Nghiên cứu chế tạo hệ thống theo dõi áp suất lốp (tire pressure monitoring system tpms)

MC LC
Trang tựa TRANG
Quyt định giao đề tài
Lý lịch cá nhân i
Lời cam đoan ii
Cảm tạ iii
Tóm tt iv
Mc lc v
Danh sách các ch vit tt vi
Danh sách các hình vii
Danh sách các bảng viii
Chưng 1: TỔNG QUAN 1
1.1 Giới thiệu tổng quát 1
1.1.1 Khái niệm TPMS 2
1.1.2 Sự ra đời và lịch s phát triển TPMS 2
Nhng nghiên cứu về TPMS được nghiên cứu và công bố 3
1.1.3 Các lí do nên trang bị TPMS 5
1.3 Mc đích đề tài 7
1.4 Nhiệm v ca đề tài và giới hạn đê tài 7
1.4 Phương pháp nghiên cứu 7
2.1 Hướng Nghiên Cứu 8
Chưng 2: C SỞ LÍ THUYẾT 10
2.1 Cơ sở lí thuyt truyền d liệu không dây 10
2.1.1 Các cách thức truyền d liệu không dây 10
2.1.2 Kt lun 14
2.1.3 Cơ sở lí thuyt việc phát sóng RF 14
2.2 Giới thiệu về hệ thống TPMS 18
2.3 Đánh giá, so sánh hệ thống TPMS hiện đang được 21
trang bị trên các hãng xe
Chưng 3: NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO HỆ THỐNG TPMS 23
3.1 Cơ sở thit k 23

3.2 Hệ thống điều khiển 23

3.2.1 Phn cứng 23
3.2.1.1 Cảm bin áp sut 23
3.2.1.2 Module truyền d liệu nRF24L01+ 24
3.2.1.2.1 Module phát d liệu qua sóng RF 26
3.2.1.2 Module thu d liệu qua sóng RF 27
3.2.1.3 Board mạch x lí và hiển thị tín hiệu 28
3.2.1.3.1 Module x lí tín hiệu 28
3.2.1.3.2 Module hiển thị-LCD 45
3.2.2 Phn mềm 54
3.3 Ch tạo hệ thống TPMS 55
Chưng 4: THỰC NGHIỆM MÔ HÌNH 58
4.1 Mc tiêu 58
4.2 Thit k 58
4.3 Qui trình 58
4.4 Kt quả 59
Chưng 5: KẾT LUẬN 62
TÀI LIỆU THAM KHẢO 63
HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh vi
DANH MC CH VIẾT TT
STT
CH VIT TT
CH VIT ĐY Đ
1
TPMS
Tire Pressure Monitoring System
2

VĐK
Vi Điều Khiển
3
RF
Radio Frequency
4
PIC
Programeable Inteled Computer
5
ADC
Analog to Digital Converter















HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh vii

DANH MC HÌNH
STT
HÌNH
TÊN
TRANG
1
2.1
Truyền d liệu bằng hồng ngoại trực tip
12
2
2.2
Truyền d liệu bằng hồng ngoại gián tip
12
3
2.3
Nguyên lí phát sóng RF
17
4
2.4
Sơ đồ bố trí TPMS trên ô tô
18
5
2.5
Cảm bin áp sut loại gn trong
20
6
2.6
Cảm bin áp sut loại gn ngoài
20
7

2.7
Màn hình hiển thị thông số trong cabin
20
8
2.8
TPMS hãng General Motor
21
9
2.9
TPMS hãng Honda
21
10
2.10
TPMS hãng Mercedes-Benz
22
11
2.11
TPMS hãng Toyota
22
12
3.1
Cảm bin áp sut BMP085
23
13
3.2
Module nRF24L01+
24
14
3.3
Sơ đồ nguyên lí nRF24L01+

25
15
3.4
Sơ đồ nguyên lí module phát RF
26
16
3.5
Sơ đồ nguyên lí module thu/x lí và hiển thị
27
17
3.6
Sơ đồ chân vi điều khiển PIC 16F877A
31
18
3.7
Sơ đồ khối miêu tả các chức năng cơ bản
VĐK
32
19
3.8
Sơ đồ khối bộ Timer0
39
20
3.9
Sơ đồ khối bộ Timer1
40
21
3.10
Sơ đồ khối bộ Timer2
41

22
3.11
LCD thông dng 16x2
45
23
3.12
Sơ đồ chân ca LCD
46
24
4.1
Thông số áp sut, nhiệt độ thu được.
59
25
4.2
So sánh độ chính xác ca TPMS với đồng hồ
cơ học
60
26
4.3
Mô hình th nghiệm thực t trên xe máy
61


HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh viii
DANH MC BẢNG
STT
BNG
TÊN

TRANG
1
3.1
Thanh ghi Status
33
2
3.2
Thanh ghi OPTION_REG
34
3
3.3
Thanh ghi INTCON
34
4
3.4
Thanh ghi PIE1
34
5
3.5
Thanh ghi PIE2
34
6
3.6
Thanh ghi PIR2
35
7
3.7
Thanh ghi PCON
35
8

3.8
Thanh ghi trạng thái cổng A
37
9
3.9
Thanh ghi 3 trạng thái cổng A
37
10
3.10
Thanh ghi lựa chọn tương tự
37
11
3.11
Thanh ghi trạng thái cổng B
37
12
3.12
Thanh ghi 3 trạng thái cổng B
37
13
3.13
Thanh ghi lựa chọn tương tự
38
14
3.14
Thanh ghi cổng B để hở.
38
15
3.15
Thanh ghi trạng thái cổng C

39
16
3.16
Thanh ghi 3 trạng thái cổng C
39
17
3.17
Chức năng các chân LCD
46
18
3.18
Tp lệnh ca LCD
48
19
3.19
Đặc tính điện các chân LCD
52
20
3.20
Miền làm việc bình thường
53
21
4.1
Giá trị đo được từ quá trình thực nghiệm
60


HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 1

CHNG 1: TỔNG QUAN
1.1 Giới thiu tng quát
Từ những thập kỉ trước, ô tô đã là phương tiện di chuyển phổ biến  các nước phát
triển. Ngày nay, kinh tế phát triển, đi sống ngưi dân Việt Nam ngày càng được nâng cao,
nhu cầu sử dng phương tiện đi lại như xe ô tô là điều không thể thiếu, nay lại còn cần thiết
hơn nữa. Ô tô không chỉ đơn giản là một khối tổ hợp các cm chi tiết bao gồm: 4 bánh xe và
động cơ tạo ra chuyển động, hệ thống lái, hệ thống treo, v.v. Mà nó còn được xem là một
chiếc máy tình, một con robot thông minh có thể tự động điều chỉnh để thìch nghi với mọi
điều kiện hoạt động. Ngày nay, trên ô tô trang bị rất nhiều hệ thống điện tử tự động nhằm
tăng tình tiện nghi và độ an toàn cho ngưi sử dng. Một trong những hệ thống điện tử hữu
ích và mới nhất hiện nay là hệ thống theo dõi áp suất lốp ( Tyre Pressure Monitoring
System - TPMS)
Trên xe, lốp xe là một trong những bộ phận quan trọng nhưng có lẽ ìt được chú Ủ.
Tăng tốc nhanh, phanh gấp, vào góc cua hẹp làm lốp rất nhanh mòn. Lốp xe bị rạn nứt, bơm
quá căng hoặc quá non sẽ làm cho xe hoạt động không ổn định.
Nếu mặt lốp bị mòn, khi di chuyển ngoài tri mưa hoặc đưng ướt dễ bị trơn trượt. Đặc biệt
là những ngày nắng nóng, nếu phải di chuyển trên một quãng đưng dài, do nhiệt độ ca
mặt đưng cao cộng với ma sát, sẽ làm cho mặt lốp nóng lên nhanh chóng. Không khí bên
trong n ra, tăng áp suất lên bề mặt. Lốp mòn không những không đảm bảo chất lượng mà
dưới áp suất cao còn dễ bị nổ gây mất an toàn.

Lốp quá non (áp suất hơi quá thấp) sẽ làm tăng bề mặt tiếp xúc với mặt đưng làm tăng độ
ma sát, dẫn đến động cơ phải hoạt động nhiều hơn, giảm tình tiết kiệm nhiên liệu và gây
hiện tượng biến dạng bề mặt lốp như méo, phính hoặc mòn không đều.
Ngoài ra, nếu lái xe trong tính trạng lốp quá căng (áp suất hơi quá cao), khi lái cho
cảm giác không được thoải mái giống như xe bị nẩy lên. Lốp căng sẽ làm cho phần giữa lốp
nhanh bị mòn do phải chịu trọng tải cao dẫn đến giảm tuổi thọ sử dng.
Trên mỗi lốp xe đều có ghi các thông số tiêu chuẩn để phù hợp với vành được nhà cung cấp
đưa ra. Vì d: Lốp sau xe Honda Lead 125: 100/90-10 56J. Trong đó: 100 là bề rộng ca lốp

tình bằng mm; 90 là % chiều cao ca lốp so với bề rộng ca lốp: 90%*100 = 90 mm; 10 là
HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 2

