車禍自動定位報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘要：設(shè)計了一種車禍自動定位報警系統(tǒng)，應(yīng)用了MEMS、GPS和GSM等技術(shù)。由于車禍發(fā)生的瞬間，車體加速度非常大，遠(yuǎn)超過緊急剎車時的加速度，故可用加速度的大小作為車禍發(fā)生的判斷依據(jù)。使用MEMS加速度傳感器采集信號，經(jīng)CPU處理后，如果加速度值超出保護值，立刻通過GSM平臺將GPS檢測到的經(jīng)、緯度及相關(guān)信息發(fā)送到相關(guān)部門，救援人員能迅速趕到現(xiàn)場進行急救。此設(shè)計提供了一種在特殊情況下能更好更及時地保護人民生命財產(chǎn)的新途徑。
關(guān)鍵詞：MEMS加速度傳感器；GPS定位系統(tǒng)；GSM通信技術(shù)；報警

在汽車發(fā)生意外碰撞時最大限度地確保駕駛員和乘客的安全，是汽車工業(yè)追求的目標(biāo)之一。據(jù)我國衛(wèi)生部的統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，在1 000例交通事故傷者中，只有14．3％的傷者能及時乘坐救護車到達醫(yī)院。道路交通事故表明，如果在交通事故發(fā)生5 min內(nèi)采用應(yīng)急救援措施，30 mm內(nèi)采用急診，至少可以使18％～25％的重傷者免于死亡；另外，在我國車禍死亡中大約40％的傷者是當(dāng)場死亡，其余60％是死于醫(yī)院或送往醫(yī)院途中，其中30％的傷者是因為搶救不及時而死亡。隨著汽車安全研究的深入，采用日趨完善的汽車碰撞保護系統(tǒng)(如氣囊等)可以有效地降低車禍死亡率，同時也有諸多弊端(如不能及時報警等待救援等)。本設(shè)計可以在車禍發(fā)生后自動撥打緊急電話，告知相關(guān)部門車禍發(fā)生的精確位置、時間，使其在第一時間派出救援隊，給援救傷員爭取更多時間，挽救更多的生命。

1 系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)框架
西方交通管理部門為了交通安全，特制定了死亡加速度500 g(g=10N／kg)這一數(shù)值，以醒世人。意思是如果行車加速度超過此值，將有生命危險，那么大的加速度，一般情況下緊急剎車是難以達到的，只有在發(fā)生猛烈撞擊后才會達到該數(shù)值。車輛碰撞的時間非常短，大多為毫秒級，而Atmega128單片機的處理速度是微秒級，甚至有更高級的芯片處理速度能達到納秒級，足以計算出撞車時的加速度。例如，兩輛摩托車時速20 km(5．6 m／s)，相向而行發(fā)生碰撞，碰撞時間為毫秒級，按0．001 s來計算，這樣短的時間內(nèi)，產(chǎn)生的加速度為a1=V／t=5．6／0．001=560 g，如果是緊急剎車，從剎車開始到最終停止，時間按1 s來計算，產(chǎn)生加速度為a2=V／t=5．6／1=0．56 g，可見碰撞產(chǎn)生的加速度非常之大，證實了用檢測加速度的方法來判斷是否發(fā)生車禍?zhǔn)强尚械摹?br /> 本設(shè)計采用Atmega128單片機作為整個系統(tǒng)的中央處理器，與MEMS加速度傳感器、GPs定位模塊、GSM通信模塊相連。
一旦MEMS加速度傳感器檢測到有加速度變化，Atmega128將對此數(shù)據(jù)進行分析處理，若判為發(fā)生車禍，則GSM模塊以發(fā)短信或打電話的形式將GPS接收到的定位信息傳遞給有關(guān)部門，使其迅速派出急救隊進行救援工作；反之，系統(tǒng)自動復(fù)位，循環(huán)檢測。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

2 主要硬件模塊
2．1 MEMS加速度傳感器模塊
加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設(shè)備，有角加速度計和線加速度計兩種型號。本系統(tǒng)采用的MEMS加速度傳感器型號是ADX L202JE，此傳感器在同一硅片中刻蝕了一個多晶硅表面微機械傳感器，并集成了一套精密的信息處理電路，如圖2所示。