块与所述提示模块电连接，用于对汽车ECU系统产生的数据信号进行处理并生成气压状态；所述提示模块用于对所述轮胎气压状态进行提示；所述CAN-BUS总线用于实时输出汽车ECU系统的数据。

本实用新型实现了对汽车轮胎气压的实时检测，保证了汽车的行驶安全。

申请人：何喜新
地址：515041 广东省汕头市揭东县白塔镇古塘村庵场六七号
国籍：CN
代理机构：北京轻创知识产权代理有限公司
代理人：杨立
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基于SP30传感器和CAN总线的胎压检测系统
王勇征;田亚菲;李春苗
【期刊名称】《微计算机信息》
【年(卷),期】2009(025)014
【摘要】本文详细介绍了在胎压检测系统(TPMS)中应用的压力传感器SP30和采用汽车现有的CAN总线实现胎压检测信息的传输.
【总页数】2页(P254-255)
【作者】王勇征;田亚菲;李春苗
【作者单位】73000,兰州大学信息科学与工程学院;730000,69026部队;73000,兰州大学信息科学与工程学院;710043,西安卫星测控中心
【正文语种】中文
【中图分类】TP212;TP277
【相关文献】
1.基于CAN总线和SP30传感器的胎压检测系统设计 [J], 葛清志;张向文;许勇
2.基于无线传感器和CAN总线的自动识别的轿车胎压监测系统 [J], 冷毅;赵根宝;李青侠;董天临
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基于CAN总线的汽车轮胎监测系统的设计【摘要】据国家公安部统计，我国高速公路上发生的重大交通事故约有70%是由于爆胎引起的。

保持标准的车胎气压行驶和及时发现轮胎故障是防止爆胎的关键。

汽车轮胎压力监测系统在用于汽车行驶时可以对汽车轮胎的温度或压力进行实时自动检测，并对轮胎故障进行及时报警，属于防止事故发生的主动安全装备。

因此，汽车轮胎压力监测系统已成为防止爆胎的理想工具。

【关键词】CAN 总线；监测系统；系统设计1.总体结构CAN全称为Controller Area Network，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一，它最初出现在80年代末的汽车工业里，被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，增加系统的可靠性，减少连线，形成汽车电子控制网络。

由于CAN总线具有很高的实时性能在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。

CAN总线有较优越的特点：（1）CAN总线为多主站总线，各结点均可在任意时刻主动向网络上的其他结点发送信息，通信灵活。

（2）CAN总线上每帧有效字节数最多为8个，传输时间短，受干扰概率低，并有CRC及其他校验措施，具有极好的检错效果，数据出错率极低。

（3）走线少，系统扩充容易，改型灵活；（4）数据传输距离可满足5-10米的汽车系统，也可满足长达10km工业应用；并且在40米范围内高速的数据传输速率高达1Mbit/s；（5）可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；（6）可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后可自动重发；结点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能。

CAN总线可广泛应用于机械制造、纺织机械、医疗器械、消防管理、传感检测、自动仪表等领域。

基于CAN总线的汽车轮胎监测系统能实时有效进行轮胎温度\压力数据采集\预警，显示具有广泛的应用前景。

它集成于汽车电子中，和诸如发动机控制系统、制动防抱死控制系统（ABS）、牵引力控制系统、仪表管理系统、座椅调节系统、车灯控制系统等高速数据结点通过CAN总线连接起来集中由高性能处理器统一处理、控制，可大大降低系统的复杂度，减少布线，增加系统的安全性和可靠性，是汽车电子发展的趋势。