【《胎压监测系统的实验与测试分析案例》2000字】

胎压监测系统的实验与测试分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u27839胎压监测系统的实验与测试分析案例 165321.1系统硬件实物图 1244221.2CAN通信测试 488661.3数据传输实验 5281531.3.1数据传输 545431.3.2胎压监测报警 71.1系统硬件实物图PCB排列要考虑元器件的形状和电气电路特性，将元器件一个一个合理的安装到布好线的地方。正确的PCB线路对系统全部的功能完全实现和性能好坏有重要影响。在本文的PCB线路中主要用到两种线，一个是提供电源的电源线。二是数据通信使用的数据线。从文章的TPMS数据接收与显示模块的电路原理图出发，设计相应的PCB版图，此电路板采用两层布线原则，布局和布线方式遵守数据采集与发射模块的原则，系统抑制噪声和抗干扰能力大大增强，信号耦合也有所下降。PCB设计是胎压监测系统功能能否实现的关键，对系统电气抗干扰能力有很大的影响，对产品使用寿命也有很大的影响。PCB满足设计需要实现的功能后，还要顾及抗干扰和电磁兼容这两个主要问题。PCB电路如图1.1和1.2所示。图1.1发射端PCB电路图图1.2接收端PCB设计图硬件电路板经过焊接后可以进行PCB调试，检查电源电压是否为硬件所需供电电压，防止高压击穿烧毁或者低压不能运行，查看晶振电路是否可以正常运行，是否有短路、虚焊等。再对各个模块进行查验，例如各串口引脚是否正常连接，用示波器查验时钟线有没有波形输出，查看波形是不是正常。信号传输接口的电平时序有没有按照既定的时序工作。如果有模块没有参与工作，先检查其引脚有没有接错、虚焊、短路情况处出现，如果都是正常的就使用万用表和示波器细致查验接口。本设计做出实物开发板测试无线接收模块功能，方便功能的验证、程序的调试、判断产品功能。实物如图1.3所示。图1.3测试开发板实物图1.2CAN通信测试程序下载到胎压监测装置后，需要先进行通信验证保证正常运行，为方便调试，在进行车辆安装实验之前，首先使用CAN分析仪来代替实车进行通讯试验，单片机节点向CAN分析仪发送数据，设置发送帧频率为500Kbit/s，数据为8000000000000000，打开CAN-USB软件，观测窗口调至CAN数据接收数组模式，CAN-USB接收数据后，数组数据按顺序变成8000000000000000，实验结果表明，CAN通信工作没有问题，能够完成CAN总线传输数据的采集。如图1.4所示图1.4CAN总线信息发送页面1.3数据传输实验1.3.1数据传输数据传输是关系着胎压检测系统的稳定性、准确性的重要环节。胎压传感器采集的数据能否正常及时正确的传递给MCU是技术实现的关键。下面通过开发板温度传输过程对系统进行测试。从机对温度进行检测将采集的信息通过nRF24L01进行无线传输，主机也通过nRF24L01进行接收，主机通过驾驶员或厂家在程序中设定的标准范围来进行判断，对超出标准范围的胎压、温度数据发出声光报警和显示器显示。（1）室温测试温度测试环境要选择无风、干燥、温度变化因素小的场所。实验时，先将发射模块固定，从胎压监测串口引出四条线通过USB连接电脑，数据的打印显示通过串口调试助手XCOM进行。测试时还需要对室温进行测量，5min中内温度变化不超过0.1℃时开始测量，先打开XCOM中的串口按钮，接收温度数据。为了达到实验的准确性，分别在不同的温度下对温度进行测试，通过对大量数据进行对比分析，准确验证系统的数据可靠性与数据准确性。表1.1实验数据采集次数室温℃传感器采集温度℃屏幕显示温度℃室温与屏幕显示误差℃122.922.822.80.1218.718.718.70323.223.223.20429.629.529.50.1由表1.1采集的数据进行对比得出：数据传输系统误差基本为0，数据传输过程比较可靠。传感器温度采集温度与室温之间存在误差，平均误差在0.5℃。在误差范围之内，总体来说数据传输和采集还是比较可靠的，可以满足设计需要。测试过程如图1.5所示。图1.5室温测量传输（2）加热测试汽车轮胎在行驶过程中温度会产生变化，温度传感器要能根据实际变化及时采集温度信息，传输给MCU进行数据判断及时做出预警信号。实验阶段我们可以采取加热温度传感器的方法来实现轮胎温度变化的模拟。采用1℃/min加热速率。表1.2加热温度值变化初始温度℃加热时间min传感器采集温度℃屏幕显示温度℃误差℃22.0123.023.0021.5126.426.40.118.0119.019.0030.0131.031.00由表1.2数据可以看出，温度传感器对于环境温度变化还是比较灵敏的。在温度变化时能及时准确的对温度信息进行采集，并传输给MCU然后通过显示器显示出来。误差非常小，当温度超过设定值时可以做出蜂鸣报警和LED灯光闪烁。符合设计要求和实际需要。测试过程如图1.6所示。图1.6加热温度测量1.3.2胎压监测报警胎压传感器是内置于汽车轮胎内部的，对于胎压的传输测量可以将他呀传感器安装于车辆，然后对轮胎进行充气，在充气时充气泵可读取出当前充入的轮胎气压。充气泵在充气时读出的数据是表压，所以还需要进行表压向绝对气压的转化才能进行数据比较和分析，直白说就是把读数转化后，再加上11.325kPa（一个大气压）。对轮胎充气一段时间后停止充气，静止5s读取充气泵读数。查看TPMS实时显示胎压数值，对两组数值进行换算比较。经对比多组读数发现胎压检测误差在±0.7KPa（小于10KPa），该实验