基于單片機的汽車輪胎胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)說明書

黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 I 本科學生畢業(yè)設(shè)計 基于單片機的汽車輪胎胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) 系部名稱 ： 汽車與交通工程學院 專業(yè)班級 ： 車輛工程 07-8 班 學生姓名 ： 指導教師 ： 職 稱 ： 副教授 黑 龍 江 工 程 學 院 二一一年六月 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 II 摘 要 隨著社會經(jīng)濟和科學技術(shù)的發(fā)展，公路交通已經(jīng)成為關(guān)系國民經(jīng)濟命脈和社會、經(jīng)濟發(fā)展的重大系統(tǒng)，但隨之而來的交通事故給人 的生命安全和經(jīng)濟發(fā)展造成了重大損失。爆胎是引起交通事故的主要原因，保持標準的車胎氣壓行駛是防止爆胎的關(guān)鍵，胎壓檢測系統(tǒng) (TPMS)是由此應運而生的一項汽車安全防范系統(tǒng)。胎壓檢測系統(tǒng)主要用于汽車行駛過程中對汽車胎壓與溫度的實時檢測，當出現(xiàn)異常狀態(tài)時進行報警，從而保障駕乘者的行車安全。本課題研究的目的是開發(fā)一種用于機動車輛上的無線胎壓檢測系統(tǒng)。 本文提出了一種基于無線技術(shù)的胎壓檢測系統(tǒng)方案，給出了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)框圖，闡述了系統(tǒng)硬件電路和各模塊軟件的設(shè)計方法。硬件設(shè)計綜合運用了檢測技術(shù)、單片機技術(shù)及無線通信技術(shù)，其 中發(fā)射模塊能實時檢測、處理輪胎的壓力和溫度參數(shù)，并運用無線方式將處理后的數(shù)據(jù)傳輸?shù)浇邮漳K；接收模塊能校驗數(shù)據(jù)并顯示結(jié)果，用以告知駕駛員各個輪胎的情況。軟件設(shè)計包括發(fā)射模塊和接收模塊兩部分，具體為發(fā)射模塊和接收模塊的初始化、數(shù)據(jù)測量及處理，發(fā)射及接收程序。 關(guān)鍵詞 ：胎壓檢測系統(tǒng)；無線通信技術(shù)；傳感器；射頻收發(fā)； C 語言 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 III ABSTRACT With the socio economic and science and technology development， road traffic has become the major system of the national economy and the social， economic development，however,traffic accidents following resulted in significant losses about the lives and safety of people and economic development Puncture is the main cause of traffic accidents， keep driving in standards tire pressure is the key to prevent puncture， Tire pressure detection system(TPMS)which bom as a car security system Tire pressure monitoring system is mainly used for real-time tire pressure and temperature monitoring in the process of driving to protect the occupants of the driving safety when the abnormal state of alarm The purpose of this research is to develop a wireless RF transmission tire pressure monitoring system which used in motor vehicle This paper proposed a wireless technology based on the fire pressure monitoring systems programs， gave the overall system design block diagram and explain the system hardware circuit design and software design of the modules Hardware circuit mainly uses sensor detection technology,single-chip technology and wireless communication technology,transmitter module can detect， deal with the tire pressure and temperature parameters real time， and transmitted data processed to the receiver module use the way of wireless Receiver module cail calibration data and display the result to inform the driver of the situation of all tires Software design contains transmitter module and receiver module，specific for transmitter module and receiver module initialization， data measurement and processing， send and receive procedures Key words： tire pressure monitoring system， wireless communication technology sensor,anti-jamming， RF transceiver， C language 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 目 錄 摘 要 . II ABSTRACT . III 第 1 章 緒 論 . 1 1.1 選題的背景 . 1 1.2 課題的目的及意義 . 3 1.3 課題主要工作 . 4 第 2 章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計 . 5 2.1 系統(tǒng)設(shè)計要求 . 5 2.2 系統(tǒng)設(shè)計方案 . 5 2.2.2 發(fā)射模塊 . 6 2.2.2 接收模塊 . 6 2.3 元器件選擇 . 6 2.4 關(guān)鍵技術(shù)研究 . 7 2.4.1 頻率選擇 . 7 2.4.2 信號 編碼方式 . 7 2.4.3 輪胎定位技術(shù) . 8 2.5 本章小結(jié) . 8 第 3 章 發(fā)射模塊的設(shè)計 . 