đưng kình danh nghĩa ca vành tình bằng inch; 56 là kỦ hiệu ca khả năng chịu tải; J là kỦ
hiệu ca tốc độ tối đa cho phép.
Áp xuất bơm lốp xe sẽ ảnh hưng trực tiếp đến hoạt động ca xe. Tùy thuộc vào loại
xe, điều kiện hoạt động mà nhà sản xuất lựa chọn loại lốp xe và áp suất bơm phù hợp. Việc
duy trì áp suất bơm lốp đúng quy định sẽ giúp lốp xe đảm bảo được tốt những chức năng,
đảm bảo an toàn cũng như tình năng hoạt động ca xe.
Các chuyên gia khuyến cáo, nên thưng xuyên kiểm tra lốp xe trước khi lái như áp
suất lốp, độ mòn bất thưng, nứt hoặc vết chém trên hông lốp và độ dày ca bề mặt lốp.
Kiểm tra định kỳ 4.000 km/lần tại các cơ s sửa chữa bảo dưỡng. Khi thay lốp mới nên kiểm
tra thông số lốp tiêu chuẩn mà nhà sản xuất đề ra.
Đảm bảo áp suất lốp đúng theo yêu cầu kỹ thuật rất quan trọng trong việc giữ cho lốp
xe luôn  trạng thái kỹ thuật tốt nhất, đảm bảo tối ưu hóa tác dng ca lốp xe cũng như kéo
dài tuổi thọ ca lốp. Áp suất lốp là nhân tố chình đảm bảo tính an toàn và khả năng chịu lực
ca lốp xe chứ không phải là vật liệu hay kết cấu ca lốp. Áp suất lốp đúng theo yêu cầu kỹ
thuật là nhân tố chình đảm bảo việc vận hành an toàn cũng như đảm bảo khả năng bám
đưng, hoạt động hoàn hảo ca hệ thống lái, hệ thống phanh.

1.1. 1 Khái nim TPMS
Hệ thống theo dõi áp suất lốp - TPMS là hệ thống theo dõi áp suất lốp xe một cách
liên tc và chình xác mà không cần đến đồng hồ đo áp suất. Quan trọng hơn nó giúp nâng
cao hệ số an toàn, hạn chế những v nổ lốp gây thiệt hại về ngưi và tài sản.
1.1.2 S ra đi và lịch s phát triển TPMS
Hệ thống TPMS lần đầu tiên được sử dng trên xe khách được lắp cho chiếc Porsche
959 đi 1986 và sau đó TPMS được các hãng xe hạng sang như BMW, Audi, Mercedes
trang bị cho các dòng xe ca mính.

TPMS liên tc phát triển, cải tiến nhưng cột mốc cho sự phát triển ca TPMS là vào
những năm cuối thập niên 90.
Năm 1996 Renault sử dng hệ thống PAX Michelin và trong năm 1999, PSA
Peugeot Citroën quyết định áp dng TPMS như một tình năng tiêu chuẩn trên Peugeot 607.
HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 3

Năm sau (2000), Renault tung ra Laguna II, chiếc xe ch khách cỡ trung đầu tiên trên
thế giới được trang bị TPMS như một tình năng tiêu chuẩn.
Trước thực trạng hàng trăm mạng sống mất đi hàng năm do tai nạn lật xe ví nổ lốp,
chình quyền Bill Clinton đã thông qua luật kể từ 1/09/2007 tr đi, 100% xe có tải trọng từ
4,5 tấn tr xuống được bán tại Mỹ bắt buộc phải trang bị TPMS. Giai đoạn đầu trong tháng
10/2005  mức 20%, và đạt 100% cho các mô hính sản xuất sau 1/9/2007. Tiếp nối Mỹ, tại
Liên minh châu Âu, tình đến ngày 1/ 11/ 2012, tất cả các mẫu xe du lịch mới phát hành phải
được trang bị TPMS. Từ 1/1/ 2014, tất cả các xe ch khách mới được bán trong Liên minh
châu Âu phải được trang bị TPMS.
Nhng nghiên cu về h thng TPMS đưc nghiên cu vƠ công b.
TPMS trc tip:
1/ Air Pressure Monitoring System of Vehicle Tire and Identification Method of
Vehicle Tire (LI Wei, & Chen Hongling., 2005).
Sáng chế này, thông qua công nghệ mã hoá và xác định lại vị trí ca lốp xe, cài đặt lại
mã ID cảm biến cho từng bánh xe sau khi được đảo vị trí hoặc thay mới. Nó cho chúng ta
một giải pháp đơn giản và hiệu quả trong việc chuyển đổi vị trí các lốp xe với nhau. Việc áp
dng công nghệ này giúp cho hệ thống TPMS hoạt động dễ dàng, hiệu quả và tin cậy sau
mỗi lần chuyển đổi lốp xe hoặc thay cảm biến.
2/ Tyre Pressure Monitoring (TPM) System (R. Lourens,& C. Kell,. 2009).
Đề tài này, giải thìch một hệ thống TPM điển hính được sử dng dành riêng trên ô tô.
Nó được xem như một tài liệu tham khảo làm cơ s cho việc thiết kế các vi mạch khác nhau
sử dng cho việc chế tạo TPM. Có hàng loạt phương pháp thiết kế để tiếp cận được đưa ra.

