用途
隨著工業經濟的進步，汽車開始大量使用，公路和高速公路也日漸得到重視，並開始發展起來。美國現有公路總里程和高速公路里程最長，已經形成了約 6.9萬公里的州際高速公路網，公路已成為美國人日常生活必不可少的一部分。西歐各國和日本，公路網基礎好，高速公路也逐步成網,公路運輸一直為內陸運輸的主力。作為開發中國家，中國高速公路通車總里程去年躍居世界第二位，2008年總里程為6萬多公里，但因幅員遼闊，高速公路網的平均密度很低,路況相對來說也比較差。
高速公路的速度和便利，改變了人們的時空觀念，拉近了地域距離，改善了人們的生活方式。但是隨之而來的高速公路惡性交通事故卻令人震驚，已經引起世界各國的強烈關注和重視，並開始討論或採取相應防範措施。
據2002年美國汽車工程師學會調查，全美平均每年有26萬起交通事故是由於輪胎氣壓低或滲漏造成的；而在高速公路上發生的交通事故有70%是由於爆胎引起的；此外，每年75%的輪胎故障是由於輪胎滲漏或充氣不足引起的。統計表明：交通意外增加的主要原因是高速行駛中因輪胎故障引起的爆胎。
另據統計，在中國，46%的高速公路交通事故是由於輪胎故障引起的，這其中僅爆胎一項就占事故總量的70%，這是多么驚人的數字！
在汽車的高速行駛過程中，輪胎故障是殺傷力最大也是最難預防的事故隱患，是突發性交通事故發生的重要原因。如何解決輪胎故障、怎樣防止爆胎，已成為全球關注的首要問題。
2000年11月1日美國總統柯林頓簽署批准了美國國會關於修改聯邦運輸法的提案，聯邦法案要求2003年以後出產的所有新車都需將輪胎壓力監測系統（TPMS）作為標準配置；2006年11月1日起所有需要行駛在高速公路上的汽車都需配置輪胎壓力監測系統（TPMS）。
2001年7月，為回響美國國會對車輛安裝TPMS 立法的要求，美國運輸部和國家高速公路安全管理局（NHTSA）聯合對現有的兩種輪胎壓力監測系統（TPMS）進行了評價，報告第一次將 TPMS 作為專用辭彙，並確認直接式TPMS優越的性能和準確的監測能力。由此TPMS汽車輪胎智慧型監測系統作為汽車三大安全系統之一，與汽車安全氣囊、防抱死制動系統（ABS）一起被大眾認可並受到應有的重視。
工作原理
工作原理
輪胎的胎骰上安裝一個內置感測器，感測器中包括感應氣壓的電橋式電子氣壓感應裝置，它將氣壓信號轉換為電信號，通過無線發射裝置將信號發射出來。
TPMS通過在每一個輪胎上安裝高靈敏度的感測器，在行車或靜止的狀態下，實時監視輪胎的壓力、溫度等數據，並通過無線方式發射到接收器，在顯示器上顯示各種數據變化或以蜂鳴等形式，提醒駕車者。並在輪胎漏氣和壓力變化超過安全門限（該門限值可通過顯示器設定）時進行報警，以保障行車安全 。
接收器
接收器也根據供電方式分為兩類。一種是通過點菸器或者接汽車電源線的方式供電，大部分的接收器都是這種；另一種是通過OBD插口供電，即插即用，而且接收器是HUD抬頭顯示器，如 台灣s-cat的TPMS就是這種。
駕駛者可以根據顯示數據及時地對輪胎進行加氣或放氣，發現滲漏可以及時處理，讓大意外能在小處化解。
主要功能
功能
◆全時監測輪胎壓力；
◆輪流顯示當前輪胎壓力及溫度；
◆高壓低壓報警,高溫報警；
◆快速漏氣報警；
◆主機電池低電量提示；
◆停車時顯示屏自動關閉；
◆電池供電時主機可自動進入停車省電模式；
◆可根據車型及輪胎位置設定相應的標準壓力值。