9 3.1 傳感器單元的硬件電路設(shè)計 . 9 3.1.1 DS18B20 工作方式 . 9 3.1.2 ADC0809 工作方式 . 10 3.1.3 DS18B20 溫度檢測程序 . 13 3.2 發(fā)射單元的硬件電路設(shè)計 . 16 3.2.1 發(fā)射單元控制電路 . 16 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 3.2.2 發(fā)射單元發(fā)射電路 . 18 3.3 發(fā)射模塊的軟件設(shè)計 . 18 3.3.1 編程工具選用 . 18 3.3.2 編程語言及開發(fā)軟件的選用 . 18 3.3.3 通信協(xié)議 . 19 3.3.4 軟件設(shè)計 . 20 3.4 本章小結(jié) . 25 第 4 章 接收模塊的設(shè)計 . 26 4.1 接收模塊的硬件電路設(shè)計 . 26 4.1.1 射頻接收單元的硬件電路設(shè)計 . 26 4.1.2 射頻接收單元工作方式 . 28 4.1.3 顯示報警單元電路設(shè)計 . 34 4.1.4 蜂鳴器報警單元電路設(shè)計 . 34 4.1.5 電源單元設(shè)計 . 35 4.2 接收模塊的軟件設(shè)計 . 35 4.3 本章小結(jié) . 39 第 5 章 系統(tǒng) 測試 . 40 5.1 概述 . 40 5.2 信號實時傳輸顯示測試 . 40 5.3 溫度超過預警值報警測試 . 41 5.4 模擬壓力超過預警值報警測試 . 42 5.5 模擬壓力和溫度超過預警值報警測試 . 42 5.6 本章小結(jié) . 43 結(jié) 論 . 44 參考文獻 . 45 致 謝 . 46 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 1 第 1 章 緒 論 1.1 選題的背景 本世紀初，由于凡世通 (Firestone)輪胎的質(zhì)量問題，造成了超過 100 人死亡和 400人受傷，此事引起了業(yè)界和美國政府的高度關(guān)注，普利斯通、凡世通公司被迫收回 650萬只輪胎。據(jù)美國汽車工程師學會最近的調(diào)查，美國每年有 26 萬交通事故是由于輪胎壓力低或滲漏造成的，此外，每年 75的輪胎故障是出于輪胎滲 漏或充氣不足引起的。由于每年造成巨大的經(jīng)濟損失，美國政府要求汽車制造 商加速發(fā)展胎壓檢測系統(tǒng) (Tire Pressure Monitoring System， 簡稱 TPMS)，以減少輪胎事故的發(fā)生。 近年來汽車電子產(chǎn)品得到了飛速發(fā)展，并已經(jīng)形成了獨立的汽 車電子產(chǎn)業(yè)。汽車輪胎壓力監(jiān)視系統(tǒng)是一項集先進傳感器技術(shù)、無線通訊技術(shù)、信息處理實時測控技術(shù)、嵌入式系統(tǒng)應用技術(shù)等于一體的高新技術(shù)汽車電子產(chǎn)品。 TPMS 實時的對汽車輪胎氣壓進行自動監(jiān)測，對輪胎漏氣，低氣壓，氣壓過高及溫度過高等輪胎狀況進行預警，以保障汽車行駛安全。 目前 TPMS 主要有兩種實現(xiàn)方式：直接 TPMS 和間接 TPMS。間接 TPMS 是與車輛的防抱死系統(tǒng) (ABS)一起使用的。 ABS 采用車輪轉(zhuǎn)速傳感器測量每個車輪的轉(zhuǎn)速。當一個輪胎的氣壓減小時，滾動半徑就減小，而車輪的旋轉(zhuǎn)速度就相應地加快。指示燈會提示司機，有 一個輪胎處于低壓狀態(tài)。但是，間接 TPMS 有一定的局限性。第一是指示燈無法指出是哪個輪胎處于低壓狀態(tài)。第二，當同一車軸或同一側(cè)的兩個輪胎都處于低壓狀態(tài)時，它無法檢測出究竟是哪個輪胎充氣不足。第三，如果所有四個輪胎都處于低壓狀態(tài)，該系統(tǒng)不會發(fā)現(xiàn)這一故障。另外，氣壓不足時輪胎直徑的減少和氣壓的降低非常微小。對于薄胎來說， 69kPa 的壓降只會使輪胎直徑減小 1 m m 。這種壓降不符合美國的最終判定規(guī)則所規(guī)定的 25%原則，采用間接方法進行檢測在很大程度上依賴于輪胎和負載因子。直接 TPMS 采用固定在每個車輪中的壓力傳感 器直接測量每個輪胎的氣壓。然后，這些傳感器會通過發(fā)送器將胎壓數(shù)據(jù)發(fā)送到中央接收器進行分析，分析結(jié)果將被傳送至安裝在車內(nèi)的顯示器上。顯示器的類型和當今大多數(shù)車輛上裝配的簡單的胎壓指示器不同，它可以顯示每個輪胎的實際氣壓，甚至還包括備用輪胎的氣壓。因此，直接 TPMS 可以連接至顯示器，告訴司機哪個輪胎充氣不足。由于直接 TPMS 可直接測量每個輪胎的氣壓，因此當任何一個或幾個輪胎處于低壓狀態(tài)時，它們都會被檢測出來，當車輛的所有四個輪胎都處于低壓狀態(tài)時也可以檢測到。直接黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 2 TPMS 也可檢測到較小的壓降。有些系統(tǒng)甚至可以檢測 到 7 kPa 的壓降。 國外對于 TPMS 系統(tǒng)的研究起步較早， 20 世紀 70 年代末歐洲的一些發(fā)達國家就開始對輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)進行研究。英國 Lucas 公司早在 1981 年就推出了駕駛室設(shè)置接受器和每個車輪均有傳感器的裝置模型。隨后， C RK 公司和 Marketing 公司也相繼開發(fā)出了自己的產(chǎn)品，基本結(jié)構(gòu)是由傳感器、信號發(fā)生器和接收器三部分組成，傳感器安裝在輪輞上，直接檢測輪胎的內(nèi)壓。德國 Doduco 公司研制的 Primac 系統(tǒng)，可以同時監(jiān)測輪胎的壓力和溫度。德國 Wabeo 公司和 Bosch 公司在 1989 年推出了利用ABS(制動防抱死系統(tǒng) )傳感器監(jiān)測輪胎壓力的新裝置。 wabCO 系統(tǒng)由一個 3 2 通道的控制閥和一個與輪胎氣門嘴相接的氣缸組成，當輪胎氣壓變化時，氣缸活塞使 ABS 傳感器信號發(fā)生變化，與 ABS 共用一個電子控制單元。 Bosch 公司的汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)由裝在輪輞上的壓力傳感器、帶有顯示器的電子部件和高頻收發(fā)機三部分組成，與 ABS 一起工作，已經(jīng)開始成批量的裝載汽車上。英國 S P 公司研制的 DWS 系統(tǒng) (漏氣報警系統(tǒng) )，可以把輪胎壓力降低的信號通知駕駛員，系統(tǒng)利用 ABS 傳感器測量輪胎的滾動半徑，通過計算程序監(jiān)測輪胎氣壓。 國外因立 法較早，其開發(fā)生產(chǎn)的 TPMS 已經(jīng)相當成熟，能夠經(jīng)受 5 7 萬公里的使用測試。主要生產(chǎn)商有加拿大斯馬輪胎設(shè)備 (SmarTire Systems)公司，固特異輪胎橡膠公司，米其林集團公司，諾基亞輪胎公司，日本橫濱公司等?，F(xiàn)在國外的 TPMS 的研發(fā)重點在于開發(fā)無源的 TPMS，如采用 SAW 這類無源器件的頻率變化來監(jiān)測輪胎壓力的變化。日本阿爾卑斯電氣公司開發(fā)的不需電池的汽車輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)最近通過有關(guān)試驗驗證，符合歐洲及美國的電磁波相關(guān)法律規(guī)定，今后將以行駛條件及輪胎種類等因素的影響為中心進行評測，計劃在歐美、日本等地進 行實地試驗， 2004 年 8 月開始提供樣品， 2006 年投入批量生產(chǎn)。 