Nature Communications：基于3D打印石墨烯的自供电应变传感器用于无人驾驶汽车智能轮胎

来源：米乐m6网页    发布时间：2024-09-25 09:42:32

  自动驾驶汽车向车队的转变需要先进的控制管理系统设计，这依赖于轮胎的持续反馈。传统上，轮胎压力监测系统（TPMS）已用于车载无线网络，该网络用于警告驾驶员轮胎压力的损失。TPMS包括压力传感器，微控制器，将数据无线传输到车辆中央处理器（CPU）的射频通信系统，以及电池作为电源。TPMS会定期将包含轮胎压力信息的消息发送到CPU。因此，TPMS和CPU之间的通信很容易被黑客入侵/破坏。通信中断意味着可能会向CPU提供错误的轮胎压力值。因此如果在高速上高速驾驶汽车时，向驾驶员发出错误的仪表盘低压读数警报，就会给司机带来非常大风险。智能轮胎通过将应变传感与传统轮胎功能相结合，以此来实现了对动态参数的持续监测。

  近日，美国弗吉尼亚理工大学Saied Taheri，Deepam Maurya，宾夕法尼亚州立大学Shashank Priya报道了一种节能技术，该技术将安全机制用于3D打印应变传感器的无线数据传输，该传感器通过能量收集系统提供动力。

  1）研究人员通过展示轮胎集成系统来实现这一方向的突破，该系统集成了直接的无掩模3D打印应变仪，用于为传感器供电的柔性压电能量收集器和安全的无线数据传输电子设备，以及用于预测性数据分析的机器学习。

  2）石墨烯基材料的墨水被设计为直接打印应变传感器，以测量在变化的行驶速度，法向载荷和轮胎压力下的轮胎-道路相互作用。

  3）研究人员展示由压电贴片供电的安全无线数据传输硬件，以展示自供电的感应和无线通信功能。

  这项研究通过展示实用的自供电无线应变传感功能，极大地促进了超高的性价比智能轮胎的设计和制造。

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