安裝TPMS的好處
安裝汽車胎壓監測系統（TPMS）有什麼好處：
（1）有效防止爆胎；
（2）有效避免缺氣行駛造成的輪胎損毀；
（3）有效避免油耗增加；
（4）確保車輛最佳操控性能；
（5）避免車輛部件非正常磨損。
一種機電式輪胎壓力監測系統
簡介
機電式 輪胎壓力監測系統是一項 汽車主動安全技術及節能技術。
產生背景
隨著社會的進步和發展，汽車的套用狀態發生了極大變化，進入了需要經常性的長途化、高速化套用狀態。伴隨著車輛的高性能化、高舒適性化的技術進步。車輛的安全、節能就成為了目前階段一個發展重點，國家在“ 汽車產業調整和振興規劃”中把汽車輪胎壓力監測系統（TPMS）技術列為汽車電子類第一項，可見在目前情況下輪胎壓力監測技術被期待著有進一步的突破。
機電式輪胎壓力監測系統就是在這個背景下產生的。
自主創新點
首先解決了“壓力感測器”的電源的供給和電信號的傳輸問題。一種直流電流形式的機電式輪胎壓力監測系統，即利用車輪剎車系統進行電流、電信號的傳輸，具體說來就是利用剎車系統中剎車鉗上的剎車片和鏇轉的剎車盤的接觸，使檢測電路輸出的直流電流、電信號由固定在剎車鉗上的剎車片傳導到鏇轉的剎車盤上，再經導線由剎車盤傳導到鏇轉的車輪上的車輪電路，這種方法在直流電流、電信號傳輸過程中與其它方法相比具有成本低，易維護，故障率低的優勢。
由於車輪輪胎里的“壓力感測器”、“溫度感測器”由車體蓄電池或發電機系統提供電流並實現有“線”傳輸，因此降低了車輪輪胎內部“壓力感測器”的複雜程度。推動形成了一個結構簡單的，專門針對於輪胎壓力監測的輪胎“壓力”監測技術，這也是機電式輪胎壓力監測系統的第二個自主創新點。
新型式的輪胎壓力監測技術
在真空輪胎中，一層導電橡膠復蓋在輪胎胎冠內表面，其和車輪氣門嘴相導通，氣門嘴在這裡的作用就是電導線的作用，即把車輪外的電流傳輸到車輪內部的導電橡膠上；輪輞上固定一質量很小的鋼環鏈，鋼環鏈的長度略小於輪胎內表面至輪輞的距離。
工作原理
在輪胎氣壓、負荷正常的情況下，車輪輪胎被壓扁的程度很小，車輪輪胎觸地部位與輪輞的距離大於鋼環鏈的長度，鋼環鏈受其長度的限制觸及不到輪胎內表面上的導電橡膠。這時，鋼環鏈處在搭鐵狀態，而輪胎內表面上的導電橡膠和氣門嘴處在非搭鐵狀態。
在輪胎氣壓過小或負荷過大的情況下，車輪輪胎被壓扁的程度很大。車輪輪胎觸地部位與輪輞的距離會小於鋼環鏈的長度，這樣，車輪每鏇轉一周，必會出現鋼環鏈觸及輪胎內表面上的導電橡膠的情況，當鋼環鏈觸及輪胎內表面上的導電橡膠的情況發生時，輪胎內表面上的導電橡膠和氣門嘴就處在搭鐵狀態。
當導電橡膠和氣門嘴處在搭鐵狀態下，檢測電路輸出電流並可根據電流的特徵指示出輪胎所處於的狀態。
實際上這種測量輪胎壓力的方式是監測車輪輪胎半徑變化的方式，同間接式TPMS相類似，但優於間接式TPMS，因為間接式TPMS需要車輪轉動數十圈後才有可能判斷出輪胎的氣壓情況，而機電式TPMS只需車輪轉動一圈就可判斷出，甚至於車輪不動都可檢測出來。
機電式TPMS同樣優於直接式TPMS。
舉一例說來，汽車輪胎氣壓值不足時，這時直接式TPMS有可能報警。但是如果輪胎負荷不大，輪胎的變形不大，在這種情況下輪胎的安全性也不會降低的，相反汽車行駛中的舒適性可能還會提高。
再舉一例直接式TPMS的設計隱患來說明：
