專利名稱：一種基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于汽車技術(shù)領(lǐng)域，涉及行車安全與語音提示裝置，尤其涉及一種基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置。
背景技術(shù)：
目前，中國(guó)正進(jìn)入家庭汽車的高速增長(zhǎng)期，同時(shí)電子技術(shù)已越來越多地滲透到各種汽車功能中。輪胎是汽車行駛系統(tǒng)的重要部件，其性能的優(yōu)劣直接影響汽車行駛的可操縱性、安全性和舒適性。過去輪胎常被人們忽視，但如今隨著人們對(duì)駕駛安全性與舒適性的追求，輪胎故障越來越受到人們的重視。在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是駕駛員最為擔(dān)心和最難預(yù)防的，也是突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要起因。輪胎安全是汽車安全性能評(píng)價(jià)的重要指標(biāo)，輪胎爆胎由于其不可預(yù)測(cè)性和不可控制而成為突發(fā)性交通事故發(fā)生的重要原因，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，極大地威脅著汽車的行駛安全。恰當(dāng)?shù)妮喬コ錃鈮毫κ潜ＷC汽車安全、平穩(wěn)行駛的關(guān)鍵因素。及時(shí)準(zhǔn)確地對(duì)超過或低于輪胎壓力標(biāo)準(zhǔn)范圍的異常狀態(tài)進(jìn)行報(bào)警，是減少由輪胎爆胎引發(fā)的交通事故的有效途徑。因此通過胎壓語音提示裝置及時(shí)對(duì)駕駛員進(jìn)行提醒，在輪胎一出現(xiàn)危險(xiǎn)征兆時(shí)就能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)并同時(shí)報(bào)警，最大限度地將事故消滅在萌芽狀態(tài)，從而極大地提升了車輛高速行駛的安全性，這一優(yōu)勢(shì)在高速公路上表現(xiàn)更為明顯。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于，提供一種基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，當(dāng)汽車輪胎壓力處于非正常狀態(tài)運(yùn)行時(shí)，通過語音提示來來通知駕駛員，控制輪胎爆胎發(fā)生，以達(dá)到安全駕駛的目的，即采用輪胎模塊通過無線方式發(fā)送當(dāng)前輪胎胎壓數(shù)據(jù)由中央模塊接收并處理，當(dāng)胎壓異常時(shí)由語音提示單元向駕駛員報(bào)警，從而達(dá)到語音提醒駕駛員的目的。為了實(shí)現(xiàn)上述任務(wù)，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，包括汽車輪胎，其特征在于，在汽車輪胎內(nèi)安裝有壓力溫度傳感器，壓力溫度傳感器連接有控制單元，在控制單元上連接有無線發(fā)射模塊；無線發(fā)射模塊與無線接收模塊相連通，無線接收模塊連接至一單片機(jī)上，單片機(jī)連接有語音提示模塊。本實(shí)用新型的其他一些特點(diǎn)是所述的控制單元為單片機(jī)P87LPC767。所述的壓力溫度傳感器選擇硅壓阻式壓力傳感器SP12。所述的無線發(fā)射模塊選擇T5754芯片，無線接收模塊選擇T5743芯片。所述的單片機(jī)選用AT89C52單片機(jī)。所述的語音提示模塊PM5020語音芯片。本實(shí)用新型的基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，可以安裝在任何電控汽車上，應(yīng)用范圍廣泛。根據(jù)傳感器檢測(cè)出汽車胎壓狀況信息，通過信息處理單元處理后，判斷胎壓是否正常，如果異常，控制語音提示單元?jiǎng)t會(huì)及時(shí)提示駕駛員進(jìn)行處理。此裝置具有制作方便，電路簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)。