國內(nèi)對于 TPMS 的研究起步較晚，只是近幾年才開始進行研究。最新的中華人民共和國國家標準“機動車運行安全技術(shù)條件”中的安全防護裝置條款中規(guī)定：“車長大于 6m 的長途客車和旅游客車、最大設(shè)計總質(zhì)量大于 12000kg 的載貨汽車和載貨牽引車應安裝輪胎壓力報警裝置；有關(guān)部分機動車應安裝輪胎壓力報警裝置的要求，自本標準發(fā)布之日起第 25 個月開始對新注冊車實施”。可見我國政府已經(jīng)開始重視汽車輪胎氣壓監(jiān)測設(shè)備的發(fā)展和應用。 現(xiàn)在國內(nèi)有許多汽車配件商開始代理銷售國 外的 TPMS 系統(tǒng)。在上海和重慶及廣東等地有幾家公司開始投入生產(chǎn)并銷售 TPMS，典型產(chǎn)品如：上海泰好電子科技有限公司的“泰好”牌 TPMS-204 型汽車輪胎壓力監(jiān)測器，重慶三信電子有限公司的TPMS S1R4A 輪胎壓力監(jiān)測顯示系統(tǒng)，福州東球金口哨輪胎防爆有限公司的“金口黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 3 哨汽車輪胎漏氣報警哨”，上海保隆工貿(mào)有限公司的“迪吉泰”輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)，佛山市安力信科技有限公司“泰杰”牌 TPM 系列輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng)等。 吉林大學、北京理工大學、鄭州大學、清華大學、上海交通大學、哈爾濱工業(yè)大學等高校都有學者對直接型 TPMS 相 關(guān)技術(shù)進行理論研究，設(shè)計出了一系列方案，也有一些監(jiān)測報警裝置申報了專利。但是，國內(nèi)廠家生產(chǎn)的 TPMS 基本是靠引進國外公司輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)平臺及生產(chǎn)線，核心技術(shù)都掌握在國外廠家手中，基本沒有自主知識產(chǎn)權(quán)可言。目前國內(nèi)的 TPMS 系統(tǒng)問題不少：安裝繁瑣、影響美觀、整車廠難以配裝；不能設(shè)定標準胎壓，無法保障輪胎合理使用：射頻效率、編碼糾錯性能差、在惡劣環(huán)境下漏報嚴重；能耗較高，不能達到 TPMS 系統(tǒng)應有的使用壽命要求；成本高昂，檢測范圍小，產(chǎn)品通用性不高。 TPMS 在中國的研究剛剛開始起步。高校及科研院所方面，吉林 大學孫宏偉對現(xiàn)有 F 費 scale 方案進行了研究，提出了針對 Ftcaale 傳感器MPXY8020A 的溫度補償算法；合肥工業(yè)大學沈俊峰提出了以 SPl2 傳感器， PICl6F683處理器，以及 T5754 射頻發(fā)射器構(gòu)成的輪胎壓力檢測方案；燕山大學張啟中通過分析輪速傳感器脈沖數(shù)相對差值的影響因素和影響規(guī)律，提出了基于脈沖數(shù)互比法氣壓異常報警系糾”；浙江大學，屯子科技大學，中國科學院上海微系統(tǒng)與信息技術(shù)研究所等也有學者對 TPMS 進行了類似的理論研列”。 1.2 課題的目的及意義 目的：隨著世界經(jīng)濟的不斷發(fā)展，基礎(chǔ)投資的不斷 加大，以及公路設(shè)施的改善和高速公路里程的迅速增加，公路交通的平均車速有了很大提高。但同時交通事故尤其是爆胎事故、追尾事故也相應增加，給人民的生命財產(chǎn)造成重大損失。交通安全已成為國家和個人越來越關(guān)注的重點。 在汽車的高速行駛中，輪胎故障是所有駕駛者最為擔心和最難預防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因。在高速公路上行駛時一旦爆胎，駕駛員思想準備不充分極易造成車輛側(cè)滑和不規(guī)則翻滾，輕則撞護欄，重則與其他行使車輛發(fā)生碰撞甚至車毀人亡，后果不堪設(shè)想。 據(jù)統(tǒng)計，輪胎爆胎的原因有： （ 1）輪胎壓力過高； （ 2）輪胎漏氣 ； （ 3）輪胎溫度異常升高； （ 4）輪胎松動、掉胎。 而追尾事故的主要原因有： （ 1）前方車輛爆胎失控； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 4 （ 2）視線不好，看不清前方車輛的剎車信號； （ 3）不能提前獲知前方有事故車輛。 因此實時監(jiān)測輪胎氣壓和溫度的變化，保持汽車在標準的輪胎氣壓下行駛是防止爆胎的關(guān)鍵。汽車輪胎壓力監(jiān)測系 (TPMS)的主要作用就是在汽車行駛時，對輪胎氣壓進行實時自動監(jiān)測，對輪胎漏氣和低氣壓進行報警，是駕車者、乘車人的生命安全保障預警系統(tǒng)。安裝輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)能有效地防止輪胎在非正常氣壓下長時間行駛，提高汽車的主動安全性。 意義 ：保持正常的輪胎氣壓，不僅可以延長輪胎的使用壽命，減小滾動阻力，還可減少油耗，提高車輛的使用經(jīng)濟性，而且可以大大提高汽車的行駛安全性。汽車輪胎壓力監(jiān)測系統(tǒng)是駕車者、乘車人的生命安全保障預警系統(tǒng)，將是一個永恒的主題，必將成為未來汽車必備的主動安全保障系統(tǒng)之一。汽車電子技術(shù)的不斷發(fā)展使汽車上安裝了越來越多的傳感器，這將促進 TPMS 的發(fā)展，使其技術(shù)更加成熟，性能更加穩(wěn)定，并且它的模塊將向高度集成化、單一化、無線無源化方面發(fā)展。 1.3 課題主要工作 課題的主要任務就是研究并設(shè)計一個無線胎壓檢測系統(tǒng)，實現(xiàn)胎壓變化信 息的實時采集和傳送，以達到汽車司機能夠在第一時間掌握汽車輪胎壓力變化的要求，并做出相應的反應，從而避免事故的發(fā)生。 課題主要工作有以下幾點： （ 1）對系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)進行研究并提出整體設(shè)計框架。 （ 2）傳感器、單片機及顯示元件、報警元件的選取并連接電路。 （ 3）進行監(jiān)測模塊、顯示模塊、報警模塊及其主模塊的程序編寫。 （ 4）將軟件和硬件組裝并測試 。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 5 第 2 章 系統(tǒng)整體方案設(shè)計 基于汽車輪胎安全使用的要求，胎壓檢測系統(tǒng)綜合運用傳感器檢測技術(shù)、單片機技術(shù)及無線通信技術(shù)來設(shè)計。該系統(tǒng)能檢測輪胎溫 度和壓力波動情況，并對檢測數(shù)據(jù)進行分析和實時處理。 2.1 系統(tǒng)設(shè)計要求 本系統(tǒng)采用直接式胎壓檢測系統(tǒng)。它以鋰離子電池為電源，通過埋于輪胎罩的傳感器來直接測量輪胎的壓力和溫度，并經(jīng)無線調(diào)制發(fā)射到安裝在駕駛臺的接收模塊上。發(fā)射模塊處于輪胎的封閉狀態(tài)中，體積要??；另外由于在輪胎中更換器件很不方便且系統(tǒng)必須長時間工作，故而要求功耗低。 工作中輪胎狀態(tài)為當輪胎壓力高于標準值 (小型車為 275kpa)1 2 倍時，因輪胎與地面接觸的面積減少，單位壓力增高，使輪胎胎面的中部磨損增加。 通過試驗證明： ，一般認為氣壓提高 25%， 輪胎壽命將會降低 15% 20%；氣壓降低 25%，壽命大約降低30%。