汽車輪胎的氣壓不足時，如果輪胎的負荷過大，輪胎被壓扁程度過大，這時直接式TPMS有可能顯示“氣壓值正常”而不報警。如果不報警，輪胎安全運行就沒有安全隱患嗎？
用物理學上的理論來分析直接式TPMS存在的理論缺陷，根據物理學中的氣體方程可知輪胎內部氣體存在一關係式：PV/T=恆值；輪胎的“壓力”物理量是和“氣體的量”有關係，輪胎漏氣會使輪胎壓力減小。但輪胎的壓力物理量同時也同輪胎的體積、溫度等物理量有關，輪胎是彈性的、是車輛負荷承載體，輪胎負荷增大時，會發生變形，內部的容積就會變小而引起內部壓力上升的，所以說輪胎的“壓力值”並不是完全和輪胎內的氣體的量相對應。
現有一項國家標準《車輛輪胎氣壓監測系統》（徵求意見稿），在該文“6 試驗方法”一節中規定：“試驗應在整車上且在乾燥，平坦，開闊的場地或道路上進行。車輛為空載，試驗用輪胎為常規輪胎。試驗前將車輛的胎壓調至試驗所需冷態氣壓力”。這就迴避了一個客觀事實，輪胎是一個彈性體，其所包容的氣體可因輪胎變形而被壓縮。這就造成了試驗結果的唯一性，即輪胎氣壓和輪胎里的“氣體的量”是相對應的關係。
每一種車型都有車輛標準負載設計，若試驗條件改為“車輛載有標準設計負載”，試驗結果又怎樣呢？
這或許就是美國立法規範限定最大設計總質量在4536千克下的車輛安裝TPMS的根本原因。知道直接式TPMS的不足，並把不足控制在可控範圍。
通過這樣的分析希望在中國不會產生類似“ 豐田召回事件”。
以上從理論上分析可知直接式TPMS顯示輪胎“氣壓值”並不可完全正確地反映出輪胎是否存在安全隱患。從結構原理分析可知機電式TPMS能做到如果報警後，那一定是輪胎氣壓低或是負荷大輪胎被壓扁到一定程度；輪胎半徑變小；車輛的里程油耗在增大。
中國的一些直接式TPMS生產廠家購買了國外的關鍵晶片來組裝直接式TPMS產品，當然要接受國外關鍵晶片生產廠家的產品設計思想，直接式TPMS產品固有的設計缺陷是不可克服的。
機電式輪胎壓力監測系統目前處於理論基礎形成階段，並在一輛機車上進行了實際驗證。希望中國的有關專家來解析機電式輪胎壓力監測系統的理論基礎。
無源化
目前，在現有已實用化的汽車直接式輪胎壓力監測系統中，輪胎壓力檢測感測器電路都是由小容量的電池提供電量，受電池電容量小因素的限制以及電池材料因素的限制，已實用化的汽車直接式輪胎壓力監測系統在實際套用中存在種種不足之處，例如，輪胎壓力檢測感測器的使用壽命、工作期間的檢測頻次受到限制；輪胎壓力檢測感測器的設計、生產和製造以及汽車輪胎壓力監測系統的套用調試複雜化；還存在在進行無線電信號傳輸過程中受使用環境因素的限制而造成無線電信號傳輸質量不穩定、存在無法報警的安全隱患；電池的存在，增加了輪胎壓力檢測感測器的質量，增大了破壞汽車車輪動平衡的因素，也帶來電池報廢后產生的環境保護問題。
如果汽車直接式輪胎壓力監測系統採用相對鏇轉體間電量(電信號)傳輸電路，則上述不足之處可以得到解決，安裝在車輪中的輪胎壓力檢測感測器可以獲得充足的電量，傳輸穩定的信號。
一種具體的技術方案
TPMS舉例說明：
上圖為本電路的直流電源形式的向輪胎壓力檢測感測器電路提供電量實施例結構示意圖。
圖中直流電源正極通過導線搭鐵，負極通過導線和剎車鉗頂端端面位置上導體導通。
圖中安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體和安裝在輪輞上具有一定形狀的氣門嘴可以構成一個電容結構。
