汽车轮胎压力监视系统(TPMS)是一种能对汽车轮胎气压进行自动检测，并对胎压异常情况进行报警的预警系统。本文结合ZigBee技术的低成本、低功耗、设备地址唯一等优点，将轮胎内部安装的压力、温度传感器组成一个微型ZigBee网络。

监测网络总体设计
ZigBee技术是新兴的一种近距离、低成本、低功耗、低数据速率的无线通信技术。它基于IEEE 802.15.4协议标准，主要工作在免授权的2.4GHz频段，数据速率为20～250Kb/s，最大传输范围在10～75m。ZigBee网络中定义了两种物理设备类型:全功能设备 (FFD)和精简功能设备 (RFD)。其中，FFD支持任何拓扑结构，可以充当网络协调器，能和任何设备通信；RFD不能完成网络协调器功能，且只能与FFD通信，两个RFD之间不能通信，但它的内部电路比FFD少，因此实现相对简单，也更利于节能。

直接式TPMS系统利用安装在每一个轮胎里的压力传感器来直接测量轮胎的气压，通过无线或者有线的方式将数据传到安装在驾驶台的监视器上，监视器实时显示各个轮胎的状况，一旦出现异常，系统就会自动报警以提醒司机进行及时处理。本监测网络就是一种直接式TPMS系统。

ZigBee监测网络原理框图如图1所示，该监测网络包括四个轮胎监测器和一个车载监视器。工作原理：四个轮胎监测器是RFD网络节点，安装在轮毂上，能实时检测轮胎内的温度和压力值并发送到车载监视器显示；驾驶员也可以通过车载监视器主动访问各个轮胎的气压状态。车载监视器是FFD设备，充当网络协调器，通过无线方式接受各轮胎的压力、温度和监测器状态，并通过显示设备进行实时显示或声光报警。由一个FFD网络协调器和四个RFD终端节点共同组成一个星型拓扑结构的微型ZigBee胎压监测网络，射频方式符合IEEE 802.15.4协议标准。

图1 监测网络原理框图

监测网络硬件方案设计
该监测网络中包括两种硬件模块：轮胎监测器和车载监视器。基于ZigBee技术的原理和特点，本文以Chipcon公司的系统级芯片CC2430为核心，设计了轮胎监测器和车载监视器的硬件电路，如图2所示。

a) 轮胎监测器

b) 车载监视器

图2 硬件模块框图