一般轎車的輪胎正常氣壓值在 210kPa 左右，多座位商務車在 240kPa 左右為宜。此外，汽車輪胎溫度越高，輪胎的強度越低，變形越大 (一般不能超過 80 ，當溫度達到 95 時，輪胎的情況非常危險 )，每升高 1 ，輪胎磨損就增加 2%，行駛速度每增加一倍，輪胎行駛里程將降低 50%。因此， 本系統(tǒng)告警值設(shè)定為胎壓 158KPa和 262KPa，溫度小于 80 。 2.2 系統(tǒng)設(shè)計方案 根據(jù)系統(tǒng)功能及技術(shù)要求，系統(tǒng)方案的總體框圖如圖 2.1 所示： 圖 2.1 系統(tǒng) 方案的總體框圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 6 系統(tǒng)由置入輪胎內(nèi)的發(fā)射模塊和安裝汽車駕駛臺上的接收模塊組成。發(fā)射模塊每檢測一次壓力，都會判斷此輪胎是否出現(xiàn)異常；如果判斷出現(xiàn)異常情況，則形成一幀數(shù)據(jù)并進行發(fā)射。接收模塊判斷是否接收到完整的數(shù)據(jù)幀，如準確無誤，則點亮和輪胎對應的 LED 指示燈。 2.2.2 發(fā)射模塊 發(fā)射模塊包括傳感器單元、微處理器和射頻單元。傳感器單元定時采集輪胎內(nèi)壓力、溫度數(shù)值。微處理器 (簡稱 MCU)和射頻單元集成在同一芯片內(nèi)，微處理器讀取來自傳感器的數(shù)據(jù)，進行處理并通過射頻單元發(fā)射出去。發(fā)射模塊的框圖如圖 2 2 所示。 圖 2.2 發(fā)射模塊框圖 2.2.2 接收模塊 接收模塊完成信號的接收、校驗和處理，并通過 LED 指示燈顯示報警。接收模塊的框圖如圖 2 3 所示。 圖 2.3 接收模塊框圖 信號接收電路將由輪胎發(fā)射出來的射頻信號放大解調(diào)后，將數(shù)字信號送給微處理器串行接口。微處理器再進行譯碼，從數(shù)據(jù)流中提取各輪胎號、壓力值以及溫度值，然后做出相應的處理。顯示報警部分主要包括 LED 指示燈。 2.3 元器件選擇 無線胎壓檢測系統(tǒng)開發(fā)所需的元器件主要包含傳感器、 MCU、射頻收發(fā)芯片、電池幾個部分。 （）傳感器 本系 統(tǒng)選用 DS18B20 溫度傳感器 ， DS18B20 的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 7 于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。 （）單片機 本系統(tǒng) 選用 STC98C52 系列，它是一種高性能的 8 位單片機系列，具有速度快、功能強、功耗低、價格低等特點并且自帶看門狗復位，非法指令碼檢測復位和非法地址檢測復位等系統(tǒng)保護特性。發(fā)射模塊的 MCU 選用 STC89C51。 （）射頻收發(fā)芯片 接收和發(fā)射芯片的選擇主要從芯片的接收靈敏度以及性價比兩方面考慮。本系統(tǒng)選用 2RF24L01B 射頻收發(fā)芯片。 2.4 關(guān)鍵技術(shù)研究 2.4.1 頻率選擇 在眾多的無線通 訊頻段中，由于 ISM 頻段 (工業(yè)，科學，醫(yī)學頻帶 )屬于公共頻段，使用者無需申請頻段許可證，這給用戶帶來了很多的方便，因此當今大部分無線傳輸所使用的操作頻率一般都選擇處于 ISM 頻段的頻率。而對采用 無線技術(shù)的應用來講，通常又采用屬于 ISM 頻段中的 LPRD(Low Power RadioDevice)頻段作為操作頻率，此頻段有兩個頻率范圍，分別為： 433 05MHz 434 790 MHz 和 868 MHz 870 MHzi 眩l。在本系統(tǒng)中采用的工作頻率設(shè)置為 433 92 MHz。 2.4.2 信號編碼方式 在本文設(shè) 計的胎壓檢測系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)以 9600bps 的速率發(fā)送，信源編碼方 式采用曼徹斯特編碼。曼徹斯特編碼以數(shù)字信號來描述就是：在每個比特周期， 取值在周期中間點進行高低電平間的轉(zhuǎn)換。如圖 2.4 所示，一個數(shù)字 0 被描述為周期前一半為低電平，后一半為高電平；而數(shù)字 1 則是先高后低。 圖 2.4 曼徹斯特編碼示例 FSK 又稱頻移鍵控，是指以信號頻率在兩個值之間的偏移來描述數(shù)字 l 和數(shù)字 0信號。在本系統(tǒng)中，數(shù)字 l 具有較低的頻率，而數(shù)字 0 則具有較高 的頻率。也就是說，黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 8 如果載波頻率是 433 92MHz，總體頻率偏移，數(shù)字 1 就是 (433 92)MHz，而數(shù)字 0 是(433 92)MHz。圖 2 5 是 FSK 調(diào)制的曼徹斯特編碼信號波形示意圖。 圖 2.5 FSK調(diào)制的曼徹斯特編碼信號波形示意圖 2.4.3 輪胎定位技術(shù) 胎壓檢測系統(tǒng)中的輪胎定位是指系統(tǒng)接收各個輪胎發(fā)射模塊發(fā)出的信號并進行識別，然后判定是哪個輪胎發(fā)出信號的過程。各輪胎發(fā)射模塊中的傳感器把胎壓的變化傳遞給 MCU，由 MCU 處理并加上該模塊的識別 ID 編碼 (用于區(qū)分各輪胎發(fā)射模塊的編碼，然后通過發(fā)射芯片進行調(diào)制并發(fā)射出去。接收模塊接收并進行解調(diào)，恢復原始數(shù)據(jù)，通過讀取原始數(shù)據(jù)的 ID 編碼，當 接收到的信息中的輪胎內(nèi)壓力或溫度出現(xiàn)異常時，MCU 將發(fā)出報警信號，駕駛員根據(jù)對應輪胎的 LED 報警燈，便可及時地對該輪胎進行處理，確保汽車行駛安全。 2.5 本章小結(jié) 本章對整個系統(tǒng)的大體框架進行了確定，包括本系統(tǒng)的使用數(shù)據(jù)，系統(tǒng)的工作流程，元器件的選擇和關(guān)鍵技術(shù)的的研究。這一章是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵，是下面要進行工作的思路和方向。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 9 第 3 章 發(fā)射模塊的設(shè)計 發(fā)射模塊主要由傳感器單元、發(fā)射單元組成。傳感器單元測得壓力和溫度， 通過發(fā)射單元按照一定算法處理后發(fā)射出去。發(fā)射模塊的軟件設(shè)計分為數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù) 處理發(fā)射兩部分。 3.1 傳感器單元的硬件電路設(shè)計 3.1.1 DS18B20 工作方式 溫度傳感器的種類眾多， DS18B20 有著 超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強，精度高，附加功能強 的優(yōu)點。 DS18B20 工作原理及應用： DS18B20的溫度檢測與數(shù)字數(shù)據(jù)輸出全集成于一個芯片之上，從而抗干擾力更強。其一個工作周期可分為兩個部分，即溫度檢測和數(shù)據(jù)處理。 18B20 共有三種形態(tài)的存儲器資源，它們分別是： ROM 只讀存儲器，用于存放 DS18B20ID 編碼，其前 8 位是單線系列編碼（ DS18B20 的編碼是 19H），后面 48 位是芯片唯一的序列號，最后 8 位是以上 56 的位的 CRC 碼（冗余校驗）。