安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體是靜導體，構成電容結構的一個電極，可以通過導線和直流電源負極導通。安裝在輪輞上具有一定形狀的氣門嘴構成電容結構的另一個電極，同時，與安置在由輪輞與輪胎構成的密閉空腔里的基本整流電路單元中的二極體導通。
圖中D1為安置在由輪輞與輪胎構成的密閉空腔里的整流電路中的二極體（負極和氣門嘴導通，正極搭鐵） 。
圖中D2為安置在由輪輞與輪胎構成的密閉空腔里的整流電路中的二極體（正極和氣門嘴導通，負極作為整流電路的電量（電信號）輸出端通過導線和輪胎壓力檢測感測器電路導通）。
圖中輪胎壓力檢測感測器電路安置在由輪輞與輪胎構成的密閉空腔里。
電路工作結構是：在正常情況下，直流電源正極是通過導線搭鐵，負極是通過導線和安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體導通; 氣門嘴和二極體（D1）的負極導通，同時，和二極體(D2)的正極導通; 二極體（D1）的正極搭鐵;二極體(D2)的負極和輪胎壓力檢測感測器電路導通。
電路工作過程可簡述為：在正常情況下，直流電源負極通過導線和安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體導通，使安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體（也可以說是剎車鉗）周圍產生電場；氣門嘴隨著車輪的鏇轉可以周期性的逐漸接近安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體後再逐漸遠離安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體，在車輪鏇轉的過程中，氣門嘴和安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體構成的電容結構，其電容值是經歷從小到大再到小的循環過程，在氣門嘴逐漸接近安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體階段中，電容結構的電容值逐漸變大，在電場的作用下，二極體（D1）中產生充電電流，電流流向氣門嘴；在氣門嘴逐漸遠離安裝在剎車鉗頂端端面位置上的導體階段中，電容結構的電容值逐漸變小，在電場的作用下，二極體（D2）中產生放電電流，電流流向輪胎壓力檢測感測器電路；因此，在這個階段中，輪胎壓力檢測感測器電路獲得電量（電信號）。
技術方案的理論分析
因此在理論和實踐上，相對鏇轉體間電量(電信號)傳輸電路是由靜導體、氣門嘴、整流電路三部分組成。靜導體和氣門嘴能夠呈現具有電容參數的電容結構；氣門嘴可以圍繞靜導體作鏇轉運動或者說作周期性的逐漸接近靜導體後再逐漸遠離靜導體的運動；靜導體與氣門嘴兩者上的電量在一定條件下可以根據兩者之間電場的變化而相應地分別同時增大或者同時減小；靜導體例如可以是安裝在剎車鉗頂端位置上的具有一定形狀的導體；具有一定形狀的氣門嘴是固定在輪輞上。整流電路是由兩個二極體構成，在某個整流電路中，第一個二極體的正極和輪輞相導通，第一個二極體的負極和具有一定形狀的氣門嘴相導通，同時，第二個二極體的正極和第一個二極體的負極相導通，第二個二極體的負極作為這個整流電路電量(電信號)輸出端。
