车辆胎压监测系统设计开题报告

1. 研究目的与意义

随着社会文明的发展和科技的进步，汽车在国家交通运输中起着越来越重要的作用，但是随之而来的是与日俱增的交通事故。其中爆胎是引起事故的主要原因。在汽车的高速行驶过程中，轮胎的压力和温度是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。根据各地交通安全管理部门的统计，2004年国内发生的重大交通事故超过70万起，死亡达98．5万人，受伤人数达55．2 万人，因汽车轮胎漏气爆胎而引发的严重交通事故占总体事故的46．8％。而在高速公路上，这一比例更高达60％—70％，是各种事故中比例最高的一种。爆胎已与疲劳驾车、超速行驶并列为中国道路交通的三大杀手。据美国汽车工程师学会最近的调查，美国每年有26万交通事故是由于轮胎气压低或渗漏造成的，另外，每年75％的轮胎故障是由于轮胎渗漏或充气不足引起的。不仅如此，汽车轮胎压力还会影响轮胎轮胎的使用寿命以及燃油的效率。因此，汽车轮胎压力成为了广大驾驶员安全驾驶面临的一个严峻的问题，迫切希望能有一种能够在汽车胎压过高或过低时可以报警提示驾驶员的装置出现，因此胎压监测系统叫tpms应运而生。

本次车辆胎压监测系统设计的研究目的，是基于单片机进行控制来达成对车辆轮胎压力监测和报警，能够对车辆轮胎的压力和温度进行实时监测，一旦轮胎出现异常，会立刻报警。轮胎不仅会影响车的燃油效率，更直接会影响驾驶员的安全。本设计当轮胎出现过压、欠压、温度过高时报警，提醒驾驶员减速或停车检查，以避免爆胎事故的发生。该系统可以使轮胎经常保持标准气压，延长轮胎使用寿命，降低轮胎消耗，对提高经济效益和行驶安全性具有重要的意义。同时单片机在目前的市场上加个较为便宜，其具有的出色控制效果能带来较高的性价比。

我国汽车行业虽然已经发展了很多年，但对于胎压监测系统tpms研究起步较晚，而且对汽车没有强制性要求安装。课题的研究主要从社会的实际需求和实施的可行性来进行设计，具有一定的社会经济价值。除了能大大减少由于胎压引发的交通事故，还能使我国的胎压监测系统获得更广阔的市场，促进汽车行业的发展，带来一定的经济效益。

2. 研究内容和预期目标

研究内容：

设计一个基于传感器技术的车辆胎压监测系统，实现车辆在各种工况情形下轮胎压力检测和预警功能；该系统应包括：车辆行驶状态检定单元（包括车速、加速度、气压及温度等）、单片机匹配控制单元、执行和报警单元、人机交互及数码显示单元；完成的功能：车速、压力、加速度、温度等的数据采集、显示、运算处理、按需要控制输出量；电路原理图和硬件电路图设计；软件编程及功能调试。

3. 研究的方法与步骤

车辆胎压监测系统的硬件结构图如图1所示，系统由微处理器模块、压力传感器、温度传感器、车速监测装置、矩阵键盘输入模块等组成。整个系统以微处理器为控制和计算核心，负责控制和协调系统的各个模块的工作。其中，两个传感器将采集到的轮胎压力和温度传送给微处理器，速度监测装置用来测量汽车行驶速度，矩阵键盘输入模块和lcd显示用于人机交互，而led指示灯和蜂鸣器则用来报警，一旦轮胎温度压力出现异常，会立刻报警，

车辆胎压监测系统的软件流程图如图2所示，微处理器启动后，各个模块完成初始化，等待输入指令。用户或管理员根据lcd液晶显示屏上的提示，通过矩阵键盘来输入相关操作指令。单片机将读取传送来的数据，并将它们与基准值进行比较，若数据正常则返回，一旦数据出现异常，led灯亮，蜂鸣器报警，直到数据正常为止。

4. 参考文献

[1] 单片机原理及应用，张洪润，孙悦等著.清华大学出版社.2008

[2] 系统建模与仿真，张晓华主编.清华大学出版社.2006

[3] 车辆动力学及控制，rajesh rajamani著.机械工业出版社.2011

[4] 基于can总线的胎压监测系统设计与实现，邓汝奎，广西大学.2018

5. 计划与进度安排

（2）2022.3.25—2022.4.14 硬件功能分析，熟悉mcs-51系统指令及编程语言；

（3）2022.4.15—2022.5.5 设计电路原理图、编制应用程序；

（4）2022.5.6—2022.5.19系统调试及改进；