基于CAN总线的重型汽车内轮差预警系统设计
毕业设计-基于CAN总线技术的胎压监测系统
摘要伴随着工业经济的快速发展，汽车已经在社会上得到大量的使用，方便和便捷的公路交通，给人们带来了很多便利，但是伴随着汽车的大量使用，各种恶性的公路交通事故给人们的生命安全和社会经济的发展带来了严重的危害和损失。
统计表明引起交通事故增长的主要原因是由于在公路行驶当中因轮胎故障所引起的轮胎爆胎，因而如何解决和防止轮胎爆胎，已成为全球的首要问题。
为了防止和解决轮胎爆胎，轮胎压力监测系统（TPMS）就这样应运而生，并且作为汽车三大安全系统之一，与汽车安全气囊、防抱死制动系统（ABS）一起被大众认可并受到应有的重视。
同时，在当前的汽车产业中，出于对安全性、舒适性、方便性、低公害、低成本的要求，各种各样的电子控制系统被开发了出来，而CAN 总线协议所具有的高可靠性和良好的错误检测能力受到重视，被广泛应用于汽车计算机控制系统和环境温度恶劣、电磁辐射强和振动大的工业环境。
针对当今的汽车运行安全问题，基于CAN总线技术在胎压监测系统中应用的设计，以及对于CAN总线通信协议技术如何提高汽车安全性能的研究具有非常重要的现实意义。
本次论文对CAN总线技术和胎压监测系统的相关知识进行了系统的研究，并提出了基于CAN总线技术的胎压监测系统设计方案，从而实现轮胎压力和温度变化信息的实时采集、传送以及通过CAN总线协议传输到驾驶室的主控元件中并显示的显示屏中，以达到汽车驾驶员能够在第一时间掌握汽车轮胎压力和温度的变化要求，并做出相应的反应，从而避免事故的发生。
本次设计采用检测技术、无线通信技术、单片机技术、软件编程以及CAN总线技术来设计总体的系统。
系统的设计包括数据的采集、监测和处理，无线发射、无线接收以及MCU数据的处理、CAN总线模块、MCU控制显示以及报警模块。
通过基于CAN总线技术在胎压监测系统中应用的设计，实现对于汽车轮胎的气压和温度进行实时的监测、显示、处理以及报警的功能，实现设计的各项指标。
关键词：CAN总线技术；胎压监测系统；轮胎压力；轮胎温度AbstractAlong with the rapid development of industrial economy, the car has been in the community with a lot of use, convenience and ease road traffic, a lot of convenience to the people, but along with the extensive use of motor vehicles, a variety of malignant road traffic accidents to people safety of life and socio-economic development has brought serious damage and loss. Statistics show that the main cause accidents growth is a tire puncture caused by tire failure in which the highway, and thus how to solve and prevent the tire puncture has become the world's most important issue. In order to prevent and solve tire puncture, the tire pressure monitoring system (TPMS) thus came into being, and as one of the car the three safety systems, and automotive airbags, anti-lock braking system (ABS) with public recognition and due attention. Meanwhile, in the current automotive industry, for safety, comfort, convenience, low pollution, low-cost requirements of a variety of electronic control system is developed, the CAN bus protocol has a high reliability and error detection capabilities attention, is widely used in harsh automotive computer control systems and the ambient temperature, the strong electromagnetic radiation and vibration of industrial environments.Run security issues for today's automotive, tire pressure monitoring system based on CAN bus technology in design, as well as how to improve vehicle safety performance for the CAN bus communication protocol technology has a very important practical significance. This paper a systematic study of the knowledge of the CAN bus technology and tire pressure monitoring system and a tire pressure monitoring system based on CAN bus technology design in order