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研究生:陳明順
論文名稱:汽車輪胎胎壓監視系統研究
論文名稱(外文):The Research Of Tire Pressure Monitoring System
指導教授:沈志雄沈志雄引用關係
學位類別:碩士
校院名稱:國立彰化師範大學
系所名稱:機電工程學系
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:95
語文別:中文
論文頁數:78
中文關鍵詞:光學滑鼠光學感測器雷射超音波
外文關鍵詞:Optical mouseOptical sensorLaserUltrasoundTPMSVBLabVIEW
相關次數:
  • 被引用被引用:6
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中文摘要
在本論文中,主要研究是利用光學滑鼠的光學感測器在車輪胎壓變化距離偵測的應用,根據光學滑鼠擷取接觸面陰影灰階照片經比對後可判斷光學滑鼠移動方向與距離的理論。設計一個光學量測系統,其中包括雷射及超音波測距儀與溫度感測器。針對一般市售轎車的胎壓變化與車輪中心距地高度尺寸與胎溫變動,進行監測的過程。藉由模擬與實驗的結果,以探討此系統設計是否可與市售的TPMS (輪胎氣壓監測系統)有相同之功能。
輪胎胎壓監測系統在將來一定會成為汽車主動安全的主要備配。在本論文中僅利用光學滑鼠的光學感測器,裝置在車輪適當位置,由USB、RS232界面傳輸訊號至電腦即可由電腦軟體(VB、LabVIEW)輸出物體移動方向與距離,並精確算出車輪胎壓及胎溫變化的情形,且藉由雷射及超音波的精密測量儀器佐證光學感測器具有高速移動與精確定位的特性。
由從多次實驗及數據分析發現,光學感測器確實具備高速移動與精確定位之特性,此研究的結果可提供將來相關研究的參考。



關鍵詞: 光學滑鼠、光學感測器、雷射、超音波、TPMS、VB、LabVIE
Abstract

This thesis applies the optical sensor of the optical mouse to detect the distance variation caused by the change of the car tire air pressure, according to the characteristic of the optical mouse, which can tell the variation of the direction and distance by contrasting the surface of the shadow gray scale photograph picked when moving. An optical measurement system, including Laser, Ultrasound Range Finder and Temperature Sensor, is designed to monitor the process of the change of the car tire air pressure, the change of the distance from the center of the wheel to the ground, and the change of the car tire temperature. The results of the simulation and experiments can be told whether the system said above can function as well as TPMS (Tire pressure monitoring system), which can be bought in the market.

The tire air pressure monitor system (TPMS) will certainly become the major active safety equipment for the automobiles in the future. In this thesis, the optical sensor of the optical mouse is installed at the appropriate position of the car wheel, delivering the signals by the USB and the RS232 interfaces to the computer, and the software (VB, LabVIEW) used in the computer can immediately output the direction and distance in/for which the object moved, precisely calculating the variation situation (pressure and temperature) of the car tire. And the use of delicate instruments of the Laser and the ultrasound highly helps prove the high-speed movement and accurate positioning characteristics of the optical sensor.

After many experiments and analysis of the data found, the thesis well concludes the high-speed movement and accurate positioning characteristics of the optical sensor. And the conclusion is worth any further studying as a reference.



Keywords: Optical mouse, Optical sensor, Laser, Ultrasound, TPMS, VB, LabVIEW.
目 錄

中文摘要...........................................Ι
英文摘要...........................................Ⅱ
謝誌..............................................Ⅲ
目錄..............................................Ⅳ
圖目錄............................................Ⅶ
表目錄............................................XI
第一章 緒論.......................................1
1-1 前言......................................1
1-2 研究動機與目的..............................3
1-3 文獻回顧...................................7
1-4 研究方法..................................10
1-5 論文架構..................................10
第二章 系統原理與元件................................11
2-1 制動特性與基本原理..........................11
2-1-1 煞車原理.............................11
2-1-2 滾動阻力.............................13
2-1-3 汽車煞車系統的摩擦作用.................18
2-1-4 車輪組...............................19
2-1-5 輪胎標記..............................22
2-1-6 輪胎規格..............................23
2-1-7 胎壓、負荷與車速對輪胎的影響.............24
2-2 常見的測距方法與原理....................... .27
2-3 光學感測器(滑鼠)原理介紹......................33
2-3-1光學感測器作動原理......................33
2-3-2光學成像路徑...........................35
2-3-3光學感測器與接觸面高度距離...............36
2-4 DS-1821溫度感測器...........................38
第三章 系統架構與實驗方法..............................39
3-1 系統實驗架構................................39
3-1-1系統實驗硬體架構........................40
3-1-2 光學感測器訊號擷取......................41
3-1-3 超音波測距儀............................42
3-1-4 雷射測距儀..............................43
3-2 車輛及車胎、數位胎壓計.........................44
3-3 系統實驗用軟體 VB、LabVIEW.....................45
3-4 實驗方法......................................52
3-4-1 實驗步驟................................52
第四章 研究結果與分析...................................57
4-1 量測車輪胎壓與感測器之數據及圖表................57
4-2 汽車底盤安裝光學感測器測量實驗..................66
4-3 LabVIEW撰寫人機介面操作程式模擬車輪胎壓顯示.....69
4-4 實驗結果分析..................................72
第五章 結論............................................76
5-1 結論.........................................76
5-2 未來研究方向..................................77
參考文獻...............................................79
參考文獻
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