圖I為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2圖3為本實(shí)用新型的電路連接原理圖。圖4圖5為本實(shí)用新型的工作流程圖。
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明。
具體實(shí)施方式
參照?qǐng)D1，本實(shí)施例給出一種基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，包括在4個(gè)輪胎上安裝的壓力溫度傳感器，壓力溫度傳感器連接有控制單元，在控制單元上連接有無線發(fā)射模塊；無線發(fā)射模塊與無線接收模塊相連通，無線接收模塊連接至一單片機(jī)上，單片機(jī)連接有語音提示模塊。壓力溫度傳感器將信號(hào)送入MCU再送入無線發(fā)射模塊中，再由無線接收模塊將信號(hào)發(fā)射，無線接收模塊接受到信號(hào)后，由單片機(jī)進(jìn)行處理。當(dāng)輪胎壓力低于安全閾值時(shí)，立即向駕駛員提出報(bào)警。本實(shí)施例中，壓力溫度傳感器采用英飛凌的硅壓阻式壓力傳感器SP12，該傳感器集溫度、氣壓、加速度為一體的傳感器，輸出數(shù)字信號(hào)，使用方便，體積小，功耗少。它采用高精密半導(dǎo)體電阻應(yīng)變片組成惠斯頓電橋作為力電變換測(cè)量電路，其測(cè)量精度可達(dá)
0.01-0. 03% FS。由于傳感器的工作環(huán)境比較惡劣，在不同溫度和不同信號(hào)供電電壓等等的情況下會(huì)出現(xiàn)漂移，而SP12設(shè)有補(bǔ)償功能，可以對(duì)壓力、加速度、溫度、供電電壓等信號(hào)進(jìn)行檢和補(bǔ)償，準(zhǔn)確提供不同型號(hào)輪胎在不同環(huán)境時(shí)的正確補(bǔ)償值，有效地保證了測(cè)量可靠性?？刂茊卧?MCU)采用PHILIPS的一種小型單片機(jī)P87LPC767。它是PHILIPS公司推出的一種小型單片機(jī)，是一種80C51改進(jìn)型MCU，增加了用戶想要的PWD看門狗，I2C總線，模擬量比較器可組成8位A/D及D/A轉(zhuǎn)換器，上電復(fù)位檢測(cè)，欠壓復(fù)位檢測(cè)，可編程IO 口輸出模式。通過編程，IO 口可分別配置成準(zhǔn)雙向口、上拉、開漏輸出和只有輸出功能4種輸出類型，運(yùn)行速度為標(biāo)準(zhǔn)80C51的2倍。含有4K字節(jié)OTP程序存儲(chǔ)器，128字節(jié)的RAM。擁有空閑和掉電兩種省電模式，提供從掉電模式中喚醒功能，典型掉電電流為luA。同時(shí)MCS-51系列已有的特點(diǎn)P87LPC767也都具備。 無線發(fā)射模塊采用ATMEL的T5754芯片，無線接收模塊選擇ATMEL的T5743芯片。ATMEL的T5754和T5743芯片集成UHF無線電發(fā)射和接收模塊，采用S020封裝，工作頻率在300-450MHZ頻段，工作電壓在4. 5 5. 5V范圍內(nèi)，能適應(yīng)工作在_40_105°C溫度范圍。芯片帶有一雙向串行數(shù)據(jù)接口 DATA。通過DATA，芯片可與MCU進(jìn)行串行通訊，交換信息。可 以工作在2種典型頻率432. 92MHz和315MHz，由MODE引腳來選擇，置高為432. 92MHz，置低為315MHz。接收頻率在IkB-IOkB之間可選，由軟件設(shè)定。單片機(jī)選用Atmel的AT89C52單片機(jī)，AT89C52單片機(jī)包含高性能、低功耗的8位微處理器，內(nèi)含8k bytes的可反復(fù)擦寫的只讀程序存儲(chǔ)器(PEROM)和256 bytes的隨機(jī)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器(RAM)，器件采用Atmel公司的高密度、非易失性存儲(chǔ)技術(shù)生產(chǎn)。