to achieve the tire pressure and temperature changes in real-time information collection, transmission and protocol transmission via the CAN bus to the main control component of the cab and displayed in the display, in order to achieve that car drivers the first time to grasp the tire pressure and temperature requirements, and react accordingly, thus avoiding accidents occurred. The design of detection technology, wireless communication technology, microcomputer technology, software programming and CAN bus technology to design the overall system. System design, including data collection, monitoring and processing, wireless transmitter, wireless receiver and MCU data processing, the CAN bus module, MCU control and alarm module. Through the design of the tire pressure monitoring system based on CAN bus technology to achieve real-time monitoring vehicle tire pressure and temperature, display, processing and alarm functions, the design of the indicators.Keywords：CAN bus technology; tire pressure monitoring system; tire pressure; tire temperature目录摘要 (I)Abstract (II)目录......................................................................................................................................... I II 第1章 . (1)1.1 课题的研究背景 (1)1.2 课题的研究目的及意义 (1)1.3 课题的研究现状分析 (2)1.4 毕业设计的主要研究内容 (2)第2章CAN总线技术和轮胎压力监测系统分析 (4)2.1 CAN总线技术概述 (4)2.2 轮胎压力监测系统技术概述 (9)2.2.1 轮胎压力监测系统工作原理 (9)2.2.3 间接式胎压监测系统 (9)2.2.4 直接式胎压监测系统 (9)2.2.5 轮胎压力监测系统主要作用 (10)2.3 本章小结 (11)第3章系统方案的选择和确定 (12)3.1 轮胎压力监测系统（TPMS）工作方式的选择和确定 (12)3.2 系统各个主控元件的选择和确定 (13)3.2.1 方案一 (13)3.2.2 方案二 (13)3.2.3 方案三 (13)3.3 传感器模块的选择和确定 (14)3.3.1 方案一 (14)3.3.2 方案二 (14)3.4 无线收发模块的选择和确定 (15)3.5 CAN总线模块的选择和确定 (15)3.6 本章小结 (17)第4章系统总体方案的设计和软件工具的介绍 (18)4.1 系统总体方案的设计 (18)4.2 软件工具的介绍 (19)4.2.1 IAR软件介绍 (19)4.2.2 KEIL软件介绍 (20)4.3 本章小结 (20)第5章系统各模块的设计 (21)5.1 数据采集和无线发射模块设计 (21)5.2 无线接收和CAN发射模块设计 (22)5.3 CAN接收和显示报警模块设计 (23)5.4 本章小结 (24)第6章系统软件的设计 (25)6.1 数据采集和无线发射模块软件设计 (25)6.1.1 数据采集和无线发射模块主程序设计 (25)6.1.3 CC1101无线发射子程序设计 (26)6.2 无线接收和CAN发射模块软件设计 (27)6.2.1 无线接收和CAN发射模块主程序设计 (27)6.2.2 CC1101无线接收子程序设计 (27)6.2.3 CAN总线发射子程序设计 (28)6.3 CAN接收和显示报警模块软件设计 (29)6.3.1 CAN接收和显示报警模块主程序设计 (29)6.3.2 LCD12864显示子程序设计 (30)6.4 本章小结 (31)第7章实物的焊接与调试 (32)7.1 实物的焊接 (32)7.2 本章小结 (32)第8章论文结论与展望 (34)8.1 论文的结论 (34)8.2 对本设计的展望 (35)参考文献 (36)致谢......................................................................................................... 错误！未定义书签。
CAN总线在汽车轮胎监测系统中的应用设计
CAN总线在汽车轮胎监测系统中的应用设计
郭晓俐;陈祖爵
【期刊名称】《计算机应用与软件》
【年(卷),期】2008(025)007
【摘要】针对当前独立的汽车轮胎监测系统存在的弊端提出一种新的实现方案,动态监测汽车各轮胎的参数,并把动态参数通过CAN总线传输到汽车驾驶室仪表上,实现汽车轮胎故障预警功能.该方案增加了系统的可靠性、灵活性,扩展了汽车轮胎压力监测系统的使用场合,在大型车辆的安全系统中有很高的实用价值.