相對鏇轉體間電量(電信號)傳輸電路的工作原理可以描述如下：所述的靜導體和所述的具有一定形狀的氣門嘴可以構成一個具有電容參數的電容結構，兩導體分別成為一個電容結構的兩個電極，根據氣門嘴不同的運動狀態位置，靜導體和氣門嘴所構成電容結構的電容值存在一定規律性的變化，在一定條件下，當氣門嘴處在最接近靜導體位置時，電容結構的電容值最大；當氣門嘴處在最遠離靜導體位置時，電容結構的電容值最小；如果電容結構接上電源，則該電容結構就會在一定條件下隨著電容值的變大而充電，隨著電容值的變小放電，在這個過程中，再配合有整流電路控制充放電流的方向，就可以使構成的相對鏇轉體間電量(電信號)傳輸電路表現出其中一個導體上的電量（電信號）向另一個導體傳輸過去的現象，或者說，相對鏇轉體間電量(電信號)傳輸電路中的一個導體上具有一定電量後，一定條件下，非直接接觸該導體的另一個導體可以表現出具有可輸出一定電量（電信號）能力的現象。
本電路套用於汽車直接式輪胎壓力監測系統中，可以為安裝在車輪內部的輪胎壓力檢測感測器電路提供電量和傳輸質量穩定的電信號，相比較說，同時可以減小輪胎壓力檢測感測器的質量。
產品特色
TPMS產品特色車載電壓即時監測，提早發現電瓶或發電機異常，避免拋錨。
獨家配備快速漏氣指示功能，掌握安全更即時。
可設定接收器系統顯示模式（胎壓、胎溫或輪流顯示）。
接收器採用磁鐵吸附支架，方便車主安裝收納。
發射器電源採用軍規電池。
模組規格
發射器規格表：
| 電池使用壽命 Battery life | 約 7 年 |
| 電池電壓 | |
| 儲存溫度範圍 | -40 ℃ to 125 ℃ |
| 工作溫度範圍 | -40 ℃ to 115 ℃ |
| 發射功率 | 最高 5 dBm |
| 工作頻率 | |
| 壓力檢測範圍 | 0 ~ 13 bar ( 或 0 ~ 188 psi ) |
| 壓力檢測誤差範圍 | ±0.3 bar (or ±4 psi ) |
| 溫度檢測範圍 | -40 ℃ to 115 ℃ |
| 溫度檢測誤差範圍 | ±6 ℃ 在一般環境溫度下 |
| 模組重量 | |
| 模組外觀尺寸 | 61 x 34 x 19 (mm) |
模組規格
接收器規格表：
| 工作電壓 | DC 9V ~ 36V |
| 正常工作電流 | ≦ 100mA |
| 儲存溫度範圍 | -40 ℃ to 90 ℃ |
| 工作溫度範圍 | -30 ℃ to 85 ℃ |
| 胎壓顯示範圍 | 0 ~ 13 bar |
| 溫度顯示範圍 | -40 ℃ to 115 ℃ |
| 模組外觀尺寸 | 85 x 56 x 17 (mm) |
產品延伸
車載DVD導航專用型TPMS
1、主要配套DVD導航安裝的胎壓產品，實現了與DVD與胎壓監控完美匹配；
2、胎壓界面設計黑底白字，報警提示紅色顯示，界面相對比較清晰、胎壓數據字型較大顯眼；
3、採用遙控按鍵（無線），用於學碼和隨時切換胎壓界面，方便實用，不用連線；
4、安裝主機連線DVD只需連線7條線，安裝相對更簡單；
5、有無倒車後視均可安裝使用胎壓產品，不受攝像頭的限制；
6、兼容所有品牌的DVD導航，有無檢測線都能安裝；
7、內、外置感測器，內置更專業、外置安裝更簡便；
行業報導
智慧型交通TPMS胎壓初始化系統.中國智慧型物聯網