數(shù)據(jù)在出產(chǎn)時設(shè)置不由用戶更改。 DS18B20 共 64 位 ROM。 RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失， DS18B20 共 9個字節(jié) RAM，每個字節(jié)為 8 位。第 1、 2 個字節(jié)是溫度轉(zhuǎn)換后的數(shù)據(jù)值信息，第 3、 4個字節(jié)是用戶 EEPROM（常用于溫度報警值儲存）的鏡像。在上電復位時其值將被刷新。第 5 個字節(jié)則是用戶第 3 個 EEPROM 的鏡像。第 6、 7、 8 個字節(jié)為計數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨 率而設(shè)計的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計算的暫存單元。第 9 個字節(jié)為前 8 個字節(jié)的 CRC 碼。 EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報警值和校驗數(shù)據(jù)， DS18B20 共 3 位 EEPROM，并在RAM 都存在鏡像，以方便用戶操作。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 10 圖 3.1 DS18B20 3.1.2 ADC0809 工作方式 ADC0809 是帶有 8 位 A/D 轉(zhuǎn)換器、 8 路多路開關(guān)以及微處理機兼容的控制邏輯的CMOS 組件。它是逐次逼近式 A/D 轉(zhuǎn)換器，可以和單片機直接接口。 （ 1） ADC0809 的內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) 由下圖可 知， ADC0809 由一個 8 路模擬開關(guān)、一個地址鎖存與譯碼器、一個 A/D轉(zhuǎn)換器和一個三態(tài)輸出鎖存器組成。多路開關(guān)可選通 8 個模擬通道，允許 8 路模擬量分時輸入，共用 A/D 轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。三態(tài)輸出鎖器用于鎖存 A/D 轉(zhuǎn)換完的數(shù)字量，當 OE 端為高電平時，才可以從三態(tài)輸出鎖存器取走轉(zhuǎn)換完的數(shù)據(jù)。 （ 2） ADC0809 引腳結(jié)構(gòu) ADC0809 各腳功能如下： D7-D0： 8 位數(shù)字量輸出引腳。 IN0-IN7： 8 位模擬量輸入引腳。 VCC： +5V 工作電壓。 GND： 地。 REF（ +） ：參考電壓正端。 REF（ -）： 參考電壓負端 。 START： A/D 轉(zhuǎn)換啟動信號輸入端。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 ALE： 地址鎖存允許信號輸入端。 圖 3.2 ADC0809 內(nèi)部邏輯結(jié)構(gòu) （以上兩種信號用于啟動 A/D 轉(zhuǎn) 換） . EOC： 轉(zhuǎn)換結(jié)束信號輸出引腳，開始轉(zhuǎn)換時為低電平，當轉(zhuǎn)換結(jié)束時為高電平。 OE： 輸出允許控制端，用以打開三態(tài)數(shù)據(jù)輸出鎖存器。 CLK： 時鐘信號輸入端（一般為 500KHz）。 A、 B、 C：地址輸入線。 圖 3.3 ADC0809 引腳結(jié)構(gòu) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 ADC0809 對輸入模擬量要求：信號單極性，電壓范圍是 0 5V，若信號太小，必須進行放大；輸入的模擬量在轉(zhuǎn)換過程中應該保持不變，如若模擬量變化太快，則需在輸入前增加采樣保持電路。 地址輸入和控制線： 4 條 ALE 為地址鎖存允許輸入線，高電平有效。當 ALE 線為高電平時，地址鎖存與譯碼器將 A， B， C 三條地址線的地址信號進行鎖存，經(jīng)譯碼后被選中的通道的模擬量進轉(zhuǎn)換器進行轉(zhuǎn)換。 A， B 和 C 為地址輸入 線，用于選通 IN0 IN7 上的一路模擬量輸入。 數(shù)字量輸出及控制線： 11 條 ST 為轉(zhuǎn)換啟動信號。當 ST 上跳沿時，所有內(nèi)部寄存器清零；下跳沿時，開始進行 A/D 轉(zhuǎn)換；在轉(zhuǎn)換期間， ST 應保持低電平。 EOC 為轉(zhuǎn)換結(jié)束信號。當 EOC 為高電平時，表明轉(zhuǎn)換結(jié)束；否則，表明正在進行 A/D 轉(zhuǎn)換。 OE 為輸出允許信號，用于控制三條輸出鎖存器向單片機輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)。 OE 1，輸出轉(zhuǎn)換得到的數(shù)據(jù)； OE 0，輸出數(shù)據(jù)線呈高阻狀態(tài)。 D7 D0 為數(shù)字量輸出線。 CLK 為時鐘輸入信號線。因 ADC0809 的內(nèi)部沒有時鐘電路，所需時鐘信號 必須由外界提供，通常使用頻率為 500KHZ， VREF（）， VREF（） 為參考電壓輸入。 （ 3） ADC0809 應用電路原理圖 圖 3.4 ADC0809 應用電路原理圖 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 3.1.3 DS18B20 溫度檢測程序 *-FileInfo- * File name: DS18B20.c * Last modified Date: 2009-09-3 * Last Version: 1.0 * Descriptions: * Created by: * Created date: 2009-09-3 * Version: 1.0 * Descriptions: The original version * Modified by: * Modified date: * Version: * Descriptions: #includeinclude.h * Name: delayb() * Function: 延時程序 void delayb(int count) /delay unsigned int i； while(count) i=200； while(i0) i-； count-； * Name: dsreset() * Function: DS18B20 初始化程序 void dsreset(void) /DS18B20 初始化 unsigned int i； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 DS=0； i=103； while(i0)i-； DS=1； i=4； while(i0)i-； * Name: tmpreadbit() * Function: DS18B20 讀取位程序 bit tmpreadbit(void) / 讀一位 unsigned int i； bit dat； DS=0；i+； /小延時一下 DS=1；i+；i+； dat=DS； i=8；while(i0)i-； return (dat)； * Name: tmpread() * Function: DS18B20 讀取字節(jié)程序 unsigned char tmpread(void) /讀一個字節(jié) unsigned char