【总页数】3页(P194-195,215)
【作者】郭晓俐;陈祖爵
【作者单位】盐城师范学院信息科学与技术学院,江苏,盐城,224001;江苏大学计算机科学与通信工程学院,江苏,镇江,212013
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.CAN总线在自行火炮监测系统中的应用设计 [J], 周皓;王家宝;花飞
2.CAN总线在测绘相机控制器中的应用设计 [J], 李广泽;孔德柱;刘金国
3.汽车轮胎压力监测系统应用设计 [J], 刘正荣;凌睿;刘文才
4.冗余CAN总线在飞机二次配电中的应用设计 [J], 刘绍奎;吴小华;赵桂铭
5.基于CAN总线的汽车轮胎监测系统的设计 [J], 辛峰杰;王琴
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于CAN总线的重型卡车嵌入式车载仪表系统设计
关 键 词 ：Ｃ Ｎ 总 线 ；嵌 入 式技 术 ；重 型 卡 车 Ａ
中 图分 类 号 ： Ｐ １ Ｔ ２６ 文 献 标 识 码 ： Ｂ 文 章 编 号 ：０ ５ — ９ ８ ２ １ ）２ ０ ８ － ４ ２ ８ ７ ９ （０ ０ １ － ０ ２ ０
子技术 ， 别 是重 型卡车设 备 的电子化 、 络化 发展 ， 特 网 参
种 有 效 技 术 措 施 】 采 用 分 布 式 网 络 控 制 ， 仅 可 以 。 不
减 少 线 束 ， 而 且 能 够 提 各 电 子 控 制 系 统 的 运 行 可 靠 性 ， 现 各 子 系 统 之 间 的 资 源 共 享 和 在 线 故 障诊 断 。 实 目前 ， 国外 基 于 Ｃ Ｎ 总 线 技 术 和 Ｊ ９ ９协 议 标 准 的 Ａ １３ 重 型 卡 车 网络 系 统 的 研 究 己 经 进 入 商 用 化 阶段 ， 得 了 取 显 著 的 社 会 经 济 效 益 ［ 。在 国 内 ， 汽 、 汽 和 中 国 重 汽 ２ １ 一 上 等集 团公 司相继 都在 其不 同 型号 的重 卡上采 用 Ｃ ＡＮ 总 线 技 术 。 但 目前 国 内 还 没 有 自主 知 识 产 权 的成 熟 产 品 ，
Ｍｅａ ｕ ｅ ｅ ｔＣｏ ｔｏ ｃ ｏｏ ｙ ａｎ Ｉｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｓ ｒ ｍ ｎ ｎ ｒ ｌＴｅ ｈｎ ｌｇ ｄ ｎ ｔｕ ｎｓ
基于 Ｃ Ｎ总线 的重型卡车嵌入式车载仪表系统设计 Ａ
王 雪 梅 ， 吴 晓 娜 ，倪 文 波
（ 南 交 通 大 学 机 械 工 程 学 院 ，四川 成 都 ６０ ３ ） 西 １０ １
基于CAN总线的轮胎智能实时监控系统
基于CAN总线的轮胎智能实时监控系统0 引言汽车行驶安全是人们随着生活水平的提高，越来越关心的话题。
汽车轮胎压力将直接影响汽车行驶安全，还将影响车辆的油耗和轮胎的寿命[1]。
TPMS 是汽车轮胎压力监视系统（Tire Pressure monitoring System），主要用于在汽车行驶时实时地对轮胎气压进行自动监测，对轮胎漏气、低气压、高压、高温等异常情况进行报警，以保障行车安全。
纵观国内外这几年TPMS 产品的发展变化，可以看出，国外TPMS 产品的发展主要集中在智能传感器的研究上，TPMS 发射模块将向高度集成化、单一化、无源化方向发展。
本文阐述了一种新TPMS 的发射和接受的设计原理。
设计中采用摩托罗拉面向TPMS 的集成芯片MPXY8020A 作为轮胎压力检测单元的主器件，进一步减小了系统的体积、降低了系统的功耗.该系统不仅把采集到的压力、温度值显示出来，并且该数值以CAN 的格式发送到总线上，挂接在CAN 总线上的子系统，根据接收到的报文做出措施，这样使轮胎的重要性显得越来越明显。