信息處理單元主要接收并處理傳感器及開關(guān)信號(hào)單元傳送的信息，并向語音提示單元輸出控制信號(hào)。語音提示模塊選擇北京芯聲展拓電子科技有限公司生產(chǎn)的PM5020語音芯片，該芯片F(xiàn)LASHRAM結(jié)構(gòu)，可反復(fù)擦寫錄入，壽命在I萬次以上；電源電壓3-6V，靜態(tài)電流luA，工作電流50mA，直接驅(qū)動(dòng)8歐姆O. 5瓦的 喇叭；錄制的語音可多達(dá)128段共20秒；自帶八個(gè)輸入端口，九個(gè)輸出端口，功能均可由用戶自定義；配合編程軟件可以開發(fā)出并行、串性、智能型等多種控制模式；開發(fā)系統(tǒng)支持用戶對(duì)本組件在線編程(ISP)。壓力溫度傳感器和控制單元安裝在輪胎內(nèi)部，無線發(fā)射模塊引出輪胎，無線發(fā)射模塊安裝在車內(nèi)，單片機(jī)安裝在駕駛室內(nèi)的儀表盤內(nèi)，語音提示模塊安裝在駕駛臺(tái)上，駕駛員可以清楚地聽到提示信息。參照?qǐng)D2，發(fā)射頻率由發(fā)射芯片T5754所接晶振決定，引腳5接13. 56MHZ晶振時(shí)，發(fā)射頻率為433. 92MHZ ;調(diào)制模式由引腳5外接電路決定，圖中所示為FSK調(diào)制模式。FSK調(diào)制方式定義為一個(gè)信號(hào)的兩個(gè)不同的頻移值分別表示數(shù)字高、低兩種電平。在這個(gè)系統(tǒng)中，低頻移表示數(shù)字低電平，高頻移表示數(shù)字高定平。發(fā)射芯片的FSK調(diào)制方式由與晶振串聯(lián)的電容C5來實(shí)現(xiàn)。電容C5另一端與單片機(jī)一開漏極輸出引腳相連，用以宣統(tǒng)電容C5。當(dāng)輸出引腳為I時(shí)，開關(guān)關(guān)閉，此時(shí)輸出低頻移；當(dāng)輸出引腳為O時(shí)開關(guān)斷開,此時(shí)輸出聞?lì)l移，這就實(shí)現(xiàn)了 FSK調(diào)制方式。參照?qǐng)D3，接收芯片T5743通過DATA串行雙向數(shù)據(jù)線與單片機(jī)AT89C52的I/O 口進(jìn)行通訊；單片機(jī)接收數(shù)據(jù)時(shí)，用DATA_CLK作為同步時(shí)鐘，單片機(jī)AT89C52向接收芯片T5743發(fā)送指令時(shí)依靠特殊時(shí)序來達(dá)成。此電路中，用單片機(jī)的Pl. 3接收同步時(shí)鐘；用Pl. I控制接收芯片的接收靈敏度(SEN引腳)；用Pl. 2控制接收芯片的運(yùn)行模式(P0LLING_0N引腳)，用軟件控制的方式來進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送和實(shí)現(xiàn)對(duì)接收芯片T5743的控制。在接收之前，單片機(jī)通過DATA線將單片機(jī)內(nèi)的程序?qū)懭虢邮諜C(jī)的配置寄存器里，對(duì)接收機(jī)進(jìn)行配置，隨后等待接收數(shù)據(jù)。當(dāng)數(shù)據(jù)來時(shí)，由LNA_IN端接入，經(jīng)低噪聲放大器放大后送入混頻器，使其變換成中頻。在中頻級(jí)，經(jīng)變換的信號(hào)在送入解調(diào)器之前被放大和濾波。在語音提示單元中，PM5020語音芯片可以錄制128段錄音，若需要控制播放128段中的任一段語音，可以通過Kl(數(shù)據(jù)端)，K2(時(shí)鐘端)串行地輸入段號(hào)。時(shí)鐘上升沿時(shí)數(shù)據(jù)端有效，數(shù)據(jù)低有效位在前。所有語音段的地址為80Η FHL 01為忙信號(hào)端，高電位時(shí)，語音播放，播放結(jié)束時(shí)ΡΜ5020 的忙信號(hào)拉低。ΡΜ5020 語音芯片的 Κ1、Κ2、01 口與 AT89C52 的 Ρ3. 2、Ρ3. 1、Ρ3. O 口相連。ΡΜ5020語音芯片通過SPl 口控制三極管8050來控制8歐O. 5瓦喇叭工作。