CN102521946A

CN102521946A - 一种车辆事故呼救系统

Info

Publication number: CN102521946A
Application number: CN2012100143896A
Authority: CN
Inventors: 宋晓琳; 张伟伟; 王文涛; 曹昊天; 欧阳维力
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2012-01-17
Filing date: 2012-01-17
Publication date: 2012-06-27

Abstract

本发明公开了一种车辆事故呼救系统，包括最小化控制系统、加速度传感器、GPS接收机、蓝牙音频输出适配器、蓝牙USB适配器、蓝牙免提电话、摄像机、无线数据传输模块、驾驶员信息IC卡、安装有Google Earth软件的呼救中心服务器，本发明的系统创新地采用Google Earth技术获取事故发生地点直观信息，使事故车辆和事故呼救中心之间能够双向互动，提高了呼救中心的使用效率，满足了人性化需求，本发明使用蓝牙免提电话作为扬声器和麦克风，能够和事故呼救中心实时通话，并配备车载Camera模块，方便事故呼救中心观察车内现场状况。

Description

一种车辆事故呼救系统

技术领域

本发明涉及汽车电子技术领域，特别是一种车辆事故呼救系统。

背景技术

随着经济技术的迅速发展，我国汽车保有量不断增加，但交通事故及其造成的人员伤亡仍居高不下。2010年，我国发生道路交通事故3906173起，造成65225人死亡、254075人受伤，直接财产损失9.3亿元。其中一次死亡10人以上特大道路交通事故增多，高速公路事故增多。为了提高事故救援水平，目前欧美国家以开发出车辆事故紧急自动呼救系统并得到了较好应用，如美国通用公司的OnSfar，德国奔驰公司的Teleaid、法国标致公司的紧急呼救系统和沃尔沃公司的OnCall等。车辆事故呼救系统一般包括车辆状态监测控制模块、无线通信模块、事故监测服务器模块以及相应的救援队伍等，涉及到车辆安全技术、导航定位技术和通信技术等。

国内交通事故紧急救援工作刚刚起步，对事故紧急救援的体系结构和服务功能的研究和开发取得了基本的研究成果。但仍存在着不少问题，如道路交通事故紧急呼救过程人工化，主要采用非自动检测技术，大多是基于路旁的紧急电话或者交警巡逻发现事故，延误最佳救援时机；事故救援缺乏高效的联动和协调救援策略问题，尤其是(1)当发生火灾时需要消防部门和交通管理部门协力救助；(2)当车辆发生严重损坏或乘员陷入困境时，需要专门的拖曳、解体、切割工具等有针对性的救援措施。

国内在车辆事故紧急救援系统方面的研究尚处于起步阶段，只有少量专利和研究论文，还不能形成专业产品的研发生产。专利号为CN101917531A的紧急事故呼救方法和呼救系统，阐述了紧急交通事故救援的一般过程，但没有涉及(1)车辆事故等级分类的数据内容和事故发生后车内的现场状况，不便于车辆事故的针对性紧急救援；(2)全球定位模块的位置数据是全球经纬度坐标数据，该发明并没有阐述服务中心获取事故发生地点信息的方法；(3)该系统的远程呼救模块只能通过通信服务商等向事故呼救中心单方面传输事故信息，缺乏事故车辆和事故呼救中心间的双向互动，限制了其使用效率，不能满足人性化需求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种车辆事故呼救系统，利用移动网和因特网的交通事故紧急呼救系统，对交通事故后乘员伤害程度和车辆损伤程度进行判断，获取事故发生地点的直观信息，与事故车辆和事故呼救中心进行双向互动，赢取最佳救援时机，满足人性化需求。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种车辆事故呼救系统，包括最小化控制系统、加速度传感器、GPS接收机、蓝牙音频输出适配器、蓝牙USB适配器、蓝牙免提电话、摄像机、无线数据传输模块、驾驶员信息IC卡、安装有Google Earth软件的呼救中心服务器，所述最小化控制系统包括DSP控制单元、串口转换芯片、IO模拟串口芯片、音频编解码芯片，串口转换芯片、IO模拟串口芯片、音频编解码芯片与DSP控制单元双向连接，GPS接收机、无线数据传输模块各通过一块串口转换芯片与DSP控制单元双向连接，摄像机通过IO模拟串口芯片与DSP控制单元双向连接，驾驶员信息IC卡通过IC卡读卡器、IO模拟串口芯片与DSP控制单元连接，加速度传感器接入控制系统，音频编解码芯片的耳机口与蓝牙音频输出适配器连接，蓝牙音频适配器、蓝牙免提电话、蓝牙USB适配器依次连接，蓝牙USB适配器与音频编解码芯片的输入口连接，无线数据传输模块通过网络与呼救中心服务器通信。

