大量數據表明，對輪胎正確充氣會大大降低爆胎的可能性。為了解決這個問題，輪胎壓力監測系統(TPMS)的研究開始受到重視。直接TPMS是在每個輪胎內使用壓力傳感器，并安裝無線發射器，將壓力信息從輪胎內部發送到中央接收器模塊上的系統。使用直接系統，可以隨時測定每個輪胎內部的實際瞬壓，很容易確定故障輪胎。

目前直接輪胎壓力監測系統包括4個或5個(取決于備胎是否裝備傳感器)輪胎模塊和一個中央接收器模塊。輪胎模塊由壓力傳感器、溫度傳感器、控制模塊(如ASIC或MCU)、發射器、天線以及電池組成。也可以包括更多的外部系統，如啟動發射的低頻(LF)探測器、慣性開關或無內置電池的電源等裝置。

一個簡單的接收器模塊由一根中央天線、一個接收器IC和一個與車輛其他部分相連接的接口組成。通用接口包括控制器局域網絡(CAN)接口，該接口通常裝備在車輛的車身控制器內。數據由車身控制器處理，當輪胎壓力低時，它可以用來向司機提出警告。

為了促進快速的產品開發，在此介紹一款直接TPMS系統，這套系統的中心部件是摩托羅拉MEMS壓力傳感器，它可以承受輪胎內的惡劣環境。

輪胎模塊之硬件

傳感器(Motorola器件號MPXY8020A)是電容型MEMS壓力傳感器，專用于滿足TPMS在溫度和媒介兼容方面的要求。它是一個單體壓力和溫度傳感器，并具備電源管理和數字輸出功能。套件內的媒介保護過濾器可以使其硅片免受環境影響。該系統有4種操作模式：待機模式(耗電600mA)、測定氣壓模式、測定溫度模式和輸出數據讀取模式。該設備要求控制器至少提供5個引腳：2個引腳用于控制其操作模式，2個引腳用于數據串行交換，另外1個引腳用于接收數據。 

8020型還具有復位針，該針作為一個輸出端子，大約每小時向控制器發送復位信號，以保證單片機的損壞并不意味著需要更換輪胎模塊。

控制器(Motorola器件號MC68HC908RF2)是在一個32針QFP封裝中結合8位Fla
sh單片機和UHF發射器的器件。單片機連接傳感器，定期檢查氣壓和溫度數據。它還連接與其在一起的發射器，并根據所使用晶振的不同，用315MHz或434MHz的頻率發送數據。

輪胎模塊之軟件

許多TPMS供應商所采用的行業標準是輪胎模塊為7年至10年的使用壽命。因為輪胎模塊是由一塊鋰電池供電，因此需要高效率的算法。

TPMS的軟件很簡單，只有3種主要功能：測量、處理數據和傳輸。而當多個輪胎模塊同時發送數據時會發生數據沖突。為了避免由沖突造成的數據丟失，模塊應在每個數據幀之間，在隨機時間間隔內發送多個數據幀，而不是一個數據幀。這將大大降低數據丟失的可能性，但也將縮短電池的使用壽命，并增加接收器軟件的復雜性。理想的折衷辦法是
在每隔10ms-100ms的間隔發送3個-4個數據幀。

接收器模塊之硬件

摩托羅拉的MC33594器件是高溫集成UHF接收器模塊。這種IC能夠接收并解調OOK或FSK調制的Manchester編碼數據，同時通過一條串行外圍接口(SPI)總線將其發送出去。采用FSK調制，可支持數據管理器——
Manchester數據解碼器(這是在TPMS中采用這種IC的最佳方法)。如果有匹配的天線，它的靈敏度是-103dBm。

接收器所選的控制器與TPMS無關。MC33594接收機將它所接收的數據按順序發送，這樣任何控制器都可以接收、處理數據，在出現異常情況時可向司機告警。.

接收機模塊之軟件

MC33594接收機IC是高度集成的，非常簡單，通過一個MCU來控制，特別是當MCU含有硬件 SPI時，則更簡單。

由于數據管理器支持MC33594，天線接收的Manchester編碼數據被解調、解碼，并轉換到SPI協議，它通過這個協議與控制器通信。數據管理器非常智能，可以去掉叫醒信號、開始碼和結束符(EOM)等數據幀，這樣控制它的軟件被大大減少。它還有許多節能選項，即使汽車停很長時間，它也不會消耗完一塊電池。

由于每個輪胎模塊要發送相同格式的數據，接收機控制器能在收到全部數據幀后中斷，這樣它可以在大部分時間都處于低能耗睡眠狀態。

這套系統很容易升級，供應商可以提供更多功能，使自己的產品從競爭中脫穎而出。