如挂接在CAN 系统上的发动机模块，如果从总线上采集到的数据表明压力值低于标准值，则可以使它减速，避免对发动机系统造成磨损等等[2]。
并且在现流行的TPMS 模块上加一个泄压模块，使得胎内压力永远不可能达到过压至爆胎状态，使我们的行车更为安全、可靠。
轮胎智能压力监控系统工作原理 1.1 轮胎智能压力监控系统测压原理它以锂亚电池为电源，通过植入轮胎里的压力温度传感器来直接测量轮胎的气压和温度，并经无线调制发射出去，中央监视器模块通过无线接收、处理接收的轮胎压力、温度信号和模块状态，通过显示部分可轮流显示各轮胎气压和温度，驾驶者可以直观地了解各个轮胎的气压温度状况，根据提示，采取相关措施;当轮胎气压过高、太低，温度过高，接收出现异常等系统就会自动进行报警。
1.2 轮胎智能压力监测系统泄压原理在气门上安装一安全阀。
基于CAN通信的卡车语音报警器的设计
基于CAN通信的卡车语音报警器的设计汽车诊断技术是汽车安全技术中不可缺少的一部分，它能在汽车发生故障时及时地进行语音报警，避免事故的发生。
CAN即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一。
由于CAN总线技术的优良特性，在汽车电气系统以及其他一些实时控制单元中得到广泛应用。
一种基于CAN总线的通信网络具有速度高、抗噪性强及通用性好等优点。
我们设计的基于CAN总线技术的卡车语音报警系统能给汽车乘员提供一个安全的驾乘环境。
该语音报警系统采用了摩托罗拉公司的M68HC908GZ16微控制器，该微控制器尺寸小，资源齐全，具有很高的性价比。
CAN总线位定时CAN总线采用同步串行通信方式，数据流中的字符与字符之间、字符内部的位与位之间都同步，这就要求收/发双方必须以同步时钟来控制数据的发送和接收。
要在相当长的数据流中保持位同步，接收端必须能识别每个二进制位是从什么时刻开始的，这就是位定时。
通常为保证接收器时钟和发送器时钟严格一致，采用接收器通过解调器从数据流中提取同步信号，或者接收器和发送器使用统一的时钟的方法。
但是即便这样，仍然很难解决总线传输延时问题。
针对以上问题，CAN 总线的位定时改进了位编码/解码。
CAN总线位定时由4部分组成：同步段（SYNC_SEG）、传播段（PROP_SEG）、相位段1（PHASE_SEG1）和相位段2（PHASE_SEG2）。
同步段用于同步总线上的各节点，在此段等待一个跳边沿；传播段用于补偿网络内的物理延迟时间；相位段1及相位段2用做补偿相位误差。
在采样点读总线电平。
M68HC908GZ16微控制器中内置CAN控制器，提供了波特率控制寄存器；SJW （重同步跳转宽度）决定了一次重同步期间一个位时间被延长或缩短的时间量子；BRP为波特率预分频系数；Spl（采样模式位）决定对有效位采样的次数。
位定时主要用于定义CAN总线通信的速率，对同一总线上的各个节点应定义同一种通信速率，否则无法进行通信联系。
基于CAN总线技术的智能汽车系统的设计
《装备制造技术》２０１２年第８期随着汽车功能的增加与电子控制技术的普遍应用，汽车电气件越来越多，电线也会越来越多，汽车上的电路数量与用电量显著增加，线束也就变得越粗越重。
如何使大量线束在有限的汽车空间中，更有效合理地布置，使汽车线束发挥更大的功能，已成为汽车制造业面临的问题。
ＣＡＮ总线技术的开发，对于汽车电子控制系统的应用无疑是一个突破，并将得到更大的发展。
