轮胎气压是影响汽车性能和行驶安全的重要因素。在汽车高速行驶的过程中,轮胎压力异常极易导致爆胎,可能引发安全事故。轮胎压力监测系统(TPMS)能对轮胎的气压和温度进行实时监测,在轮胎出现异常情况时自动报警,使驾驶者可以及时发现异常并采取相应的措施,是一种保障行车安全的预警系统。TPMS由安装在每个轮胎内的轮胎模块和安装在驾驶室的监视器模块组成。轮胎模块完成压力、温度检测,并通过无线数据通信将检测数据发送给监视器模块。监视器模块显示检测数据,并对异常情况进行报警。论文对有源、单向数据传输TPMS的实现技术进行了研究,以低成本、低功耗和高可靠为主要设计目标,设计了一种TPMS试验样机,讨论了系统各部分硬件及软件设计的基本原则和设计方法。轮胎模块是一个对功耗非常敏感的设备。论文重点研究了轮胎模块的数据采集与发射算法,使得在保证系统可靠性的前提下尽量降低轮胎模块的功耗。考虑到轮胎的压力和温度可能长时间不变或变化不大,提出了长、短数据帧相结合的数据发射算法,在参数值变化很小时采用不含有温度、压力值的短数据帧发送,从而缩短数据帧的长度,使发射功耗减少。针对多个轮胎模块不受控发送数据而导致的碰撞问题,导出了“随机延时重复发射”方法中重复发射次数与随机延时范围之间的关系,提出了合理确定重复发射次数与随机延时范围的原则和方法,使得在保证抗碰撞可靠性要求的前提下,轮胎模块的功耗尽可能小。论文给出了轮胎模块功耗及电池寿命的理论计算方法,介绍了试验样机的主要调试过程与测试结果。