基于ZigBee的无线胎压监测系统的设计
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传感器：选用Daytona传感器，它是一种表面微机械型电容性微机电系统(MEMS)单芯片压力传感器，包括压力变换器、正温度系数扩散电阻温度传感器和所有必需电路，用以产生一个校准的8bit温度和压力数字输出。Daytona的特点是专用于TPMS温度和压力测量：单片MEMS微机械压力感应单元；3V工作电压；低功耗、待机电流600nA；压力采样电流1.5mA；温度采样电流500uA；4种工作模式灵活运用以求节电；内置低频振荡器，可用于唤醒MCU；8位数据输出：SSOP封装；介质保护[2]。
MUC和ZigBee无线通信装置：远程感应模块通信都是由ZigBee收发器来实现的。本设计中采用Chipcon公司的ZigBee单芯片CC2430。该芯片集成了8051单片机（MCU）和ZigBee收发器，具有以下一些特点[3]：
16个信道。
典型的发射功率为0dBm。
采用DSSS扩频通信技术，最大速率为250kbps。
在分组差错率为1％的情况下，其接收灵敏度为－94dBm。
邻近信道干扰>30dBm，间隔信道干扰>53dBm。
工作温度为－45oC到125oC。适用于恶劣的工作环境。
供电设备：使用专业的胎压监测系统电池，由于ZigBee和Daytona的低功率特点，其可有效供电10年以上。
2.2 接收显示模块：
一般安装于车内仪表板附近。用于接收和处理远程感应模块传送来的数据。该模块由ZigBee无线接收装置、天线、液晶显示装置、键盘和MCU组成，如图2所示：本文引用地址：//m.amcfsurvey.com/article/197454.htm
图2 TPMS接收显示模块硬件结构图
接收显示模块的ZigBee收发器和MCU同样采用CC2430来实现的。
LED：液晶显示装置需要图形显示和数字显示两个部分。图形显示为车辆的简化图，当发生报警时，可以分别接通该图中用于表示左前、右前、左后、右后4个车轮的发光二极管，显示告警的远程感应模块的具体位置，同时数字显示部分显示每个车轮的温度和压力的具体数字信息。并在数值超出门阈值时，发出蜂鸣声告警。
键盘用于开启TMPS系统电源、并可对存储在MCU的RAM中的历史数据进行查询。
3 系统网络结构和协议
ZigBee网络层（NWK）支持星形、树形和网状网拓扑。在本系统中采用星形拓扑结构，即其网络由一个单独设备——ZigBee协调器控制。ZigBee协调器负责发起和维护网络上的设备和所有的其它设备，终端设备直接和ZigBee协调器通信。位于4个轮胎里的远程感应模块为ZigBee终端设备，由简单功能设备（RFD）组成。位于车内的接收显示模块为全功能设备（FFD），作为ZigBee协调器。当ZigBee协调器被激活后，它就可以开始建立一个自己的网络。通过选择一个PAN标识符可实现其唯一性，即在某个网络的覆盖范围内，该标识符不能被其它网络所使用。当选定PAN标识符以后，PAN协调器就可以允许其它设备加入该网络当中。在本系统中，远程感应模块有其唯一的64位IEEE地址，当协调器扫描到具有匹配的64位扩展地址的设备时，便允许其加入网络，并进行数据传输。所有的星形网络和其它的星形网络各自独立运行，就可以避免在车辆行驶中与其它ZigBee设备产生干扰，造成数据丢失。
4 软件设计
首先应初始化系统，设置压力、温度的门阈值以及远程感应模块的设备ID。系统启动后，接收显示模块首先发送命令帧给远程感应模块，唤醒远程感应模块的接收器。远程感应模块收到命令帧，返回确认帧，以告知车内接收显示模块已激活接收机。远程感应模块激活后，传感器首先采集数据，传递给MCU进行处理，然后通过无线收发模块将数据传输给接收显示模块，然后自动转入休眠状态。接收显示模块在收到数据以后，MCU处理数据。通过与标准温度和压力数据门阈值的比较，判断是否产生告警，并把处理结果存储在MCU的RAM中，以供及时查询。最后将结果显示于液晶显示屏上，以供驾驶员观测。系统每3秒钟激活一次远程感应模块采集数据；每30秒远程感应模块向接收显示模块传送一次数据。
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