[发明专利]一种基于无线网络的轮胎压力监测系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种无线通信技术、嵌入式技术，尤其涉及一种基于无线网络的轮胎压力监测系统。

背景技术

随着社会的进步和技术的迅速发展，社会交通日渐发达，随之而来的交通事故也在日益增多，其中由轮胎故障引起的交通事故占很大的比例，这使得人们越来越关注轮胎出现的各种问题。轮胎的压力情况影响着汽车的行驶安全、使用寿命等问题。汽车轮胎压力监测系统(TirePressure Monitoring System)是防止机动车爆胎、提高机动车行驶安全的一个重要工具。

轮胎是汽车的重要组成部分，轮胎安全与否是汽车安全性好坏的重要指标之一，汽车在高速行驶时，轮胎爆胎的发生存在不可预知性和不可控制性、轮胎爆胎后，行驶中的机动车便会不受控制而可能发生严重的交通事故，极大的威胁着机动车驾驶员和乘客的安全。轮胎压力监测系统(TPMS)为人们提供的是“事前主动”型安全保护，即在轮胎出现异常状况时及时发出警报，告知驾驶员采取措施，把事故消灭在萌芽状态。安装轮胎压力监测系统还能够实时掌握轮胎气压、温度状况，对于轮胎充气压力的及时修正有着重要的参考意义，处于正常充气压力区间能够增加轮胎的使用寿命，在一定程度上降低对燃油的消耗。据有关部门统计，如果汽车在轮胎的胎压低于标准值10%的情况下行驶时，轮胎寿命减少15%，也会随之产生大量的橡胶颗粒粉尘，污染环境，过频的更换轮胎还浪费了大量的经济资源。轮胎充气压力过高，其抓地力就会下降，油耗也会随之上升，造成不必要的经济损失。轮胎压力高于充气标准值10%，单位汽油行驶的里程数大至会降低2%。使用轮胎压力监测系统，能够保护轮胎，增加轮胎的使用年限，并且能够节能减排，因此，轮胎压力监测系统兼有安全价值、环保价值和经济价值。[2]

ZigBee技术是一种短距离无线通信技术，是当今的热点技术之一。ZigBee技术的产生和发展为传感器的信号无线传输提供了一种新的解决方案。ZigBee协议是一种低速短距离传输的无线网络协议，从下到上分别为物理层(PHY)、媒体访问控制层(MAC)、传输层(TL)、网络层(NWK)、应用层(APL)等。ZigBee网络的主要特点是低成本、低复杂度、支持大量节点、支持多种网络拓扑结构，并且整个网络间通信快速、可靠、安全。ZigBee网络中的主要设备可分为协调器(Coordinator)、汇聚节点(Router)、传感器节点(EndDevice)三种角色。在无线传感网络中，协调器的主要作用是完成初始信道的选择，对网络配置初始化、接受子节点的加入；路由器的主要作用是参与数据的转发，通过允许别的节点加入来扩展网络的覆盖范围；终端主要负责与路由器建立连接，并将采集到的数据发送给协调点。在路由方面，ZigBee支持可靠性很高的网状网的路由，适用于范围很广的网络，并支持多播和广播特性。

ZigBee协议网络有三种拓扑结构:星型结构、簇树型结构和网型结构，消息从一个节点如何路由至另一个节点完全取决于网络拓扑结构；这里所设计的无线生物传感器网络采用的是只有一个中心节点，所有消息都经过它传输的星型结构连接，包括一个网关节点、若干个无线通信子节点。

发明内容

1.    所要解决的技术问题

据有关部门统计，如果汽车在轮胎的胎压低于标准值10%的情况下行驶时，轮胎寿命减少15%，也会随之产生大量的橡胶颗粒粉尘，污染环境，过频的更换轮胎还浪费了大量的经济资源。轮胎充气压力过高，其抓地力就会下降，油耗也会随之上升，造成不必要的经济损失。

2.    技术方案

为了解决以上问题，本发明提供了一种基于无线网络的轮胎压力监测系统。

硬件构成：轮胎压力监测模块主要功能是对轮胎内的信息进行采集，转换成数字信号通过射频发出。本文中压力监测模块采取简单有效的设计思想完成了其基本功能。

轮胎压力监测模块的硬件组成如下：

1 BMP085气压模块

BMP085是一款高精度、超低能耗的压力传感器，可以应用在移动设备中。它的性能卓越，绝对精度最低可以达到0.03hPa，并且耗电极低，只有3μA。BMP085采用强大的8-pin陶瓷无引线芯片承载（LCC）超薄封装，可以通过I2C总线直接与各种微处理器相连。

2 中央处理器模块