3.2 中央接收模塊硬件設計

　　中央接收模塊通過指示燈閃爍或液晶顯示來告知駕駛員車輛各輪胎當前的壓力、溫度是否異常。中央接收模塊硬件結構如圖3所示，主要由無線接收部分、主控制器以及相關的外圍器件組成。無線接收部分由高集成UHF接收器MC33594及其匹配網絡組成；MC33594具有接收并解調OOK或FSK調制的Manchester(曼徹斯特編碼)數據的功能，同時通過其SPI總線接口可與主控制器進行數據交換；若采用FSK調制，MC33594可支持數據管理器――Manchester數據解碼器，如果有匹配的天線，其靈敏度可以達到-103dBm。

　　主控制器的選擇與TPMS無關，只要該控制器帶有SPI總線接口，就可以接收、處理MC33594按順序發送來的數據。本設計中采用基于增強的AVR RISC結構的低功耗8位CMOS微控制器ATmega16，該控制器具有運行速度快、流水線方式執行指令、可在線編程、保密性高、價格低廉等特點。對于與主控制器相連的外圍器件其功能是當汽車的胎壓或溫度出現異常情況時，可通過聲、光和液晶顯示等形式向駕駛員告警。此外為了查詢、設置參數方便和便于通過計算機分析胎壓數據，該模塊還設計了鍵盤模塊和與計算機的串行通信接口。

　　4 汽車胎壓監測系統軟件設計

　　針對汽車胎壓監測系統的硬件設計，其軟件設計分為胎壓監測和中央接收兩部分。

　　4.1 胎壓監測模塊軟件設計

　　胎壓監測模塊的功能是準確、及時地監測各輪胎的內部氣壓、溫度數據并發送，其軟件流程圖如圖4所示。模塊上電后，首先控制器MC68HC908RF2對自身及傳感器MPXY8020A進行初始化。為了降低能耗，延長電池的使用壽命，控制器在沒有數據需要處理和傳輸的情況下，將自身配置成STOP模式，同時將傳感器配置成STANDBY模式，傳感器在此模式下其OUT引腳每3秒會喚醒(下降沿觸發)控制器響應鍵盤中斷。控制器在中斷處理程序中，通過修改傳感器的工作模式，分別讀取采集到的胎壓和溫度數據，然后啟動射頻發射模塊將數據以曼徹斯特編碼方式發送出去，同時進入省電模式，等待響應新的中斷。

　　4.2 中央接收模塊軟件設計

　　中央接收模塊軟件功能是完成數據的接收、處理、判別、顯示和告警，其流程如圖5所示。

　　該模塊以ATMEGA16為主控制器，在完成初始化后將自身配置為主機模式，通過SPI口對射頻接收器MC33594進行初始化，將其配置在315MHz FSK模式下工作，然后又將自己配置成從機模式，等待接收數據。MC33594在接收到從胎壓監測模塊發送來的壓力、溫度數據后，由SPI口傳送給控制器，控制器在接收數據的同時還要對該數據進行校驗和復雜的算法處理，并對處理后的結果進行判斷。若當前輪胎內部壓力、溫度超出了預先預定的范圍，則立即啟動聲光報警，通過蜂鳴器、發光二極管提示駕駛員當前存在異常，同時由LCD將發生異常的輪胎號、胎內信息顯示出來；否則提示汽車運行正常。此外，控制器還可以利用鍵盤設定、更新輪胎壓力、溫度上/下限值和輪胎ID號，利用串口實現與PC之間的通信，便于查詢、分析記錄的數據，為優化控制算法和分析交通事故提供依據。

　　目前，市場上的TPMS 產品主要分為兩種類型：一種是間接式TPMS，該類系統是通過汽車ABS系統的輪速傳感器來比較輪胎之間的轉速差別，以達到監測胎壓的目的；另一種是直接式TPMS，這種系統是利用安裝在每一個輪胎里的壓力傳感器來直接測量輪胎的氣壓、溫度，并對各輪胎氣壓、溫度進行監視，當輪胎氣壓太低或有滲漏時，系統會自動報警。本設計為直接式TPMS，實驗測試證明：該系統借助芯片組和軟件優化算法，能夠識別輪胎(包括備用胎)，檢測壓力過大或不足的情況，還能夠補償貨物重量的變化，監控輪胎溫度，對異常情況及時報警。此外，該系統還兼容各種汽車平臺和輪胎技術，模塊級的能量管理可以延長電池的使用壽命，并在電池電量過低時發出信號。

　　隨著人們對汽車主動安全性要求的提高及TPMS對防止重大交通事故發生的積極作用，市場對高性能的TPMS的需求量將會進一步增加。因此，汽車胎壓監測報警系統具有廣闊的發展空間和非常好的市場前景。