一直以来,汽车交通事故频发对人们的生活造成了严重影响,而汽车行驶安全易受轮胎影响。胎内气压和温度异常时会有爆裂的危险,因此准确监测汽车胎压和胎温并及时预警很重要,但目前轮胎监测系统（TPMS）仍存在一些问题。首先这类系统采用化学电池供电,使用一定时间后需更换。其次市面上的监测系统采用的压力传感器灵敏度不高,当轮胎缓慢漏气时,往往不能及时检测。针对上述问题,本文提出了一种基于硅铝异质结构的高灵敏复合压力温度传感器,并设计出相应的自供电系统,具体工作内容如下:首先,理论分析了压电发电和光电发电的原理,根据实际应用场景选择了压电陶瓷片和柔性太阳能电板作为基本发电材料,同时结合轮胎转动情况设计出合适的复合压电光电能量收集器,其安装6片压电陶瓷片和2片柔性太阳能电板,并设计对应的复合能量收集管理电路,为轮胎监测电路供电。接着理论分析硅铝异质结构进行温度和压力测量的原理以及其压阻放大效应,结合ANYSY有限元仿真和噪声理论模型计算对传感器的参数进行了优化设计,同时针对温度漂移问题进行硬件和软件补偿,然后设计出掩膜版图并采用标准的MEMS工艺加工制作出传感器芯片,对其进行封装测试。其次,完成了轮胎压力温度监测系统的硬件电路设计、软件设计以及上位机开发,包含复合能量收集管理电路、传感器压力温度采集电路以及蓝牙通信电路。通过复合能量收集器实现监测系统的自供电,结合1m A恒流源电路与信号放大电路实现轮胎压力温度采集,通过MSP430单片机转换数据并实现神经网络算法补偿,再使用蓝牙通信电路发送给上位机。基于RV1109平台和QT开发上位机交互显示压力数据和温度数据。最后,搭建实验平台进行测试分析,测试结果表明:光电能量收集器在弱光环境下输出功率最低327μW,测试实际车速在30km/h到40km/h或者70km/h到80km/h时,单一的压电输出平均功率为452μW,复合压电光电输出平均功率为1.32m W,同时对轮胎压力温度监测系统进行功耗分析,从能量收支平衡的角度验证监测系统10秒钟工作一次的可行性。在0～300k Pa压力范围内和-20～100℃温度范围内,复合压力温度传感器的温度测量误差小于±0.91℃、灵敏度为-1.225m V/（V℃）、TCR为-0.150%℃-1,经过硬件和软件算法补偿后,压力测量的灵敏度和误差分别为0.139m V/（V·k Pa）和±1.15%FS,TCO为-0.017%FS℃-1,TCS为-0.020%FS℃-1,这表明复合传感器可以满足对胎压和胎温进行准确及时测量的要求。