１ＣＡＮ总线概述ＣＡＮ（ＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒＡｒｅａＮｅｔｗｏｒｋ的缩写），即控制器局域网络。
ＣＡＮ总线是由德国ＢＯＳＣＨ公司于１９８６年进行开发，并随后通过国标ＩＳＯ１１８９８及ＩＳＯ１１５１９，如今已经成为国际上被最为广泛应用的工业现场总线之一。
尤其在欧洲和北美地区，ＣＡＮ协议已经是汽车网络的标准协议，成为汽车计算机控制系统和控制局域网的标准总线。
在目前的汽车产业中，为了满足对于汽车安全性、便捷性、舒适度、低成本等多种要求，各种不同的电子控制系统不断被开发，并应用于汽车产业中。
但是由于这些电子系统之间通信时所需要的数据类型及要求有不同之处，所以，就要由很多条总线构成，并且不同的地方越多，电气件也越多，电线也就越多，线束也就变得越粗越重。
而与一般的总线相较，ＣＡＮ总线在数据通信的应用中，拥有十分突出的实时性、可靠性和灵活性等优势，其性能良好、设计独特，与传统线束比较，多路传输装置大大减少了导线及联插件数目，使布线更为简易，因此，越来越受到人们的重视和青睐，并且被广泛应用在汽车领域。
因此，为了适应“减少线束的数量”等要求，先进的汽车就引入了ＣＡＮ总线配置，采用多路传输系统。
如世界上著名的汽车制造商ＢＭＷ（宝马）、ＢＥＮＺ（奔驰）、ＲＯＬＬＳ－ＲＯＹＣＥ（劳斯莱斯）等等都采用了ＣＡＮ总线，作为控制总线，用来实现汽车内部的系统控制和检测执行机构之间的数据通信。
２智能汽车和智能汽车系统智能汽车具有自动驾驶的功能，并且集计算机、信息处理和控制、通讯和传感器等多种高端技术于一身。
某重卡CAN总线控制系统的设计
设 计 研 究
ＡＵ ＴＯ ＭＯ Ｂ Ｉ Ｌ Ｅ ＡＰ ＰＬ Ｉ Ｅ Ｄ ＴＥ Ｃ ＨＮ ０Ｌ ０Ｇ Ｙ
２ ０ １ ４ 年 第３ 期
２Ｏ１４ Ｎ０．３
某重卡 Ｃ Ａ Ｎ总线控 制 系统 的 淮汽 车股 份 有 限公 司 ，安徽 合肥 ２ ３ ０ ０ ２ ２ ）
摘 要 ：Ｃ Ａ Ｎ 是 一种 有效 支 持分布 式 控制 或 实时 控制 的 串行通 信 网络 。本 文 以某重 型卡 车 为例 ， 遵守 Ｊ １ ９ ３ ９协议 ，通 过 Ｃ Ａ Ｎ 网络拓 扑架 构 的搭 建 ，展示 了车身控 制 系统 的 的工作 过程 和故 障诊 断过 程 ，论述 了 Ｃ ＡＮ 总线在 商 用车 重 卡领 域 的应用 和 Ｃ Ａ Ｎ 在 电控 系统 中应 用 的经济 性 、方便 性 及准 确 性 。通过 Ｃ Ａ Ｎ 总线控 制 系统 与传 统线 束控 制 对 比 ，体 现 了 Ｃ ＡＮ 总线 系统 的强 大优 势 。 关键 词 ：ＣＡ Ｎ；车 身控 制 系统 ；Ｊ １ ９ ３ ９ ；故 障诊 断
ｃ ｏ ｍｐ ａ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ ， ｒ ｅ ｌｅ ｆ ｃ ｔ ｅ ｄ ｈｅ ｔ ｗｉ ｒ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｒｏ ｔ ｌ ｐ ｏ ｗｅ ｒ ｕｌ ｆ ａ ｄ ｖ ａ ｎ ｔ ａ ｇ ｅ ＣＡＮ ｂ ｕ ｓ ｓ ｙ ｓ ｔ ｅ ｍ．
Ｋｅ ｙ ｗｏｒ ｄ ｓ ： ＣＡＮ ； ＣＢＣＵ ； Ｊ１ ９ ３ ９； Ｆａ ｕｌ ｔ Ｄｉ ａ ｇｎ ｏ ｓ ｉ ｓ
ＣＬＣ ＮＯ． ： ＴＰ ２ ７ ３ Ｄｏ ｃ ｕ ｍｅ ｎ ｔ Ｃｏ ｄ ｅ ： Ａ Ａｒ ｔ ｉ ｃ ｌ ｅ Ｉ Ｄ： １ ６ ７ １ — ７ ９ ８ ８ （ ２ ０ １ ４ ） ０ ３ － ５ ４ 一 Ｏ ４
基于CAN总线的汽车轮胎监测系统的设计
