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基于单片机的无线轮胎检测系统设计
作者：唐辉湖 肖明霞 白玉
来源：《科学与财富》2018年第19期
摘 要：随着时代的发展和科学技术的进步，汽车已成为一种共同的、不可分割的交通工具。随着汽车数量的增加，交通事故的发生越来越多，从而保持汽车轮胎的正常压力成为一个重要因素。根据汽车工程师协会的数据统计，美国每年大约有26万的交通事故因轮胎的负压和泄漏而产生。在中国，则是高达70%左右。因此，汽车轮胎爆裂的监测和解决方法已成为汽车安全驾驶的重要发展方向，保证轮胎具有正常和合适的轮胎压力是解决这一问题的关键。目前成熟车辆轮胎压力保护系统有直接和间接两种方式。由于直接测量方法可靠、方便，本文选择了这种方法。 我选用NRF24L01射频芯片进行传输信息，用气压传感器SP12T来模拟检测汽车轮胎的气压和温度。
关键词：胎压监测；SP12T；NRF24L01；
Absrtact： With the development of the times and the progress of science and technology， automobile has become a common and indivisible vehicle. With the increase of the number of cars， traffic accidents occur more and more， so it becomes an important factor to maintain the normal pressure of the automobile tires. According to the Association of Automotive Engineers， about
260000 of traffic accidents in the United States occur every year due to negative pressure and leakage of tyres. In China， it is as high as 70%. Therefore， the monitoring and solving method of
automobile tire burst has become an important development direction of automobile safe driving. The key to solve this problem is to ensure the tire with normal and suitable tire pressure. Object Pre-mature vehicle tire pressure protection system has two ways： direct and indirect. Because the direct measurement method is reliable and convenient， this method is chosen in this paper. I use NRF24L01 RF chip to transmit information， and use pressure sensor SP12T to simulate the air pressure and temperature of automobile tire.
Keywords： Tire pressure monitoring；SP12T；NRF24L01；
引言：汽车交通运输发展速度不断的加快，汽车行驶过程中车速也越来越高。而伴随着的是对汽车胎压安全严重考验。而爆胎和疲劳驾驶以及超速已经成为了交通事故三大杀手。其中难预测和不确定性的汽车爆胎则成为了司机头疼不已的事情。因此，如何预防汽车轮胎爆胎的原因已成为一个重要的课题。据国家轮胎质量监督中心专家研究发现，汽车轮胎气压正常与否是一项重要因素。因此汽车轮胎压力监测系统则变成了最理想的工具。无线汽车轮胎压强监测系统顺应需求就应运而生了。
1 基于单片机的无线轮胎检测系统设计的概况
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无线通信接收与发送芯片nRF2401和抗干扰能力强的压力测量芯片SP12T设计一种用于检测汽车轮胎气体压强、温度的无线传感监测系统。我们将接收系统与发送系统组成完整功能无线通信汽车轮胎压强监测系统。发射系统通过NRF2401完成轮压压强和轮胎内部温度的采集并发送数据，接收系统将发射端的数据接收然后在微处理器MSP430进行处理并通过液晶显示器显示出来，如果出现欠压或压强过大，就会出现灯光与语音报警。 2 基于单片机的无线轮胎检测系统设计的硬件设计 2.1 电源模块
由于美术品MSP430芯片、NRF2401供电需要3.3V，LCD等传感器需要5V电源，故硬件硬件电路设计时做了两路电源。传感器使用的 电源要求纹波电路要尽可能的少，本方案中采用了效率较低但纹波较小的芯片ASM117（效率40%左右），而设计没有采用了效率较答的开关电源（效率高达90%），下图为系统的电源部分。 2.2 LCD屏模块
显示模块LCD是系统的轮胎压强实数显示出来，可以根据显示的数据来调节系统的欠压、过压警告模式。它使系统更加直观，人性化，更简单，更实用。 2.3无线传输模块
nRF24L01是一种单片射频收发器件，它正常工作于工业开放的频段。内置频率合成器模块、功率放大器模块，并采用了增强型Shock Burst技术，输出功率和通信频道是可通过程序进行配置。另外nRF24L01功耗低可以适用于轮胎内部对于功耗的要求。 2.4传感器模块
SP12T是德国英飞凌公司面向TPMS研发的重要元件。它是一种压电电阻式传感器适用范围可达100-400kpa，自带有一个数字串行通讯口，可以方便的应用在单片机系统中以适应多种复杂的任务要求。
因为本文中使用的是LCD1602液晶屏所以会显示两行数据，在程序设计时要注意两行的切换。同时需要注意的是每行只能显示16个字符。在使用射频芯片时要严格参照时序图，因为此芯片使用的是SPI线的规则。首先拉低CE，经过数据处理最后再次拉低CE，最后清除缓冲区。在开机时先对器件进行初始化，在主机接收到数据后会对数据进行处理以及显示和报警等操作。 总结 ：
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综上所述，本文只要研究了基于单片机的无线轮胎检测系统，该系统具有较高高性能、低少的成本与低功耗等特点，相信，无线通信汽车轮胎压强检测系统发展的智能化、模块化与集成特点将越来越显著。 参考文献：
[1]张默晗，张北，王天亮. 无线信号传输装置及传输方法[Z]. CN101694740A： ，2010. [2]郑贤忠.基于有源RFID技术的车辆识别与控制终端系统研究[D].武汉理工大学硕士论文，2010
[3]胡亚东.基于MSP430的直接式胎压检测系统的设计[D].学位论文，2006 [4]魏柠柠.压力传感器SP12在胎压监测系统中的应用[D].浙江大学硕士论文，2008