汽车轮胎压力检测系统分析.pdf
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1、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 1 1.1 实际需求 1 1.2 选题意义 1 第 2 章 方案论证 3 2.1 设计要求 3 2.2 总体设计 3 2.3 软件设计 3 2.4 硬件设计 4 第 3 章 具体电路设计 5 3.1 传感器电路 5 3.2 A/D转换电路 6 3.3 显示电路 6 3.4 声光报警电路 7 3.5 整体电路 8 第 4 章 结果分析与总结 9 第 5 章 设计心得体会 . 10 1 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
2、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
3、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
4、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。 2 同时,本课题更加贴近日常生活, 可以将自己学习到的东西应用到生活中 去,对所学到的知识有更准确的理解。 3 第 2 章 方案论证 2.1 设计要求 本次设计主要功能为检测轮胎胎压,并且进行人机交互, 将信息传递给
5、驾驶 人员,并且能够在胎压越过上下限进行声光报警。 2.2 总体设计 测量部分是利用传感器检测压力信号,得到微弱的电信号, 而后经处理电路 处理后,送 A/D 转换器,将模拟量转化为数字量输出,控制器接受来自A/D 转 换器输出的数字信号, 经过复杂的运算, 将数字信号转换为实际的大气压强,并 将其送到显示单元中,并且能够判断是否超越上下限。 2.3 软件设计 程序设计流程框图如下: 开始 定时中断 读压力 显示 报警 超限 是否超限 中断子程序 选择轮胎 4 2.4 硬件设计 被监测对象 传感器 变送器 A/D 转换器 单片机 显示设备声光报警 5 第 3 章 具体电路设计 3.1 传感器电
6、路 在传感器方面。本次设计使用MPX4115 压力传感器, MPX4115 系列压电电阻 传感器是一个硅压力传感器。 这个传感器结合了高级的微电机技术, 薄膜镀金属。 还能为高水准模拟输出信号提供一个均衡压力。在 0 -85的温度下误差不超 过 1.5% 温度补偿是 -40-125。 传感器电路如图 3-1 所示, 气压传感器 MPX4115的管脚说明如下表3-1 所示: 图 3-1 表 3-1 6 3.2 A/D转换电路 因为本设计压力传感器MPX4115 输出的是模拟电压,因此,必须进行模拟信 号到数字信号的转换才能交由单片处理。 关于 A/D转换过程,本设计采用 ADC0832 转换电路
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