Một hệ thống có thể tự động nhận biết vị trì, thông số mà cảm biến đo được ngay khi cả
chúng đang quay cùng với bánh xe. Trái tim ca hệ thống TPM là: Sensor / Transmitter và
nó được dựa trên chip vi điều khiển rfPIC12F675.
3/ Tyre Pressure Monitoring System (Matsumura, & T.Chiyoda-ku., 2008)
Đề tài này nêu lên cấu tạo một hệ thống TPMS bao gồm: module đo áp suất lốp.
Module đo áp suất bao gồm 1 micocomputer, một mạch điều kích hoạt điều khiển, một cảm
biến áp suất, một cảm biến nhiệt độ, một bộ chia tần số, một mạch truyền và pin.
HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 4

microcompter có một bộ phát xung clock, mạch chuyển đổi analog sang digital và một bộ
điều khiển. Mạch truyền thì có một mạch dao động, việc chia tần số ra 4 tần số sóng mang
tại đầu ra ca mạch dao động để tạo ra một tín hiệu clock và tín hiệu clock đầu ra được điều
khiển bi microcomputer. Các tín hiệu clock này được sử dng cho việc đo thi gian xuất
dữ liệu đến một đưng tín hiệu. Các tín hiệu clock này được tạo ra để truyền dữ liệu có độ
chính xác cao mà không cần phải có bộ dao động đắt tiền như trong microcomputer.
TPMS gián tip:
1/ Supervision of Vehicle’s Tyre Pressures By Measurement of Body Accelerations
(C. Halfmann, M.Ayoubi, & H.Holzmann., 1997).
Đề tài này đưa ra một phương pháp đo áp suất gián tiếp bằng cách sử dng tín hiệu
gia tốc tại mỗi bánh xe. Bằng việc phân tích phổ tần số ca hàm truyền ảo gia tốc tại các
bánh xe phìa trước và phía sau trên một chiếc xe. Qua đó, có sự can thiệp xử lí từ một hệ
thống bên ngoài vào quang phổ và phân tích ảnh hưng ca áp suất đến gia tốc ca mỗi
bánh xe tại cùng một thi điểm tăng tốc.
2/ Indirect Tyre Pressure Monitoring Using Sensor Fusion
(N. Persson, & F. Gustafsson., 2002)
Đề tài này nói về TPMS gián tiếp, TPMS gián tiếp sử dng cảm biến hiện có trên
ABS/ESP và thuật toán phần mềm để xác định các lốp điều kiện (dưới / trên áp suất tiêu
chuẩn). Có rất nhiều nghiên cứu và dự án phát triển phương pháp này và có thể được phân

thành hai nhóm chình. Nhóm đầu tiên là bằng cách sử dng phân tìch độ rung. Nó xử lý lốp
xe như một lò xo được kích thích bi các bất thưng từ mặt đưng. Khái niệm này là để
theo dõi tần số cộng hưng mà có tương quan với áp suất lốp. Lớp thứ hai là bằng cách sử
dng bánh xe phân tích bán kính dựa trên thực tế rằng áp suất lốp ảnh hưng đến bán kính
lăn hiệu quả ca lốp.



HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 5

1.1.3 Các lý do nên trang bị TPMS
1.1.3.1. TPMS giúp chúng ta kiểm soát và gi đưc áp sut lp xe luôn  trng thái
tiêu chuẩn, đm bo an toàn không xy ra tai nn đáng tic do bể lp xe
Thực tế nhìn bằng mắt và gõ vào lốp không thể phát hiện được bất thưng về áp suất,
nhiệt độ, trừ khi lốp xẹp hơn 25% tr lên.
Thống kê tại Mỹ cho thấy: năm 2002 tại quốc gia này có tới 260.000 tai nạn giao
thông do bể lốp xe, chiếm 70% trên tổng số tai nạn xe hơi tại Mỹ. Nguyên nhân nổ lốp khi
xe đang chạy gây tai nạn thì 57% do lốp xe quá mềm, 20% do lốp xe quá căng, còn lại do
thng lốp bi vật nhọn gây ra.
Khi lốp xe quá mềm: diện tích tiếp xúc giữa lốp xe với mặt đưng tăng lên, ma sát
với mặt đưng tăng dẫn tới nhiệt độ lốp xe quá cao gây phá hy liên kết giữa các lớp bố và
kết quả là bể lốp.
Ngược lại khi lốp quá căng, liên kết giữa các lớp sợi bố chịu lực kéo giãn lớn và lực
này cực lớn tại chỗ lốp tiếp xúc với mặt đưng hoặc khi chạy vào mặt đưng lồi lõm, không
bằng phẳng và gây ra bể lốp xe.
1.1.3.2. TPMS kiểm soát áp sut giúp lp xe không bị hư hi do vic chy xe trong
tình trng không tiêu chuẩn
Lốp xe mềm: nếu áp suất trong lốp xe nhỏ hơn khoảng 0.40 đến 0.60 bar so với áp

suất tiêu chuẩn trong thi gian dài thì tuổi thọ ca lốp sẽ giảm từ 25% đến 50%.Tương tự,
khả năng chịu tải ca xe cũng giảm đi khoảng 100kg nếu áp suất lốp st giảm 0.50 bar.
Lốp xe căng:Khi áp suất cao hơn 25% so với tiêu chuẩn thì tuổi thọ lốp sẽ giảm
tương ứng khoảng 15-20%.
Thực tế cho thấy có đến ít nhất 45% số xe con có tình trạng lốp không đúng chuẩn.
Nguyên nhân do kiểm tra bằng mắt, tay không chình xác và dùng đồng hồ thì bất tiện và mất
thi gian nên việc các lái xe không kiểm tra áp suất lốp thưng xuyên là văn hóa chung toàn
cầu (trừ những xe đã được trang bị TPMS).
1.1.2.4. TPMS giúp chúng ta tit kim nhiên liu
Áp suất lốp thấp làm tăng ma sát mặt đưng gây tổn hao năng lượng. TPMS giúp
chúng ta theo dõi để giữ cho áp suất lốp luôn trong tình trạng tiêu chuẩn, tiết kiệm 1-2% tiêu
HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 6

hao nhiên liệu so với để lốp xe non hơi.
1.1.2.5. TPMS giúp chúng ta điều khiển xe ti ưu nht
Khi lốp quá căng,phản lực từ mặt đưng tác động làm cho xe bị rung, khó kiểm soát
vô lăng, nhất là khi chạy đưng không bằng phẳng. Còn khi lốp mềm thì làm giảm tốc độ
xe, khiến xe mất độ vọt.
Áp suất các bánh xe không đều nhau cũng gây mất thăng bằng xe, nhất là những lúc
thắng (phanh), gây mòn không đều giữa các lốp,đồng thi gây tác hại không nhỏ tới các bộ
phận thuộc hệ thống treo.
1.1.2.6. TPMS giúp ta tránh đưc s mòn mi bt thưng ca các bộ phn trên xe
Khi lốp xe quá căng, phản lực mặt đưng sẽ tăng và gây ra s dằn xóc quá độ, làm
nhanh mỏi các lò xo giảm xóc và các chi tiết chịu lực ca hệ thống khung gầm.
Có ba kẻ sát nhân trên đưng:
1/ Sự mệt mỏi ca tài xế.
2/ Chạy xe quá tốc độ an toàn.
3/ Bể lốp xe.

Trong ba kẻ sát nhân trên thì 1 và 2 là do ch quan con ngưi - có thể lưng trước
được. Còn kẻ thứ 3 là do ngoại lai. Do vậy, TPMS sẽ giúp chúng ta kiểm soát và hạn chế
hiểm họa tiềm ẩn này.
1.2 Lí do chọn đề tài
Hệ thống theo dõi áp suất lốp TPMS tuy đã được nghiên cứu và công bố trên thế giới
từ rất lâu, TPMS được phát triển cũng như phát hành thành sản phẩm hàng loạt nhưng vẫn
chưa có một nghiên cứu hay sản phẩm nào trong nước được công bố và phát hành. Nhận
thấy TPMS là một trong những hệ thống mới và nó có tầm quan trọng và ảnh hưng rất lớn
đến an toàn cũng như tình kinh tế mà nó mang lại nhưng lại được rất ít ngưi dùng tại Việt
Nam quan tâm đến. Từ những nguyên do trên mà tác giả đã quyết định chọn và thực hiện đề
tài " Nghiên cứu chế tạo hệ thống theo dõi áp suất lốp" với mong muốn có thể chế tạo thành
công một hệ thống "TPMS made in Viet Nam".


HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 7

1.3 Mc đích đề tài
- Làm cơ s cho việc nghiên cứu và chế tạo thành công hệ thống TPMS với giá thành
rẻ hơn và chất lượng  mức chấp nhận được so với những sản phẩm đang có mặt trên thị
trưng.
- Đánh giá tình năng hoạt động ca hệ thống về độ chính xác cũng như độ bền.
- Làm cơ s nghiên cứu cho việc giảng dạy và ứng dng vào sản xuất thực tế.
- Nâng cao kiến thức về điện tử cũng như khả năng lập trính điện tử
1.4 Nhim v ca đề tài và giới hn đề tài
- Nhiệm v ca đề tài: tìm hiểu cách thức truyền dữ liệu không dây, đặc biệt là qua
sóng RF, nghiên cứu chế tạo hệ thống theo dõi áp suất lốp TPMS.
- Giới hạn đề tài: hệ thống TPMS là một hệ thống nhỏ gọn, đơn giản nhưng nó đang
phát huy được những ưu điểm ca mình một cách mạnh mẽ. TPMS đã được nghiên cứu và

chế tạo rộng rãi trên thế giới từ rất lâu. Hiện nay, dù TPMS tương đối phổ biến  Việt Nam
nhưng vẫn chưa có sản phẩm " TPMS made in VIETNAM" nào do trính độ công nghệ chưa
đ sức và giá thành chế tạo TPMS sẽ cao hơn so với những sản phẩm cùng loại đang có mặt
trên thị trưng. Đề tài " Nghiên cứu chế tạo hệ thống theo dõi áp suất lốp" được ra đi xuất
phát từ tính cấp thiết trên. Nhưng do thi gian thực hiện đề tài, quá trình nghiên cứu và khả
năng ca ngưi thực hiện có hạn nên đề tài chỉ dừng lại  mức độ tìm hiểu cách thức truyền
dữ liệu qua sóng RF, chế tạo board mạch thu - phát, board mạch xử lí và hiển thị tín hiệu-áp
suất.
1.5 Phưng pháp nghiên cu
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: thu thập thông tin về các hệ thống TPMS và cách
thức điều khiển và truyền dữ liệu không dây qua các phương tiện truyền thông.
- Tham khảo các sản phẩm TPMS trên thị trưng.
- Tham khảo ý kiến ca thầy cô, bạn bè.
HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 8

- Sử dng những tài liệu tham khảo, những nghiên cứu đã được công bố trong và
ngoài nước.
- Thi công chế tạo board mạch về TPMS.
- Sử dng phần mềm Protues, CCS để thiết kế mạch và lập trình cho hệ thống điện tử.
2.1 Hướng nghiên cu
Từ phần tổng quan về hệ thống TPMS , chúng ta đã có dịp tím hiểu về lịch sử hính
thành ca TPMS từ những năm 1980 cho đến nay và những công trính nghiên cứu trong và
ngoài nước, chúng ta nhín thấy sự phát triển vượt bậc ca hệ thống TPMS.
Hiện nay  Việt Nam, dù chưa có bất kí luật hay tiêu chuẩn nào bắt buộc phải sử
dng TPMS trên ô tô nhưng chúng ta cũng thấy được lợi ìch to lớn đem lại từ việc sử dng
hệ thống TPMS. Hệ thống TPMS được chia thành 2 loại: loại trực tiếp và loại gián tiếp. 
đây, chúng ta sẽ nghiên cứu TPMS loại trực tiếp ví có nhiều ưu điểm vượt trội hơn so với
TPMS gián tiếp như: độ chình xác cao hơn, theo dõi áp suất chình xác trên từng lốp xe,

thông báo hiển thị thông tin tức thi.
Hệ thống này là một thiết bị cảm biến tinh vi được thiết kế để đo và hiển thị áp suất
và nhiệt độ thực tế ca lốp xe. Nó cảnh báo ngưi lái xe ngay lập tức bất kỳ dấu hiệu bất
thưng nào ca áp suất hay nhiệt độ ca lốp xe cho dù xe đang dừng hoặc chuyển động.
Thiết bị cảm ứng kết nối với van lốp được cài đặt vào bên trong lốp xe, bất cứ khi
nào phát hiện bất thưng, nó sẽ gửi một cảnh báo đến màn hính hiển thị được trang bị bên
trong cabin ca xe.
Hệ thống sẽ cảnh báo ngưi lái khi áp suất lốp xe giảm xuống dưới 22psi hoặc nhiệt
độ lốp xe đạt đến 80°C. Việc truyền các tìn hiệu được thông qua công nghệ truyền dữ liệu
không dây.


HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 9

 Đặc điểm ni bt ca h thng
- Liên tc theo dõi và hiển thị áp suất và nhiệt độ thực tế ca lốp.
- Cảnh báo tức thi cho ngưi điều khiển xe trong trưng hợp áp suất lốp quá thấp
hoặc quá cao và nhiệt độ ca lốp tăng cao.
- Mã ID duy nhất cho mỗi cảm biến đảm bảo tình chình xác ca thông tin.
- Công nghệ truyền dữ liệu không dây được áp dng trong việc truyền và nhận tìn
hiệu.
- Các cảm biến có thể cài đặt lại.
- Có thể cài đặt lại các mức cảnh báo hoặc lựa chọn các mức cảnh báo mặc định.
- Có thể lựa chọn thông số hiển thị là PSI, kPa hoặc Bar và ° C hay ° F.
- Pin cảm biến có tuổi thọ 5 năm.

HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 10


CHNG 2: C SỞ Lệ THUYẾT
2.1. C s lí thuyt truyền d liu không dơy [1]
Sự gia tăng và phát triển ca công nghệ không dây đang diễn ra không có điểm dừng.
Nhưng có một thực tế không thể tránh khỏi rằng: các cách thức giao tiếp không dây đang
cùng tồn tại trong một môi trưng vô cùng phức tạp và dày đặc với nhiều mạng không dây
đang hoạt động.
Các tìn hiệu không dây được truyền dựa trên sóng điện từ qua không gian với vận
tốc ánh sáng: 200.000km/s.
“ Kẻ thù” lớn nhất ca các cách thức truyền không dây chình là các tìn hiệu gây
nhiễu. Các tìn hiệu nhiễu này làm cản tr và hạn chế hiệu quả ca các mạng di dộng trong
một môi trưng nhất định.
2.1.1. Các cách thc truyền d liu không dây [10]
2.1.1.1. Truyền d liu qua Bluetooth
Đặc điểm:
- Tự động định vị những thiết bị khác có chung công nghệ trong vùng xung quanh và
có kết nối với chúng.
- Khoảng cách giao tiếp giữa 2 thiết bị đầu cuối có thể đạt đến 10m ngoài tri và 5m
trong nhà.

Thun li
- Tiêu th năng lượng thấp.
- Cho phép ứng dng được trong nhiều loại thiết bị bao gồm thiết bị cầm tay và thiết
bị di động.
- An toàn, bảo mật.
-Tình tương thìch cao.
HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 11

- Giá thành thấp.
Hn ch
- Do băng tần miễn phì có thể được sử dng bi bất cứ một thiết bị phát nào, do đó
việc chống nhiễu là vấn đề hết sức quan trọng bi có rất nhiều thiết bị phát vô tuyến  băng
tần này.
2.1.1.2. Truyền d liu qua hng ngoi.
Đặc điểm sóng hồng ngoại:
• Dễ dàng truyền thông tin với ánh sáng
- Với các máy tính và thiết bị truyền thông dữ liệu dùng mã nhị phân
- Mã bit 1 tương ứng với ánh sáng
• Phổ sóng
- Các kiểu ánh sáng đi từ mặt tri đến trái đất
• Sóng hồng ngoại
- Gần với ánh sáng nh.n thấy được (nhưng không thấy)
- Là phương tiện tốt để truyền dữ liệu
- Ít bị nhiễu
Các hệ thống không dây dùng sóng hồng ngoại cần:
- Bộ phát tín hiệu (LED)
- Bộ phát hiện tín hiệu để nhận
• Các hệ thống không dây gửi dữ liệu nh cưng độ sóng ánh sáng

- Bộ phát hiện tín hiệu cảm ứng với sự thay đổi cưng độ đó
• Và sinh ra một mức điện tương ứng
• Các kiểu truyền





HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 12

* Trc tip

* Truyền khuch tán


Thun li
- Không nhiễu với các tín hiệu truyền thông khác
- Không xuyên qua các bức tưng
- Tín hiệu chỉ nằm trong phạm vi phòng
Hn ch
- Không di động.
- Vùng bao ph.
HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 13

• Chỉ che ph được trong bán kính 15m
• Khuếch tán chỉ có thể dùng trong phòng.

