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基于Zigbee技术的运行汽车胎压采集系统的设计
| 论文题名： | 基于Zigbee技术的运行汽车胎压采集系统的设计 |
| 关键词： | 汽车轮胎胎压监测系统;星型组网;Zigbee技术;低功耗设计 |
| 摘要： | 据统计，我国60％的高速公路汽车交通事故是由爆胎引起的，如何预防轮胎爆胎已成为当今汽车安全驾驶的一个重要课题。汽车轮胎胎压监测系统(TirePressure Monitoring System，TPMS)是安全可靠、能够有效预防轮胎爆胎的安全装置，该系统对轮胎内部压力、温度进行自动监测，若轮胎内部压力或温度出现异常则及时进行预警。目前，欧美国家已立法强制性安装TPMS，因此国外TPMS技术得到迅速发展。而我国对TPMS的研究相对起步较晚，因此研究具有自主知识产权的直接式TPMS对于我国的交通安全具有重要意义。本文利用新兴的低功耗、抗干扰性强的ZigBee技术，研制了一套基于无线传感器网络的汽车胎压监测系统。 本文研究了国内外的TPMS系统的发展状况，对比了直接式TPMS系统与间接式TPMS系统的优缺点，选用了直接式测量胎压的方法并针对不足之处，将Zigbee无线网络技术应用于轮胎压力监测系统的设计。论文首先分析研发TPMS系统在社会和经济方面的意义说明TPMS的重要性，介绍Zigbee技术与其他无线传输方式相比的在短距离无线传输数据方面的优势，并阐述了Zigbee星型网络系统具有低功耗、低成本、高可靠性和易实现的优点。 根据系统的技术要求和功能特点，详细介绍TPMS系统的基本原理，提出系统硬件的总体设计方案，并针对星型网络的实现和系统的低功耗管理提出了相应的方案。从实际应用出发，对系统软硬件的低功耗设计做了一定的改进:在软件方面，将异常时实时唤醒和正常时定时唤醒结合起来，使用加速度特征值来唤醒CC2430芯片减少检测模块的发送次数，降低功耗;在硬件方面的选用高度集成的低功耗芯片CC2430和SP12来减少组件的数量，简化电路;对系统的抗干扰性做了进一步改进，利用Zigbee直接序列扩频技术和信号避免碰撞机制以及合理设计PCB，提高了系统的抗干扰性。与现有的TPMS设计方案相比，改进后的方案在提高系统稳定性的同时，系统的体积更小，电路更简化，耗能更低，使用寿命更长。定位技术采用可靠、便捷和低成本的定位技术，引入Zigbee绑定机制，它在轮胎更换保养后能够自动更新绑定链表，达到自动定位的功能。完成了系统的电气原理图和PCB图的设计。 按系统的功能要求，本文完成了轮胎模块的数据采集和发送程序;主机模块的数据接收、存储和显示程序、数据处理程序和报警提示程序。最后，文章对轮胎监测模块进行了功耗分析和实验室内部的静态功能测试，保证了系统功能的完整性，并进行了Zigbee星型组网的测试，测试数据表明了本设计满足基本设计要求。 |
| 作者： | 曾帅 |
| 专业： | 信号与信息处理 |
| 导师： | 郭勇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 成都理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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