公路交通对于社会生活和国民经济的发展起着举足轻重的作用,而汽车安全一直是当今汽车研究的一个主题,以期避免交通事故对人身和财产安全以及国民经济造成危害。汽车轮胎自燃、爆胎往往引起恶性交通事故,而维持标准的轮胎压力与温度则成为避免爆胎最有效的方法。轮胎压力监测系统(Tire Pressure Monitoring System, TPMS)能够实时自动监测胎压与胎温,当胎压和胎温异常时,该系统能及时发出警报,提醒驾驶员及时做出相应操作,防止汽车安全事故的发生。因此TPMS系统的研究对于提高汽车主动安全具有重大意义。本文分析了车辆轮胎损耗及爆胎现象与轮胎的气压、温度之间的关系,综述了目前TPMS系统的国内外研究动态、应用现状和未来发展趋势。剖析了各类型TPMS的工作原理和优缺点,权衡了直接式与间接式TPMS系统的利弊,最终确定以直接式TPMS为研究目标,根据TPMS的工作环境和技术要求设计了总体设计方案。本文设计了轮胎发射模块与中央处理模块的硬件结构,其中包含了传感器MPXY8300与中央处理模块微控制器的外围电路设计；根据天线工作环境、性能指标和工作原理设计出了螺旋天线；设计了无线通信协议数据帧格式；采用曼彻斯特编码作为编码码型,而调制的方式运用二进制频移键控方式(2FSK)。完成了对轮胎模块和主机模块的软件设计。最后在实验室条件下对所研制的TPMS系统进行了功能测试,结果表明在轮温或胎压出现异常时,系统能够实时报警,提示驾驶员故障类型,提高了汽车的主动安全性,测试结果符合国家有关规定。本文在软件设计方面实现了直接式TPMS系统的低功耗,延长了轮胎模块内部电池的使用寿命,有一定的创新性。