基于CAN总线的汽车轮胎监测系统的设计【摘要】据国家公安部统计，我国高速公路上发生的重大交通事故约有70%是由于爆胎引起的。
保持标准的车胎气压行驶和及时发现轮胎故障是防止爆胎的关键。
汽车轮胎压力监测系统在用于汽车行驶时可以对汽车轮胎的温度或压力进行实时自动检测，并对轮胎故障进行及时报警，属于防止事故发生的主动安全装备。
因此，汽车轮胎压力监测系统已成为防止爆胎的理想工具。
【关键词】CAN 总线；监测系统；系统设计1.总体结构CAN全称为Controller Area Network，即控制器局域网，是国际上应用最广泛的现场总线之一，它最初出现在80年代末的汽车工业里，被设计作为汽车环境中的微控制器通讯，在车载各电子控制装置ECU之间交换信息，增加系统的可靠性，减少连线，形成汽车电子控制网络。
由于CAN总线具有很高的实时性能在汽车工业、航空工业、工业控制、安全防护等领域中得到了广泛应用。
CAN总线有较优越的特点：（1）CAN总线为多主站总线，各结点均可在任意时刻主动向网络上的其他结点发送信息，通信灵活。
（2）CAN总线上每帧有效字节数最多为8个，传输时间短，受干扰概率低，并有CRC及其他校验措施，具有极好的检错效果，数据出错率极低。
（3）走线少，系统扩充容易，改型灵活；（4）数据传输距离可满足5-10米的汽车系统，也可满足长达10km工业应用；并且在40米范围内高速的数据传输速率高达1Mbit/s；（5）可根据报文的ID决定接收或屏蔽该报文；（6）可靠的错误处理和检错机制；发送的信息遭到破坏后可自动重发；结点在错误严重的情况下具有自动退出总线的功能。
CAN总线可广泛应用于机械制造、纺织机械、医疗器械、消防管理、传感检测、自动仪表等领域。
基于CAN总线的汽车轮胎监测系统能实时有效进行轮胎温度\压力数据采集\预警，显示具有广泛的应用前景。
它集成于汽车电子中，和诸如发动机控制系统、制动防抱死控制系统（ABS）、牵引力控制系统、仪表管理系统、座椅调节系统、车灯控制系统等高速数据结点通过CAN总线连接起来集中由高性能处理器统一处理、控制，可大大降低系统的复杂度，减少布线，增加系统的安全性和可靠性，是汽车电子发展的趋势。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于CAN总线的重型汽车内轮差预警系统设计
1 内轮差原理
内轮差是车辆转弯时的前内轮的转弯半径与后内轮的转弯半径之差。
由于内轮差的存在，车辆转弯时，前、后车轮的运动轨迹不重合。
内轮差的大小与转动方向盘的幅度和车辆轴距的长短有关，方向盘转动幅度越大即转向角度越大，内轮差越大，反之越小;车辆的轴距越长，内轮差越大，反之则越小。
重型汽车车身都比较长，尤其是车头转过去后，还有很长的车身没有转过来，极易形成大型车辆司机的“视觉盲区”，路人步入内轮范围后，容易造成生命危险。
如图1 中的阴影部分为内轮差的形成区域。
图1 内轮差示意图
2 超声波预警原理
2.1 超声波测距原理
谐振频率高于20KHZ 的声波被称为超声波。
超声波为直线传播，频率越高，则绕射能力越弱，反射能力越强。
超声波测距的方法多种多样，如相位检测法、声波幅值检测法和往返时间检测法等。
相位检测法虽然精度高，但检测范围有限;声波幅值检测法易受反射波的影响。
本文采用往返时间检测法，其工作原理是：使超声波发射探头向介质发射超声脉冲，声波遇到被测物体后必有反射波作用于接收探头。
若已知介质中的声速为V，发射脉冲时刻与第一个反射波到达时刻的时间差为T，则探头与被测物体距离S=VT/2，对距离值改变的测算可以实现所需的控制目的。
超声波的速度V 与温度相关，空气中的声速与温度的关系可表示为：
（1）
2.2 轮差检测中超声波传感器的布置。