作为优选方案，所述DSP控制单元采用DSP 5509A系列芯片；所述蓝牙免提电话型号为语航者BTHF102；所述蓝牙音频输出适配器型号为BTAV101；所述无线数据传输单元型号为华为CM320；所述IO模拟串口芯片为MAX3232芯片；所述串口转换芯片为SP3232芯片；所述音频编解码芯片为TLV320AIC23B芯片。

驾驶员信息IC卡内包含内容为：驾驶员姓名编码、驾驶员行车证ID、驾驶员血型、驾驶员紧急联系人号码等必要信息；当事故发生后，以上内容与车辆当前GPS地点信息一并发送到服务中心。

本发明的系统创新地采用Google Earth技术获取事故发生地点直观信息，使事故车辆和事故呼救中心之间能够双向互动，提高了呼救中心的使用效率，满足了人性化需求，本发明使用蓝牙免提电话作为扬声器和麦克风，能够和事故呼救中心实时通话，并配备车载Camera模块，方便事故呼救中心观察车内现场状况。

附图说明

图1为本发明一实施例车辆事故呼救系统结构框图；

图2为本发明一实施例车辆事故呼救系统事故决策流程图。

图3为本发明一实施例车辆碰撞速度变化量与MAIS3+伤害指标的关系示意图；

图4为本发明一实施例最小化系统TMS320VC5509A芯片引脚原理图；

图5为本发明一实施例蓝牙音频适配器电路原理图；

图6为本发明一实施例串口转换芯片电路原理图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一实施例包括两个部分：车载设备和呼救中心，车载设备包括最小化控制系统、加速度传感器、GPS接收机、蓝牙音频输出适配器、蓝牙USB适配器、蓝牙免提电话、摄像机、无线数据传输模块、驾驶员信息IC卡，呼救中心包括安装有GoogleEarth软件的呼救中心服务器，所述最小化控制系统包括DSP控制单元、串口转换芯片、IO模拟串口芯片、音频编解码芯片，串口转换芯片、IO模拟串口芯片、音频编解码芯片与DSP控制单元双向连接，GPS接收机、无线数据传输模块各通过一块串口转换芯片与DSP控制单元双向连接，摄像机通过IO模拟串口芯片与DSP控制单元双向连接，驾驶员信息IC卡通过IC卡读卡器、IO模拟串口芯片与DSP控制单元连接，加速度传感器接入控制系统，音频编解码芯片的耳机口与蓝牙音频输出适配器连接，蓝牙音频适配器、蓝牙免提电话、蓝牙USB适配器依次连接，蓝牙USB适配器与音频编解码芯片的输入口连接，无线数据传输模块通过网络与呼救中心服务器通信。

车载设备中基于DSP5509A芯片的最小化控制系统单元，以TMS320VC5509A芯片为核心，主要配备GPIO端口、SPI总线接口、IIC总线接口、McBSP端口(含LINE IN JACK1和耳机JACK2音频口)、UART串行端口、SDRAM、FLASH、晶振时钟、电源&上电复位单元等。

蓝牙免提电话采用语航者BTHF102蓝牙免提电话；蓝牙音频输出适配器型号为BTAV101；所述无线数据传输单元型号为华为CM320；所述IO模拟串口芯片为MAX3232芯片；所述串口转换芯片为SP3232芯片；所述音频编解码芯片为TLV320 AIC23B芯片。

本系统监测安全气囊系统的碰撞加速度传感器数据，当汽车发生碰撞事故时，加速度数据急剧变化，当超过一定阀值时可以认为有事故发生，同时对加速度数据进行时间积分，判断速度变化值ΔV，并结合MAIS3+乘员伤害等级分类表判断乘员的伤害程度，结合最大变形侵入量和最大加速度与碰撞前速度V₀关系表判断车身变形指数VDI和车身损伤等级。当确定有事故发生时，DSP5509A控制芯片判断车身碰撞方向，并启动无线数据传输单元，通过GPRS或CDMA网络接入Internet并向固定IP服务器端申请建立socket连接。连接成功后，DSP芯片控制无线数据传输单元(客户端)与服务器端进行双向通信。加速度传感器通常布置在车辆前引擎盖下方和左右前后车门中央，加速度数字信号通过SPI总线或IIC总线传输至控制系统单元。车载设备中最小化控制系统单元监测加速度传感器数据，依据加速度变化情况并对其时间积分，判断碰撞过程中速度的变化量ΔV和加速度方向数据，由此判断乘员的可能伤害程度和车身变形损伤等级。

