基于IAP15F2K61S2單片機(jī)的輪胎防爆系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

高世雄　張明慧　李津津

摘要：輪胎防爆系統(tǒng)是以提高駕駛員對(duì)汽車行駛安全系數(shù)為目的設(shè)計(jì)的一種車輛監(jiān)控設(shè)備。本系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)以IAPl5F2K61S2型單片機(jī)為核心，實(shí)現(xiàn)了對(duì)輪胎胎壓、溫度等必要參數(shù)的獲取與分析，能夠及時(shí)將輪胎的情況做出必要報(bào)警，以提醒使用者。

關(guān)鍵詞：輪胎防爆；IAPl5F2K61S2單片機(jī)；傳感器；監(jiān)測(cè)

中圖分類號(hào)U4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼A 文章編號(hào)2095-6363（2015）12-0024-01

目前，隨著人們生活水平的不斷提高，汽車己做為一種代步工具逐漸的進(jìn)入到了我們大眾生活。與此同時(shí)汽車數(shù)量也不斷增加，但隨之而來(lái)的交通事故的發(fā)生率也在不斷上升。據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)顯示，在我國(guó)有近三成的交通事故是由爆胎所引起的，慘不忍睹的車禍現(xiàn)場(chǎng)一次次提醒我們輪胎的重要性。如何預(yù)防和監(jiān)控爆胎現(xiàn)象的發(fā)生越來(lái)越得到人們的重視。

1.輪胎防爆系統(tǒng)原理概述

本作品所設(shè)計(jì)的汽車輪胎防爆系統(tǒng)是基于無(wú)線傳輸技術(shù)、STC單片機(jī)控制、無(wú)線供電技術(shù)、溫度胎壓檢測(cè)技術(shù)、報(bào)警系統(tǒng)等而設(shè)計(jì)的，本系統(tǒng)采用無(wú)線供電技術(shù)給下位機(jī)供電，并通過(guò)下位機(jī)進(jìn)行胎壓及溫度檢測(cè)，STC單片機(jī)控制，采用無(wú)線傳送技術(shù)，將下位機(jī)實(shí)時(shí)檢測(cè)的胎壓值、溫度值發(fā)送給上位機(jī)，經(jīng)由上位機(jī)處理后，由LCD1602顯示輪胎情況，當(dāng)輪胎氣壓或溫度出現(xiàn)異常時(shí)，會(huì)向駕駛員發(fā)出警告，提醒駕駛?cè)瞬扇∠鄳?yīng)的措施，已達(dá)到防止爆胎的目的。

2.系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

2.1壓力傳感器監(jiān)測(cè)模塊

該模塊是系統(tǒng)的主要監(jiān)測(cè)模塊，我們使用的是MPS1100系列電壓輸出型壓力變送傳感器，采用壓力傳感器作為敏感器件并集成了數(shù)字調(diào)理芯片，能夠?qū)鞲衅鳟a(chǎn)生的溫漂和非線性進(jìn)行數(shù)字補(bǔ)償，提高了監(jiān)測(cè)的準(zhǔn)確性。它可以應(yīng)用于非腐蝕性、非導(dǎo)電性氣體或液體的壓力自動(dòng)測(cè)量與控制。本次設(shè)計(jì)為了方便模擬，我們選用的是量程范圍較小的0～20kpa的壓力傳感器，受實(shí)驗(yàn)條件影響我們用它模擬真實(shí)情況下的氣壓傳感器的量程0kpa到500kpa，正常車胎的氣壓范圍在230kpa到250kpa之間，為了方便觀察，我們?cè)趩纹瑱C(jī)內(nèi)部對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行換算，0到20kpa顯示在lcdl602上是0到512kpa。

2.2溫度傳感器監(jiān)測(cè)模塊

該模塊我們采用的是單線數(shù)字溫度傳感器DSl8820，它具有抗干擾能力強(qiáng)、高性能等特點(diǎn)，而且采用單線通信技術(shù)，能夠直接輸出數(shù)字信號(hào)，方便了數(shù)據(jù)的分析與處理。

2.3無(wú)線供電模塊

無(wú)線充電模塊有兩大部分組城，發(fā)射模塊和接收模塊。系統(tǒng)使用電流發(fā)射芯片是XKT410，電源供電后開(kāi)始工作，通過(guò)線圈間的“磁耦合共振”技術(shù)給下位機(jī)供電。

2.4無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸模塊的設(shè)計(jì)

上下位機(jī)都采用NRF24L01無(wú)線收發(fā)模塊作為接收和發(fā)送數(shù)據(jù)模塊，下位機(jī)通過(guò)主控芯片對(duì)數(shù)據(jù)處理后經(jīng)NRF24L01發(fā)射給上位機(jī)的NRF24L01無(wú)線模塊接收，在傳送給上位機(jī)的主控芯片處理。

2.5人機(jī)交互模塊

人機(jī)交互功能由LCDl602和鍵盤輸入組合而成，鍵盤與相應(yīng)的I/0端口相連接，鍵盤輸入不同的數(shù)值，通過(guò)LCD1602進(jìn)行顯示。

3.系統(tǒng)總體架構(gòu)

3.1系統(tǒng)

3.2軟件方面

根據(jù)系統(tǒng)的硬件構(gòu)成，軟件主要分成兩大塊，下位機(jī)程序和上位機(jī)程序，下位機(jī)程序主要包括胎壓溫度檢測(cè)控制程序和無(wú)線收發(fā)控制程序，上位機(jī)主要包括無(wú)線收發(fā)控制程序和顯示控制程序以及報(bào)警等應(yīng)對(duì)處理程序。

4.結(jié)語(yǔ)

本系統(tǒng)在輪胎檢測(cè)方面已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了預(yù)期的功能，能夠根據(jù)輪胎的狀況做出正確的警示，滿足了設(shè)計(jì)要求，達(dá)到了提高駕駛的安全性的目的。