1  绪论
汽车时代的到来，改变的不仅仅是人们的代步方式，更有人们的生活方式乃至整个社会文化。同样，一个时代的典型核心技术产品也带动着整个产业的技术发展趋势。随着家用汽车对现代家庭日常生活的冲击，汽车的安全与环保，已不仅仅是汽车产品性能的体现，更代表着未来汽车工程科学与相关学科的发展方向。智能化系统无处不在地发挥着它们的效能，为人类社会文明进步、经济发展保驾护航，同样也被大量地应用到汽车产品上。把现代电子技术的发展成果应用到汽车产品上的汽车电子技术，必将有力地推动安全、环保的汽车时代的到来。
1.1  课题的提出背景及研究意义
  轮胎气压实时检测系统是一种新型的主动直接式轮胎压力监测装置，在汽车行驶时对轮胎气压进行实时自动监测一种先进主动式安全装置，国际上通常又被叫做轮胎压力监测系统，英文通称 Tire Pressure Monitoring System，简称 TPMS[1]。轮胎压力监测技术是当前汽车
工业领域汽车电子技术发展的热点，符合未来汽车的智能安全及环保节能的发展方向，将成为未来汽车必备的安全驾驶配备之一，具有极佳的市场前景和巨大的潜在效益。
1.1.1  课题的提出背景
  轮胎是汽车行驶系统的重要部件之一，其性能的优劣，将直接影响汽车的行车安全和运行效率。保持合适的轮胎压力是每个汽车驾驶员都应时刻关注的问题，轮胎充气压力超过或低于标准压力值，轻则增加车辆油耗，缩短轮胎使用寿命，重则威胁行车安全。轮胎气压不足，容易导致轮胎内壁帘线的松散断裂；轮胎气压高于标准值时，磨损加剧，花纹底部开裂，汽车的平顺性变坏，导致汽车操纵性能降低。行驶中如遇到障碍物的冲击，则易发生轮胎破裂，缩短轮胎的使用寿命，影响汽车的行驶安全性。统计数据表明，当轮胎压力低于其额定值 0.03MPa时，轮胎的正常使用寿命将会减少约 25%；当轮胎压力高于标准值 25%时，其寿命将会降低 15%~20%；对于轿车，其轮胎压力每下降 0.05MPa，其承载力就减少 100N[1]。根据德国联邦统计局的车辆事故统计数据，约 80%的轮胎漏气是由于轮胎气压不足造成的。可见，标准的轮胎压力对汽车的正常行驶极其重要，这在汽车高速行驶时显得更为突出。
    当汽车高速行驶时，如果轮胎压力低于标准值，轮胎会急剧升温而脱层，最后导致轮胎破裂漏气。另外，如果前轮左右轮胎的气压不同，其后果是汽车的行驶方向不稳定；如果后轮左右轮胎的气压不同，会造成局部超载而加剧轮胎的磨损；由于气压不同的双轮胎并装，使气压高的轮胎负荷过重而出现早期磨损或爆胎。安全专家指出：时速超过 160 公里以上，爆胎而造成的死亡率几乎接近 100%。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%，每年有 26 万起交通事故是由于轮胎压力偏低、偏高或渗漏引起的，造成巨大的经济损失和生命危害。
    综上所述，本文的研究意义主要体现在以下几方面：
首先，随着我国汽车工业的发展和人民生活水平的提高，汽车越来越多地进入普通家庭，汽车行驶的安全性也越来越为人们所重视。潜在的巨大市场需求和系统实现上的技术可行性条件成熟，使得研究轮胎压力和温度监测系统已刻不容缓。
    最后，随着美国政府出台对汽车轮胎压力监测产品强制性安装的法规，欧洲和日本也处于建议安装阶段，使得这一技术的应用前景极为看好。良好的应用前景和巨大的市场规模将有力地推动该技术的推广，并取得巨大的经济效益和社会效益。
1.2  当前国内外相关技术的应用现状及发展趋势
轮胎压力监测系统（TPMS）技术早在上世纪 80 年代就已提出，但由于当时缺乏有效的技术条件和成熟的市场环境，而仅停留在设想层面上。随着近几年来汽车工业和交通事业的发展，汽车的速度越来越高，拥有汽车的家庭越来越多，由轮胎爆胎引发的大量交通安全事故使这一课题成为研究热点。结合新的无线射频应用技术和集成电路工艺，研制 TPMS 已经提到日程上来。
1.2.1  TPMS 的应用现状
  在 TPMS 及相关技术的研究发面，西方汽车工业发达国家在近几年都取得了相应的进展，出现了一批新产品。早在 1996 年丰田就有一种系统产品应用于当时生产的 MarkⅡ型车上。但该系统不能直接测量轮胎压力，并存在容易产生误差的因素，数据的时效性与准确性也存在不足。2002 年，约翰逊公司的轮胎压力实时监测系统被国际汽车工程（AEl）评为当年 20 个最有价值的汽车产品之首。这个系统包括一个特殊设计的车内后视镜、四个胎压传感器和发射、接收设备。系统工作时胎压数据是通过集成在轮胎气门阀内的发射机传送给风挡内的集成接收机，然后在后视镜上利用射频技术显示出来。这个系统在工作时
可以将每个轮胎的压力数据实时显示，有较高的实用性和可行性。此外，还有一些同类相关产品问世，如西门子 VDO 汽车配件公司自主开发的轮胎哨兵（Tire Guard）监测装置，英国 A.I.R.汽车配件公司生产和销售的轮胎守护神（Tire Shield）监测装置；法国米其林集团公司与威柏可（Wabco）公司合作开发的一种轮胎充气内压监测装置，是专供商用车使用的监测装置；德国 BEAU 公司与美国米其林轮胎价格表 Lear 公司联合推出的轮胎压力实时监测系统，将电子门锁装置与系统集成在一起，是近期推出的一种极具价格竞争力的整体解决方案。