基于NPX轮胎压力监测系统设计
随着汽车消费市场的日益升温，汽车的安全性能更加被消费者所关注。在汽车的高速行驶中，轮胎故障是所有驾驶者最为担心和最难预防的，也是突发性交通事故发生的重要原因。据统计，在中国高速公路上发生的交通事故有70％是由于爆胎引起的，而在美国这一比例高达80％。基于此，美国运输部(DOT)国家公路交通安全管理委员会(NHTSA)出台法规。该法规规定：2003年11月到2006年10月31日期间美国新出厂的轻型汽车将逐步引入TPMS(Tire Pressure Monitoring Systerm)。鉴于如此大的市场潜力，国内一些公司也纷纷开始投入TPMS的研制。
2 TPMS硬件系统构成
轮胎压力监测系统分为直接系统和间接系统。间接系统即通过ABS来确定轮胎压力变化的系统。ABS通过车速传感器来确定轮胎故障，从而决定是否启动防抱死系统。目前这类系统没有直接系统准确率高，具体故障轮胎的确定也很困难，而且系统校准极其复杂。此外，在某些情况下此类系统会无法正常工作：例如同一车轴的2个轮胎气压都低。
直接系统一般由轮胎监测模块和主机接收显示模块构成。通过在每一个轮胎安装一个轮胎监测模块，在汽车行驶状态下实时监测各个轮胎，安装在驾驶台的主机接收显示模块实时显示各轮胎气压、温度等，驾驶者可以直观地了解各个轮胎状况，在轮胎出现漏气、低气压及高温等异常情况时，系统会自动报警，以保障行车安全。
2．1 轮胎监测模块
轮胎监测模块主要是用来嵌入到轮胎里面，监测轮胎内部气压和温度状况，并通过无线调制方式发送到的主机显示模块，故轮胎监测模块主要应包含传感器、微控制器、UHF发射器以及供电电池。整个模块放置在轮胎里面，在汽车高速行驶时轮胎内部产生高温情况下要能正常运行，并且能保证有效工作5～10年，故而模块的小型化、宽工作温度范围以及低功耗设计显得尤为重要。
2．1．1 NPX-C10746简介
NPX-C10746是GE Nova Sensor公司最新推出的轮胎压力监测系统专用芯片，它是由一块带有大量外围器件的Philip 8bit RISC内核组成的高集成度芯片。片内集成有压力传感器、温度传感器、电压传感器、低噪声放大器和12位A／D转换器；内置RC振荡器提供系统时钟，无需外接晶体振荡器；SOIC 14L封装，工作温度达汽车工业级(-40～+125℃)。
2．1．2 监测模块硬件构成
轮胎监测模块硬件结构图如图1所示。UHF发射芯片采用Atmel公司的ATA5757，该芯片集成度高、低功耗模式下电流1μA、MSOP-10封装(3 x 5 mm)，能很好满足监测模块低功耗、小型化设计要求；工作电压范围2～3．6伏，在使用监测模块使用单块扣式电池供电时，可不加电源管理芯片，从而进一步降低系统功耗，延长工作时间。
监测模块供电采用Tadiran公司的TLH-2450长效锂亚硫酰氯扣式电池，该电池额定工作温度范围在-40*(2～+125℃之间，并具有外形尺寸小、能量密度更大、自放电极低的特点。此外，供电电池串联一个加速度开关(即图1中的Switch)，用作控制监测模块电源。当车轮转速超过2圈/秒时，加速度开关导通，监测模块开始工作。
主机显示模块安装在汽车驾驶台，通过改变指示灯颜色和数码显示来告知驾驶员，车辆各轮胎当前的压力、温度及供电电压状况是否异常。
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