- Tốc độ truyền thông
2.1.1.2. Truyền d liu qua wifi
- Các sóng vô tuyến sử dng cho WiFi gần giống với các sóng vô tuyến sử dng cho
thiết bị cầm tay, điện thoại di động và các thiết bị khác. Nó có thể chuyển và nhận sóng vô
tuyến, chuyển đổi các mã nhị phân 1 và 0 sang sóng vô tuyến và ngược lại.
- Chúng truyền và phát tìn hiệu  tần số 2.5 GHz hoặc 5GHz. Tần số này cao hơn so
với các tần số sử dng cho điện thoại di động, các thiết bị cầm tay và truyền hính. Tần số
cao hơn cho phép tìn hiệu mang theo nhiều dữ liệu hơn.
- Chúng dùng chuẩn 802.11:
+ Chuẩn 802.11b là phiên bản đầu tiên trên thị trưng. Đây là chuẩn chậm
nhất và rẻ tiền nhất, và nó tr nên ìt phổ biến hơn so với các chuẩn khác. 802.11b phát
tìn hiệu  tần số 2.4 GHz, nó có thể xử lỦ đến 11 megabit/giây, và nó sử dng mã CCK
(complimentary code keying).
+ Chuẩn 802.11g cũng phát  tần số 2.4 GHz, nhưng nhanh hơn so với chuẩn
802.11b, tốc độ xử lỦ đạt 54 megabit/giây. Chuẩn 802.11g nhanh hơn ví nó sử dng mã
OFDM (orthogonal frequency-division multiplexing), một công nghệ mã hóa hiệu quả
hơn.
+ Chuẩn 802.11a phát  tần số 5 GHz và có thể đạt đến 54 megabit/ giây. Nó
cũng sử dng mã OFDM. Những chuẩn mới hơn sau này như 802.11n còn nhanh hơn
chuẩn 802.11a, nhưng 802.11n vẫn chưa phải là chuẩn cuối cùng.
+ Chuẩn 802.11n cũng phát  tần số 2.4 GHz, nhưng nhanh hơn so với chuẩn
802.11a, tốc độ xử lỦ đạt 200 megabit/giây.

HDKH: PGS.TS Đỗ Văn Dũng Tire Pressure Monitoring System

HVTH: Hàng Lê Anh Minh 14


2.1.1.4. Truyền d liu qua sóng vô tuyn RF - Radio Frequency
- Rất phổ biến và hiệu quả rõ rệt với truyền thông hiện nay

• Năng lượng truyền thông qua không gian hoặc không khí với dạng sóng điện
từ.
• Sóng radio (điện tín).
- Khi một điện tử truyền trong dây dẫn, nó tạo ra một vùng điện trưng.
• Trong khoảng không bao quanh dây dẫn.
- Trong vùng điện trưng này các bức xạ tạo nên sóng radio.
* Thun li
- Có thể truyền  những khoảng cách xa.
- Có thể xuyên qua các vật thể phi kim loại
- Không nhìn thấy được.
2.1.2 Kt lun
Từ những giới thiệu và phân tìch về các hính thức truyền dữ liệu không dây ta thấy
cách thức truyền dữ liệu qua sóng vô tuyến là hết sức phù hợp với việc truyền dữ liệu trong
hệ thống TPMS trên ô tô.
2.1.3 C s lí thuyt ca vic phát sóng RF
2.1.3.1 Sóng đin từ lƠ gì? [11]
- Nếu chúng ta vào nhà và đóng một khóa điện, dòng điện chạy qua một tim đèn, làm
nóng sợi tim, và đèn phát ra ánh sáng, ánh sáng chúng ta thấy được đó chình là sóng điện từ
trưng. Vậy có thể dùng sóng điện từ trưng để truyền đi xa các tìn hiệu. Sóng điện từ
trưng quen gọi là sóng điện từ hay gọn hơn là sóng. Sóng điện từ là các dao động lập đi lập
lại và càng lúc càng lan ra xa, nó lan truyền cũng giống như sóng nước lan truyền trên mặt
nước. Vậy, sóng điện từ cũng có các đặc tình, như:
1. Tần số ca sóng: Chỉ số lần dao động đếm được trong 1 giây.
2. Bước sóng: Chỉ đoạn đưng sóng đi được ứng với 1 chu kỳ sóng.