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中继型大型汽车胎压监测系统的设计与实现
| 论文题名： | 中继型大型汽车胎压监测系统的设计与实现 |
| 关键词： | 大型汽车;胎压监测系统;胎压传感器;无线收发芯片;立体波束扫描天线 |
| 摘要： | 随着社会的发展、生活水平的提高，汽车已经深入人们生活。汽车给人们生活带来便利的同时，也带来了很多安全隐患。据调查，高速公路上70％以上的交通事故是轮胎压力问题造成的。因此轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System，TPMS)逐渐受到关注，成了汽车安全技术新的研究领域之一。通过此技术，驾驶员可以实时了解胎压信息，并在胎压异常时及时得到警告。目前市场上大部分胎压监测产品都是针对家用小型汽车设计的，针对大型汽车的产品很少。而大型汽车车身长、底盘环境复杂等特点，对无线信号传输的稳定性影响很大。因此设计一款射频性能稳定的适用于大型汽车的胎压监测系统具有重要的实际意义。 本文基于飞思卡尔公司最新推出的FXTH87系列胎压传感器设计了中继型大型汽车胎压监测系统。FXTH87是目前市场上体积最小的胎压传感器，这为将来产品设计的小型化提供了保证。中继模块的引入提高了射频性能的稳定性。同时，设计了一款应用于中继模块的全向立体阵列天线。在此基础上，提出了一种新型立体波束扫描天线的设计方案。本文的具体工作包括以下几个方面： 首先，通过调研，选择了飞思卡尔公司的FXTH87胎压传感器作为胎压监测模块的传感芯片，并完成了其他器件选型。设计了胎压监测模块的硬件电路，并给出了射频匹配电路的设计方法。编写了胎压监测模块的控制软件，着重介绍其中的射频驱动设计，最终实现了数据采集和射频发送功能。同时，通过定时唤醒、RF发送间隔监测、异常监测等方法初步实现了系统的低功耗设计。 接着，设计了基于飞思卡尔无线收发芯片KW01的中继模块和接收主机。重点设计了基于嵌入式实时操作系统MQX-Lite的控制软件。软件中，主要设计了与FXTH87匹配的射频驱动文件，以保证正常通信；设计OLED(Organic Light-Emitting Diode)显示屏的应用构件，保证接收主机正常显示；设计了相关任务文件以及任务调度方式，最终实现了中继功能和接收显示功能。 系统搭建完成后，设计了一款433MHz的应用于中继模块的全向立体阵列天线。天线由定向辐射单元和一分四功分器馈电网络组成。天线实测回波损耗满足设计要求。在此基础上，提出了一种新型立体波束扫描天线的设计方案，并说明了其对于轮胎自动定位的意义。同时，对波束扫描天线的馈电网络作了初步仿真。 最后，完成了胎压监测系统的集成与测试。测试表明，系统各模块均能正常稳定工作，很好地实现了中继型胎压监测系统的功能。 |
| 作者： | 王亚萍 |
| 专业： | 信息与通信工程 |
| 导师： | 刘学观 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 苏州大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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