信息时间：2015-11-10 
信息来源：网络转载
摘要：本文结合无线通信技术，传感器技术和微控制器技术的发展，设计了一套基于无线通信的轮胎温度采集系统。系统能够可靠、准确、实时的采集轮胎内部的温度数据，并且具有数据存储的功能，能够为汽车安全行驶和轮胎温度场的研究提供可靠的数据资料。系统不同于传统的轮胎温度监测，本系统的特点是实现了轮胎内部温度的多点采集。温度采集器主要由传感器模块、控制器模块和射频模块组成，其中射频模块选用无线传输芯片nRF905，实现了数据的短距离无线传输。
关键词：无线通信；轮胎温度；温度场；NRF905
中途分类号：TP 9 文献标识码：B
正文：
轮胎性能的优劣，将直接影响汽车的行车安全和运行效率。由于轮胎制造的主要原料是橡胶和骨架材料（如尼龙帘线、钢丝帘线等），在轮胎温度过高时，尼龙线会受热收缩，橡胶会加速老化进程，持续高温会大大降低轮胎的使用寿命。目前汽车轮胎的损坏以热损坏最为常见，从而严重影响了轮胎的使用寿命和车辆行驶的安全性。
轮胎是汽车的一个重要部件，除空气动力外，几乎所有作用于汽车的外力都是通过轮胎与路面的接触并发生作用而产生的。釆用实测法测量轮胎的温度，能够对研究轮胎滚动下的温度的分布，探寻使用条件（轮胎速度、气压、载荷及环境等)对轮胎温度的影响，同时为优化轮胎设计及配方提供参考依据，并为数值分析提供必要的参考条件。
实测法可用于任何类型和规格的轮胎，它包括接触法和非接触法。非接触法主要是指借助于红外线测温仪通过测定轮胎的红外线辐射量确定轮胎的表面温度。但由于红外测温只能测量轮胎的表面温度，因此若要测量轮胎内部的温度这种方式有很大的局限性。Oh用红外照相系统测量了轮胎外表面的温度分布状况。王庆年采用双向红外测温系统对滚动中轮胎表面的温度进行了测量，获得了滚动轮胎表面的温度分布，系统性能可靠，满足了表面的测温要求。采用轮胎内置传感器和无线传输的方式采集轮胎内部的温度是目前的热点，并且针对不同的功能要求系统开发也不尽相同，而开发一种可多点测量的无线轮胎温度釆集系统是本设计的研究方向。
1 系统概述
轮胎在转动过程中，由于内部各个点的温度的不同，因此需要釆集多个点的温度，基于本系统测点较多、施工现场环境恶劣、布线困难、通信距离比较近的特点，本课题的研发主要围绕短距离无线数据传输技术，通过比较几种短距离无线传输技术，采用了符合系统要求的短距离无线射频技术以实现温度数据的高精度釆集和全数字化传输，在现场监测中心釆用人机交互技术，利用计算机监测软件实时采集轮胎内部温度的变化，并为以后进行定量和定性分析提供准确的、大量的数据。
1.1 系统的整体结构
无线轮胎温度采集系统主要由温度釆集器，温度接收器和上位机组成。温度采集器和温度接收器通过无线传输方式交换数据，上位机通过RS232总线与温度接收器连接，从中读取数据并且进行处理。
轮胎温度的测量是本系统的一个重要部分，温度数据能否实时准确的测量影响着整个系统的运行。温度采集器主要由温度传感器、信号处理模块、微控制器和无线收发模块组成。测温传感器直接与微处理器连接，并且连接方便，可自由拆卸。釆集器的电源釆用电池供电，外壳釆用铝制外壳，抗干扰能力强，安装也非常方便。设计系统的整体结构如图1-1所示。
图1-1 系统的整体结构图
系统要釆集的是轮胎内部不同点的温度，因此温度釆集器包括多个温度传感器。从温度传感器出来的信号是模拟信号，信号处理电路专用于对模拟信号的放大和A/D转换，由微控制器完成温度数据的软件滤波和可视化转换，最终的数据由无线收发模块发送出去。温度釆集器与接收器之间通过无线传输的方式交换数据，并且只有接收到来自接收器的釆集命令后才会开始温度数据的采集。
温度接收器与温度采集器之间的数据交换是无线传输方式，为了提高传输效率，确保通信的可靠性，无线传输遵循自制的无线通信协议，通信的协调由温度接收器按照通讯协议控制。温度接收器与采集器的通讯也不得超过通讯模块的有效距离，否则会造成通讯的失败。温度接收器与上位机之间通过串口交换数据，并且两者之间的通讯也遵循一定的通讯协议。上位机发送控制命令给温度接收器，温度接收器传送温度数据给上位机，整个采集系统在上位机管理软件的控制下进行数据的传输交换，上位机是控制命令的发起者。接收器不仅可以传送、转换数据，同时也可通过液晶显示轮胎内部不同点的温度。上位机在上位机管理软件的控制下完成温度数据的显示
关注微信