i,j,dat； dat=0； for(i=1；i=8；i+) j=tmpreadbit()； dat=(j1)； /讀出的數(shù)據(jù)最低位在 最前面，這樣剛好 /一個字節(jié)在DAT 里 return(dat)； /將一個字節(jié)數(shù)據(jù)返回 * Name: tmpwritebyte() * Function: D 寫一個字節(jié)到 DS18B20 里的程序 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 void tmpwritebyte(uchar dat) /寫一個字節(jié)到 DS18B20 里 unsigned int i； uchar j； bit testb； for(j=1；j1； if(testb) / 寫 1 部分 DS=0； i+；i+； DS=1； i=8；while(i0) i-； else DS=0； /寫 0 部分 i=8；while(i0)i-； DS=1； i+；i+； * Name: tmpchange() * Function: 發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令的程序 void tmpchange(void) /發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令 dsreset()； /初始化 DS18B20 delayb(1)； /延時 tmpwritebyte(0xcc)； / 跳過序列號命令 tmpwritebyte(0x44)； /發(fā)送溫度轉(zhuǎn)換命令 * Name: tmp() 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 * Function: 獲得溫度的程序 int tmp() /獲得溫度 int temp； float tt； unsigned char a,b； dsreset()； delayb(1)； tmpwritebyte(0xcc)； tmpwritebyte(0xbe)； /發(fā)送讀取數(shù)據(jù)命令 a=tmpread()； /連續(xù)讀兩個字節(jié)數(shù)據(jù) b=tmpread()； temp=b； temp0；n-) _nop_()； /*NRF24L01 初始化 void init_NRF24L01(void) inerDelay_us(100)； CE=0； / chip enable CSN=1； / Spi disable SCK=0； / Spi clock line init high SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH)； / 寫本地地址 SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH)； / 寫接收端地址 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01)； / 頻道 0 自動 ACK 應答允許 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01)； / 允許接收地址只有頻道 0 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0)； / 設(shè)置信道工作為2.4GHZ，收發(fā)必須一致 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH)； /設(shè)置接收數(shù)據(jù)長度，本次設(shè)置為 32 字節(jié) SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07)； / 設(shè) 置 發(fā) 射 速 率 為1MHZ，發(fā)射功率為最大值 0dB SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e)； / IRQ 收發(fā)完成中斷響應， 16 位 CRC，主發(fā)送 /*函數(shù) ： uint SPI_RW(uint uchar) /*功能 ： NRF24L01 的 SPI 寫時序 unsigned char SPI_RW(unsigned char uchar1) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 23 unsigned char bit_ctr； for(bit_ctr=0；bit_ctr8；bit_ctr+) / output 8-bit MOSI = (uchar1 & 0x80)； / output uchar, MSB to MOSI uchar1 = (uchar1 1)； / shift next bit into MSB. SCK = 1； / Set SCK high. uchar1 |= MISO； / capture current MISO bit SCK = 0； / .then set SCK low again return(uchar1)； / return read uchar /*函數(shù) ： uchar SPI_Read(uchar reg) /*功能 ： NRF24L01 的 SPI 時序 unsigned char SPI_Read(unsigned char reg) unsigned char reg_val； CSN = 0； / CSN low, initialize SPI communication. SPI_RW(reg)； / Select register to read from. reg_val = SPI_RW(0)； / .then read registervalue CSN = 1； / CSN high, terminate SPI communication return(reg_val)； / return register value /*功 能： NRF24L01 讀寫寄存器函數(shù) unsigned char SPI_RW_Reg(unsigned char reg, unsigned char value) unsigned char status； CSN = 0； / CSN low, init SPI transaction status = SPI_RW(reg)； / select register SPI_RW(value)； / .and write value to it. CSN = 1； / CSN high again return(status)； / return nRF24L01 status uchar /*函數(shù) ： uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars) /*功能 : 用于讀數(shù)據(jù)， reg：為寄存器地址， pBuf：為待讀出數(shù)據(jù)地址， uchars：讀出數(shù)據(jù)的個數(shù) unsigned char SPI_Read_Buf(unsigned char reg, unsigned char *pBuf, unsigned char uchars) unsigned char status,uchar_ctr； CSN = 0； / Set CSN low, init SPI tranaction 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 24 status = SPI_RW(reg)； / Select