图2为本实施例系统的事故决策流程图，车辆损伤严重等级通常根据车身变形量来衡量，是根据碰撞位置、碰撞方向和变形侵入深度等描述汽车的损伤程度，车身变形指数VDI和车身变形损伤等级具体参照美国汽车工程学会(SAE)标准J224受损车辆分类方法；碰撞事故中乘员的可能伤害程度有四种形式：前向碰撞、尾部碰撞、近乘员侧侧面碰撞和远乘员侧侧面碰撞。乘员伤害等级采用美国车辆医学委员会制定的简明伤害定级标准AIS，针对以上四种碰撞分析不同碰撞速度变化量ΔV下的乘员伤害等级在MAIS3+以上的可能性，AIS指标用于界定车辆碰撞事故中的乘员损伤严重程度，AIS用数字区别不同程度的损伤，例如：AIS0无损伤，AIS2轻度损伤，AIS 3中度损伤，AIS 4重度损伤，AIS5致命损伤，AIS6死亡或明显不能救活等。评价人体多处损伤时的一种做法是，以某一部位最大的AIS值作为全局损伤程度的指标，记为MAIS，在碰撞损伤研究中经常使用；在评估乘员伤害等级时，尽管乘员伤害严重程度受到诸多因素影响，如碰撞车辆质量比、碰撞角度等，但业内普遍采用碰撞过程中速度变化值做为最便捷实用的乘员伤害等级判断依据。具体表达图见图3，车辆碰撞速度变化量与MAIS3+伤害指标的关系；碰撞事故中车身侵入变形量X₀≈0.014V₀，最大减速度A≈0.57V₀。根据推断出的当量速度变化量和碰撞前车速V₀，可以求出车身变形量，进而获得车身变形指数VDI和车身变形损伤等级。

车载设备中GPS接收机以串口形式输出数据，包含经纬度信息、速度信息等。

车载设备中无线数据传输单元(英文缩写DTU)，采用华为无线数据传输模块(型号：CM320)，通过AT+I命令对该无线数据传输单元进行命令控制，具体有：启动Internet控制器，请求与服务器端建立SOCKET连接，发送事故数据帧，接收事故数据帧，关闭SOCKET连接等。

车载设备中Camera模块传输图片格式为JPEG格式，图像像素640*480，探测角度不小于120度，布置在车辆后视镜处。

呼救中心中基于windows系统的电脑作为事故监测服务器，配备麦克风和音响系统。该服务器具有可靠的公共网络连接(教育网除外)，具有固定IP地址，并安装Google Earth软件。

呼救中心服务器端运行的事故监测程序由C语言编写，是具有MFC界面的Release版本。该监测程序监测到事故信号时，能通过响铃信号通知服务人员，并自动连接车载设备进行双向语音通信。在必要时还可远程激活车载设备的Camera模块观察车内现场状况。呼救中心服务器端运行的事故监测程序接收到事故发生地GPS数据、乘员伤害等级数据和碰撞类型后，通过Google API函数调用GoogleEarth，定位显示事故发生地点。根据乘员伤害等级数据和碰撞类型启动相应救援措施。

本发明一实施例最小化控制系统TMS320VC5509A芯片引脚图见图4.

本发明一实施例蓝牙音频适配器电路原理图见图5。

本发明一实施例最小化控制系统中串口转换芯片电路原理图见图6。

Claims

1.一种车辆事故呼救系统，包括最小化控制系统、加速度传感器、GPS接收机、蓝牙音频输出适配器、蓝牙USB适配器、蓝牙免提电话、摄像机、无线数据传输模块、驾驶员信息IC卡、安装有GoogleEarth软件的呼救中心服务器，其特征在于，所述最小化控制系统包括DSP控制单元、串口转换芯片、IO模拟串口芯片、音频编解码芯片，串口转换芯片、IO模拟串口芯片、音频编解码芯片与DSP控制单元双向连接，GPS接收机、无线数据传输模块各通过一块串口转换芯片与DSP控制单元双向连接，摄像机通过IO模拟串口芯片与DSP控制单元双向连接，驾驶员信息IC卡通过IC卡读卡器、IO模拟串口芯片与DSP控制单元连接，加速度传感器接入控制系统，音频编解码芯片的耳机口与蓝牙音频输出适配器连接，蓝牙音频适配器、蓝牙免提电话、蓝牙USB适配器依次连接，蓝牙USB适配器与音频编解码芯片的输入口连接，无线数据传输模块通过网络与呼救中心服务器通信。

2.根据权利要求1所述的车辆事故呼救系统，其特征在于，所述DSP控制单元采用DSP 5509A系列芯片。

3.根据权利要求1所述的车辆事故呼救系统，其特征在于，所述蓝牙免提电话型号为语航者BTHF102。

4.根据权利要求1所述的车辆事故呼救系统，其特征在于，所述蓝牙音频输出适配器型号为BTAV101。

5.根据权利要求1所述的车辆事故呼救系统，其特征在于，所述无线数据传输单元型号为华为CM320。

6.根据权利要求1所述的车辆事故呼救系统，其特征在于，所述IO模拟串口芯片为MAX3232芯片。

7.根据权利要求1所述的车辆事故呼救系统，其特征在于，所述串口转换芯片为SP3232芯片。

8.根据权利要求1所述的车辆事故呼救系统，其特征在于，所述音频编解码芯片为TLV320AIC23B芯片。