基于壓電陶瓷振動供電的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的研究.pdf

1、輪胎氣壓是關(guān)系汽車行駛安全和性能的重要因素。汽車在高速行駛的過程中，胎壓異常不僅對輪胎的壽命和燃油的經(jīng)濟性有影響，而且常極其容易引起爆胎，是所有國家道路交通中的一大隱患問題。TPMS(Tire Pressure MonitoringSystem輪胎氣壓監(jiān)測系統(tǒng))主要用于實時的對輪胎氣壓自動監(jiān)測和報警，使駕駛員可以采取相應(yīng)的措施來避免事故的發(fā)生。但傳統(tǒng)的鋰電池體積大、壽命有限、更換麻煩。因此，本文探討了一種基于壓電陶瓷振動供電的胎壓監(jiān)測系

2、統(tǒng)的實現(xiàn)方案，通過收集汽車行駛過程中的機械能，實現(xiàn)胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的長效能源供應(yīng)。
　　 本文結(jié)合壓電自供電技術(shù)以及胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的工作特點，確定了基于壓電振動供電的胎壓監(jiān)測系統(tǒng)的總體設(shè)計方案。主要研究內(nèi)容包括壓電振子的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，能量轉(zhuǎn)換、存儲電路，TPMS硬件電路，系統(tǒng)軟件等。
　　 首先利用有限元方法(ANSYS)對壓電陶瓷材料進行結(jié)構(gòu)和界面參數(shù)的模擬與仿真，并結(jié)合實驗室已有平臺作相關(guān)的壓電材料的振動試驗。驗證材料的幾何參

3、數(shù)、外界振動條件等因素對電壓輸出特性的影響，為壓電振子的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供理論依據(jù)。
　　 然后對壓電式能量轉(zhuǎn)換及存儲電路的工作效率問題進行了分析。并通過對能量轉(zhuǎn)換裝置和存儲裝置進行試驗，驗證其實現(xiàn)穩(wěn)定供電的可行性。
　　 最后分析了置于汽車輪胎輪轂的發(fā)射模塊和安裝在駕駛室內(nèi)的接收模塊的設(shè)計方案，建立了以MSP430單片機為核心的無線傳感系統(tǒng)。發(fā)射模塊中的SP12將采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過內(nèi)部處理，通過SPI接口和MCU進行通訊，再經(jīng)