本文介绍一种无线温度，压力监测系统。设计的实例是专为汽车应用设计的轮胎压力监测（tpm）系统，主要用来监测轮胎内部的压力和温度。当然，本设计亦可作为其它近距离无线监测设备设计的参考。

系统组成
tpm系统主要由传感器/发送器（s/tx）部件，射频（rf）接收模块，低频（lf）指令部件组成。
s/tx部件，每辆汽车通常备有5个s/tx部件，4个轮胎和备用轮胎各1个。每个单元都有一个系统能区分的特定序列号。s/tx周期性地测量内部压力，温度和电池状态，然后将测量信息构成rf信号发送至中心接收机。该部件由microchip rfpic 12f675微控制器和sensonor sp-13传感器组成，其中还设置了lf接收单元，用于s/tx的通信，将它从休眠方式中唤醒。
rf接收模块。中心接收模块接收来自各个s/tx部件的信息，接收器还用作远程无键输入接收机，以节省整个系统的成本。
lf命令部件。lf命令部件通过125khzask调制信号向s/tx单元发送具体的命令。lf链路使用电磁方式，是近距离的（1米以内），非常适合的s/tx部件发送命令，当s/tx接收到命令后，立即按命令执行特定的操作。
主要技术指标。s/tx的工作电压为2.5~3.6v；调制格式ask；低压报警阀值电压2.5v。rf单元发射频率为315mhz；发射间隔为60、15或5s;功率输出＋9dbm（50ω负载）；工作电流12.5ma（最大rf功率时）。lf单元的输入频率为125khz。压力传感器压力范围为50~637绝对kpa；温度范围-40~125℃。

图1 轮胎压力监测系统电路图

图2

工作原理
pic12f675是s/tx的核心，选用这个器件有3个理由。首先，该器件已广泛地使用于多种发射应用中，微控制器备有rf发射电路，简化了发射器的设计；其次，器件内部有一个rc振荡器，减少了外部元器件数量，直接降低了模块成本，缩小了电路板尺寸；第三，器件内部还有一个比较器，在解码lf信息中起到重要作用；最后，该器件前有一个10位a/d转换器，可让设计者使用模拟式压力传感器。
rfpic具体实现了3个功能，监测来自sp-13传感器ic的数据线和lf输入；定期汇编测量数据；周期性地发送rf信息。
rfpic通电后执行初始化程序，然后进入休眠状态，直至检测到sp-13数据线或lf输入状态有变化才被唤醒，让它过渡到工作方式。如果是被sp-13唤醒的，rfpic读取输入数据，将数据汇编成合适的消息，然后通过rf发达器发射出去，发射完成后rfpic重新进入休眠状态；如果是lf输入唤醒的rfpic解释lf消息，执行相应的命令，然后也重新回到休眠状态。

sp-13传感器ic
sp-13测量压力与温度，并在电池电压低于预设的阈值时产生一个标志。该器件还含有一个32位id，供中心接收器识别。
sp-13有5个工作模式：
sp-13测量压力与温度，并在电池电压低于预设的阈值时产生一个标志。该器件还含有一个32位id，供中心接收器识别。 sp-13有5个工作模式： 存储模式：若压力低于1.5bar,每隔60s测量一次数据且不发送数据。 初始模式：压力增加至1.5 bar时进入该模式。在此模式，每隔0.85s测量并发送数据，这一过程要重复256次，若压力仍高于1.5 bar，器件进入正常模式；反之，器件仍回到存储模式。 正常模式：每隔3.4s测量一次压力，数据发送60s一次。若60s前后压力差大于200m bar器件进入压力报警模式。 压力报警模式：此模式的工作方式基本上与初始模式相同。 高温报警模式：如果温度超过120℃器件进入与初始模式相类似的工作模式。
lf输入电路
lf输入接收125khz信号，该信号解调后变换成一个特定的命令。lf输入设有一个调谐在125khz的lc谐振电路，由l1和c11组成。l1是为此类应用专门设计的，也可使用普通的线圈，但电路灵敏度或测量矩离会有所降低。d3用来将lc谐振电路上感应的电压嵌位在安全电平。lc电路输出经过限流电阻r5送至rfpic比较器的负输入端，其正输入端连接在内部vref模块产生的参考电压。比较器输出则送到由二极管d2、电容c9和电阻r3组成的包络检波器。检波器输出最终直接送至rfpic端口引脚，用来处理lf数据。

rf电路
rfpic的pll形式发射电路仅需少量外部元件就能完成rf发射。发射器的基频由晶体y1确定。所要求的发射频率除以32便是晶体频率，例如，发射频率确定为315khz则晶体频率选择9.84375mhz。
环形天线l3与c3和c8构成谐振回路，与单端rf驱动器相匹配。电容c4为3v电源提供去耦，l2和r6进一步滤除高频能量，r6同时也能降低天线的q值。发射电路的输出功率通过r8进行调整，开路时获得最大输出功率。
rf信号编码方法是1/3-2/3pwm格式，基本脉冲单元te是400礢，因而