參照?qǐng)D4，本實(shí)用新型的基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，工作流程如下所示(一 )發(fā)送程序流程參照?qǐng)D4。在響應(yīng)傳感器中斷后，進(jìn)行電源檢測(cè)，然后讀取傳感器溫度和壓力值Pl，并與存儲(chǔ)在程序存儲(chǔ)器中的正常壓力值P比較，若偏差值Λ Pl小于存儲(chǔ)器中設(shè)定的最大偏差值Λ P，說明壓力正常，只發(fā)送一幀數(shù)據(jù)；若ΛΡ1> Λ P，則說明輪胎壓力超限，需要報(bào)警，此時(shí)可連續(xù)發(fā)送多幀，以增強(qiáng)接收機(jī)的可靠性。(二)接收程序流程參照?qǐng)D5。接通電源后，單片機(jī)AT89C52先復(fù)位并初始化，然后對(duì)接收芯片Τ5743進(jìn)行配置，確認(rèn)配置完成后，AT89C52等待Τ5743傳來數(shù)據(jù)，接到數(shù)據(jù)后，AT89C52進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)。接收的數(shù)據(jù)包含的輪胎的ID與存儲(chǔ)在AT89C52存儲(chǔ)器中四個(gè)ID做比較，如果與其中一個(gè)相符，數(shù)據(jù)確認(rèn)有效。AT89C52處理該數(shù)據(jù)并根據(jù)結(jié)果決定是否做出氣壓過高、欠壓、漏氣等語音提示功能
權(quán)利要求1.一種基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，包括汽車輪胎，其特征在于，在汽車輪胎內(nèi)安裝有壓力溫度傳感器，壓力溫度傳感器連接有控制單元，在控制單元上連接有無線發(fā)射模塊；無線發(fā)射模塊與無線接收模塊相連通，無線接收模塊連接至一單片機(jī)上，單片機(jī)連接有語音提示模塊。
2.如權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，其特征在于，所述的控制單元為單片機(jī)P87LPC767。
3.如權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，其特征在于，所述的壓力溫度傳感器選擇硅壓阻式壓力傳感器SP12。
4.如權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，其特征在于，所述的無線發(fā)射模塊選擇T5754芯片，無線接收模塊選擇T5743芯片。
5.如權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，其特征在于，所述的單片機(jī)選用AT89C52單片機(jī)。
6.如權(quán)利要求I所述的基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，其特征在于，所述的語音提示模塊PM5020語音芯片。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種基于單片機(jī)的汽車胎壓語音提示裝置，包括在4個(gè)輪胎上安裝的壓力溫度傳感器，壓力溫度傳感器連接有控制單元，在控制單元上連接有無線發(fā)射模塊；無線發(fā)射模塊與無線接收模塊相連通，無線接收模塊連接至一單片機(jī)上，單片機(jī)連接有語音提示模塊。可以安裝在任何電控汽車上，應(yīng)用范圍廣泛。根據(jù)傳感器檢測(cè)出汽車胎壓狀況信息，通過信息處理單元處理后，判斷胎壓是否正常，如果異常，控制語音提示單元?jiǎng)t會(huì)及時(shí)提示駕駛員進(jìn)行處理。此裝置具有制作方便，電路簡(jiǎn)單，成本低等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)B60C23/02GK202357811SQ20112050799
公開日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者張倩, 杜靜, 梁景雨, 鄒靜, 馬建新 申請(qǐng)人:長(zhǎng)安大學(xué)