引言：
　　隨著商業用車和家庭用車的日益增多，汽車安全越來越受到人們的重視。美國汽車工程師協會的調查統計表明，美國每年有26萬起交通事故是由于汽車輪胎氣壓低或滲漏造成的，美國運輸部國家公路交通安全管理委員會（NHTSA）制定的法規中規定：2003年11月到2006年10月31日期間，美國新出廠的輕型汽車將逐步引入胎壓監測系統（Tire Pressure Monitoring System，TPMS）［1］。可見，TPMS的研究和投產勢在必行。TPMS主要用于實時監測汽車輪胎溫度和壓力，當壓力和溫度超出或低于標準值范圍時，系統發出蜂鳴或光報警信號，從而有效的避免交通意外的發生。
　　1 ZigBee技術簡介
　　ZigBee是一個簡單的、低成本的網絡通信技術，它應用于一些功率有限和對網絡吞吐量無嚴格要求的設備之間的無線連接。ZigBee能建立一個易于安裝、有可靠的數據傳輸、通信距離短、成本低、極好的電池壽命的網絡，并且能保持簡單的和靈活的網絡協議。其主要技術特點如下：
　　低成本：ZigBee通信模塊的單位成本已經減小到兩美元左右。
　　低功耗：發射功率為1mw，兩節普通干電池可以用6個月到兩年。
　　數據傳輸率低：ZigBee通信在免費2.4 GHz工業、科學、醫學（ISM）的最高傳輸速率為250kbps，適用于報文吞吐量較小的通信應用場合。
　　信道接入方式采用CSMA-CA，能有效地減少了幀沖突。具有高可靠性、良好的安全性和兼容性。
　　2 TPMS硬件設計
　　TPMS系統采用直接式溫度壓力測量系統。該系統分為兩個模塊：遠程感應模塊和接收顯示模塊。遠程感應模塊利用車胎內的溫度壓力傳感器和無線收發器，把數據發送給車內的接收顯示模塊。直接式系統特點是成本偏高，但監測效果較好，精確可靠。
　　2.1 遠程感應模塊：
　　該模塊固定安裝于4個車胎內部，負責數據的采集、簡要處理及傳輸。其硬件結構包括壓力溫度傳感器元件、MCU、ZigBee無線通信裝置、天線和供電設備，如圖1所示：
　　
　　圖1 TPMS遠程感應模塊硬件結構圖
　　傳感器：選用Daytona傳感器，它是一種表面微機械型電容性微機電系統（MEMS）單芯片壓力傳感器，包括壓力變換器、正溫度系數擴散電阻溫度傳感器和所有必需電路，用以產生一個校準的8bit溫度和壓力數字輸出。Daytona的特點是專用于TPMS溫度和壓力測量：單片MEMS微機械壓力感應單元；3V工作電壓；低功耗、待機電流600nA；壓力采樣電流1.5mA；溫度采樣電流500uA；4種工作模式靈活運用以求節電；內置低頻振蕩器，可用于喚醒MCU；8位數據輸出：SSOP封裝；介質保護［2］。
　　MUC和ZigBee無線通信裝置：遠程感應模塊通信都是由ZigBee收發器來實現的。本設計中采用Chipcon公司的ZigBee單芯片CC2430。該芯片集成了8051單片機（MCU）和ZigBee收發器，具有以下一些特點［3］：
　　16個信道。
　　典型的發射功率為0dBm。
　　采用DSSS擴頻通信技術，最大速率為250kbps。
　　在分組差錯率為1％的情況下，其接收靈敏度為－94dBm。
　　鄰近信道干擾》30dBm，間隔信道干擾》53dBm。
　　工作溫度為－45oC到125oC。適用于惡劣的工作環境。
　　供電設備：使用專業的胎壓監測系統電池，由于ZigBee和Daytona的低功率特點，其可有效供電10年以上。