register to write to and read status uchar for(uchar_ctr=0；uchar_ctruchars；uchar_ctr+) pBufuchar_ctr = SPI_RW(0)； / CSN = 1； return(status)； / return nRF24L01 status uchar /*函數(shù) ： uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars) /*功能 : 用于寫數(shù)據(jù)：為寄存器地址， pBuf：為待寫入數(shù)據(jù)地址， uchars：寫入數(shù)據(jù)的個數(shù) unsigned char SPI_Write_Buf(unsigned char reg, unsigned char *pBuf, unsigned char uchars) unsigned char status,uchar_ctr； CSN = 0； /SPI 使能 status = SPI_RW(reg)； for(uchar_ctr=0； uchar_ctr0；n-) _nop_()； /*NRF24L01 初始化 void init_NRF24L01(void) inerDelay_us(100)； CE=0； / chip enable CSN=1； / Spi disable SCK=0； / Spi clock line init high SPI_Write_Buf(WRITE_REG + TX_ADDR, TX_ADDRESS, TX_ADR_WIDTH)； / 寫本地地址 SPI_Write_Buf(WRITE_REG + RX_ADDR_P0, RX_ADDRESS, RX_ADR_WIDTH)； / 寫接收端地址 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_AA, 0x01)； / 頻道 0 自動 ACK 應答允許 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 31 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + EN_RXADDR, 0x01)； / 允許接收地址只有頻道 0，如果需要多頻道可以參考 Page21 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_CH, 0)； / 設(shè)置信道工作為2.4GHZ，收發(fā)必須一致 SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RX_PW_P0, RX_PLOAD_WIDTH)； /設(shè)置接收數(shù)據(jù)長度，本次設(shè)置為 32 字節(jié) SPI_RW_Reg(WRITE_REG + RF_SETUP, 0x07)； / 設(shè) 置 發(fā) 射 速 率 為1MHZ，發(fā)射功率為最大值 0dB SPI_RW_Reg(WRITE_REG + CONFIG, 0x0e)； / IRQ 收發(fā)完成中斷響應， 16 位 CRC，主發(fā)送 /*函數(shù)： uint SPI_RW(uint uchar) /*功能： NRF24L01 的 SPI 寫時序 unsigned char SPI_RW(unsigned char uchar1) unsigned char bit_ctr； for(bit_ctr=0；bit_ctr8；bit_ctr+) / output 8-bit MOSI = (uchar1 & 0x80)； / output uchar, MSB to MOSI uchar1 = (uchar1 1)； / shift next bit into MSB. SCK = 1； / Set SCK high. uchar1 |= MISO； / capture current MISO bit SCK = 0； / .then set SCK low again return(uchar1)； / return read uchar /*函數(shù)： uchar SPI_Read(uchar reg) /*功能： NRF24L01 的 SPI 時序 unsigned char SPI_Read(unsigned char reg) unsigned char reg_val； CSN = 0； / CSN low, initialize SPI communication. SPI_RW(reg)； / Select register to read from. reg_val = SPI_RW(0)； / .then read registervalue CSN = 1； / CSN high, terminate SPI communication return(reg_val)； / return register value /*功能： NRF24L01 讀寫寄存器函數(shù) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 32 unsigned char SPI_RW_Reg(unsigned char reg, unsigned char value) unsigned char status； CSN = 0； / CSN low, init SPI transaction status = SPI_RW(reg)； / select register SPI_RW(value)； / .and write value to it. CSN = 1； / CSN high again return(status)； / return nRF24L01 status uchar /*函數(shù)： uint SPI_Read_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars) /*功能 : 用于讀數(shù)據(jù)， reg：為寄存器地址， pBuf：為待讀出數(shù)據(jù)地址， uchars：讀出數(shù)據(jù)的個數(shù) unsigned char SPI_Read_Buf(unsigned char reg, unsigned char *pBuf, unsigned char uchars) unsigned char status,uchar_ctr； CSN = 0； / Set CSN low, init SPI tranaction status = SPI_RW(reg)； / Select register to write to and read status uchar for(uchar_ctr=0；uchar_ctruchars；uchar_ctr+) pBufuchar_ctr = SPI_RW(0)； / CSN = 1； return(status)； / return nRF24L01 status uchar /*函數(shù)： uint SPI_Write_Buf(uchar reg, uchar *pBuf, uchar uchars) /*功能 : 用于寫數(shù)據(jù)：為寄存器地址， pBuf：為待寫入數(shù)據(jù)地址， uchars：寫入數(shù)據(jù)的個數(shù) unsigned char SPI_Write_Buf(unsigned char reg, unsigned char *pBuf, unsigned char uchars) unsigned char status,uchar_ctr； CSN = 0； /SPI 使能 status = SPI_RW(reg)； for(uchar_ctr=0； uchar_ctr 0； i-) for(j = 200； j 0； j-)； void bell(void) int i,j； for(i=50,j=60；i0；i-) BELL=1； while(-j0)；/delay_ms(20)； BELL=0； while(-j0)；/delay_ms(20)； 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 37 void reset (void) (void (code *) (void) 0x0000) ()； * Name: display_num() * Function: 數(shù)碼管顯示函數(shù) void display_num2(uint num) unsigned int i,LedNumVal； unsigned int LedOut10； LedNumVal=num； LedOut4=Disp_TabLedNumVal%10000/1000； /千位 LedOut5=Disp_TabLedNumVal%1000/100； /|0x80； /百位帶小點 LedOut6=Disp_TabLedNumVal%100/10|0x80； /十位 LedOut7=Disp_TabLedNumVal%10； /個位 for( i=0； i9； i+) P0 = LedOuti； P2 = dispbiti； /使用查表法進行位選 delayy(100)；/ 100 /掃描間隔時間 太長會數(shù)碼管會有閃爍感 * Name: display_num() * Function: 數(shù)碼管顯示函數(shù) void display_num1(uint num) unsigned int i,LedNumVal； unsigned int LedOut10； LedNumVal=num； LedOut0=Disp_TabLedNumVal%10000/1000； /千位 LedOut1=Disp_TabLedNumVal%1000/100|0x80； /百位帶小數(shù)點 LedOut2=Disp_TabLedNumVal%100/10； /|0x80； 十位 LedOut3=Disp_TabLedNumVal%10； /個位 for( i=0； i180)break； tt=50； if(kk1405)|(kk2265) while(-ii0) bell()； display_num1(kk1)； display_num2(kk2)； while(tt-0) display_num1(kk1)； display_num2(kk2)； if(RxBuf0=flag20) i=3； if(i=3)&(RxBuf0!=flag20)&(RxBuf0!=flag10) kk2=RxBuf0； BELL=1； if(kk2150)&(kk2405)|(kk2265) while(-ii0) 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 39 bell()； display_num1(kk1)； display_num2(kk2)； while(tt-0) display_num1(kk1)； display_num2(kk2)； * 函數(shù)名稱 ： main() * 函數(shù)功能 ： 主函數(shù) * 入口參數(shù) ： 無 * 出口參數(shù) ： 無 void main() init_NRF24L01()； BELL=1； while(1) wireless_display()； 4.3 本章小結(jié) 本章內(nèi)容完成了對本系統(tǒng)的真正實現(xiàn)，包括對壓力和溫度的實時監(jiān)測和顯示，并且準確的通過 LED 燈和蜂鳴器進行報警，系統(tǒng)的最終實現(xiàn)靠的是每一個步驟和過程的準確，做好每一個細節(jié)才是最重要的。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 40 第 5 章 系統(tǒng)測試 5.1 概述 本系統(tǒng)在系統(tǒng)軟件研制的整個過程中都要進行測試，以保證整個系統(tǒng)的精度和可靠性。系統(tǒng)設(shè)計完成后，將下載好程序的電路板：發(fā)射模塊和接受模塊分別接通電源，通過溫度傳感器和模擬壓力的電位計實時采集信號并通過發(fā)射接受芯片傳輸?shù)浇邮漳K，信號通過單片機處理在顯示器上顯示數(shù)據(jù)，當數(shù)據(jù)達到預設(shè)值是通過報警燈和蜂鳴器進行報警。通過改變溫度和電位計數(shù)值來測試系統(tǒng)的精確度和穩(wěn)定性。 5.2 信號實時傳輸顯示測試 本系統(tǒng)設(shè)計之初是模擬實車上應用的 TPMS 系統(tǒng)的成熟產(chǎn)品，如圖 5.1： 圖 5.1實車上使用的 TPMS產(chǎn) 品 發(fā)射單元通過鋰電池供電，鋰電池有體積小，供電時間長，抵抗惡劣環(huán)境強的優(yōu)點。本課題是模擬該產(chǎn)品制作出來的簡單實物，所以通過外接電源供電。 發(fā)射模塊接通電源，打開開關(guān)，發(fā)射模塊開始工作，這是會發(fā)現(xiàn)紅色指示燈開始有規(guī)律頻閃，這說明發(fā)射模塊工作正常，指示燈每閃爍一次代表發(fā)射一次信號。 接受模塊接通電源，打開開關(guān)，這是工作指示燈亮起， LED 顯示器出現(xiàn)數(shù)字，說明接受模塊工作正常。這是 LED 顯示器左邊 4 個單元顯示壓力數(shù)值，右邊 4 個單元顯示溫度數(shù)值如圖 5.2 所示： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 41 圖 5.2接收模塊 LED顯示 如圖所示 LED 顯示器 上分別顯示壓力 394kPa,溫度 27.4 ，數(shù)值都在預設(shè)范圍之內(nèi)，沒有報警現(xiàn)象，說明發(fā)射、接受和 LED 顯示沒有問題。 5.3 溫度超過預警值報警測試 本系統(tǒng)設(shè)計之初是模擬 TPMS 產(chǎn)品的實際功能，溫度達到 80 時系統(tǒng)報警，為了測試時方便操作，模擬系統(tǒng)設(shè)定達到 29 時報警。 實驗時可以通過手指給溫度傳感器加熱，觀察顯示器，數(shù)值會逐漸增加直到超過29 ，報警指示燈亮起，蜂鳴器開始報警。 圖 5.3接收模塊 LED顯示 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 42 如圖 5.3 所示，顯示器顯示模擬壓力數(shù)值 393kPa，沒有超過預警值；顯示溫度數(shù)值 31.6 ，超 出預警值，系統(tǒng)正常報警，當溫度超出預警指示報警測試成功。 5.4 模擬壓力超過預警值報警測試 本系統(tǒng)設(shè)計之初是模擬 TPMS 產(chǎn)品的實際功能，胎壓達到 262kPa 時系統(tǒng)報警，為了測試時方便操作，模擬系統(tǒng)設(shè)定達到 405kPa 時報警。 測試開始，調(diào)節(jié)電位計旋鈕，使顯示器度數(shù)逐漸增加，直到度數(shù)超過 405kPa，報警燈亮起，蜂鳴器報警，如圖 5.4 所示： 圖 5.4接收模塊 LED顯示 如圖 5.4 所示，顯示器顯示模擬壓力數(shù)值為 407kPa，超出預警值 ；顯示溫度數(shù)值26.9 ，沒有超出預警值；系統(tǒng)正常報警，模擬壓力超出預警值 測試成功。 5.5 模擬壓力和