CN104616427A - 一种基于加速度的车祸自动定位报警系统 - Google Patents

一种基于加速度的车祸自动定位报警系统 Download PDF

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谢敏富
胡清华
高娟
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    • GPHYSICS
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    • G08B25/01Alarm systems in which the location of the alarm condition is signalled to a central station, e.g. fire or police telegraphic systems characterised by the transmission medium
    • G08B25/016Personal emergency signalling and security systems

Abstract

本发明公开了一种基于加速度的车祸自动定位报警系统,实现了加速度的实时判定、经纬度的实时显示及自动发送信息的功能。借助于GPS全球定位系统和GSM通信技术提供的完善的数据通信平台,达到了自动定位报警的目地,大大地减少了由于救援不及时造成的死亡。

Description

-种基于加速度的车祸自动定位报譬系统
技术领域
[0001] 本发明设及一种加速度检测系统,尤其设及一种基于加速度的车祸自动定位报警 系统,属于车辆自动检测技术领域。
背景技术
[0002] 在汽车发生意外碰撞时最大限度地确保驾驶员和乘客的安全,是汽车工业追求的 目标之一。据我国卫生部的统计数据表明,在1000例交通事故伤者中,只有14. 3%的伤者 能及时乘坐救护车到达医院。道路交通事故表明,如果在交通事故发生5min内采用应急救 援措施,30mm内采用急诊,至少可W使18%〜25%的重伤者免于死亡;另外,在我国车祸死 亡中大约40%的伤者是当场死亡,其余60%是死于医院或送往医院途中,其中30%的伤者 是因为抢救不及时而死亡。随着汽车安全研究的深入,采用日趋完善的汽车碰撞保护系统 (如气囊等)可W有效地降低车祸死亡率,同时也有诸多弊端(如不能及时报警等待救援 等)。
[0003] 目前利用加速度来测量车祸发生已存在,西方交通管理部口为了交通安全,特制 定了死亡加速度500g(g= lON/kg)该一数值,W醒世人。意思是如果行车加速度超过此值, 将有生命危险,那么大的加速度,一般情况下紧急刹车是难W达到的,只有在发生猛烈撞击 后才会达到该数值。车辆碰撞的时间非常短,大多为毫秒级,而Atmegal28单片机的处理速 度是微秒级,甚至有更高级的巧片处理速度能达到纳秒级,足W计算出撞车时的加速度。例 如,两辆摩托车时速20km巧.6m/s),相向而行发生碰撞,碰撞时间为毫秒级,按0. 001s来计 算,该样短的时间内,广生的加速度为al = V/t = 5. 6/0. 001 = 560g,如果是紧急刹车,从 刹车开始到最终停止,时间按Is来计算,产生加速度为a2 = V/t = 5. 6/1 = 0. 56g,可见 碰撞产生的加速度非常之大,证实了用检测加速度的方法来判断是否发生车祸是可行的。
[0004] 例如申请号为"201110163240. X"的一种车祸自动定位求救装置,包括车祸传感 器、温度传感器、位置定位器和求救信号发送器,车祸传感器用于实时监测安全气囊的状 态,当安全气囊打开时生成车祸控制信号;温度传感器用于实时采集车厢温度信息,当车厢 温度大于预先设置的阔值时生成火灾控制信号;位置定位器用于将车辆位置信息发送给求 救信号发送器;求救信号发送器用于生成求救短信,并通过无线网络将求救短信发送给相 关机构或个人。在发生车祸或火灾时,本发明可自动发出求救短信,并提供准确的车辆位置 信息,使救助机构及时实施救助,受伤当事人可得到及时救护。
[0005] 又如申请号为"201210145683. 0"车祸自动定位报警系统,主要由中央处理器、W 及分别与中央处理器连接的GI^S模块、GSM模块、W及MEMS加速度传感器构成。本发明的 优点在于:本自动定位报警系统设计采用Atmegal28单片机作为整个系统的中央处理器, 与MEMS加速度传感器、GI^S定位模块、GSM通信模块相连。可W在车祸发生后自动拨打紧急 电话,告知相关部口车祸发生的精确位置、时间,使其在第一时间派出救援队,给援救伤员 争取更多时间,挽救更多的生命。
发明内容
[0006] 本发明所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种基于加速度的车 祸自动定位报警系统,其实现了加速度的实时判定、经绅度的实时定位及自动发送信息的 功能。
[0007] 本发明为解决上述技术问题采用W下技术方案:
[000引一种基于加速度的车祸自动定位报警系统,包含微控制器模块W及与微控制器模 块连接的加速度检测模块、通讯模块、定位模块;所述加速度检测模块包含依次连接的具有 多晶娃结构的差动电容器、调制器、滤波器、占空比调制器,所述微控制器模块包含计算单 元、对比单元和控制单元;在加速度的作用下,多晶娃结构产生偏移使差动电容器的电容 值发生变化,差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器传输至占空比调制器进而 转换为占空比和加速度成正比的方波,计算单元通过检测方波周期进而计算出车辆的加速 度,具体计算为0 =巧/了2-U0g)Uig,其中,a为车辆的加速度,Ti为方波的波宽,Tg为方波 的周期,的g为Og对应的占空比,巧g为Ig加速度变化引起的占空比变化值对比单元根据 计算单元计算出的车辆加速度与设定阔值进行对比,若车辆加速度超过设定阔值,控制单 元则通过通讯模块将定位模块定位的车辆位置信息传递给监管部口。
[0009] 作为本发明一种基于加速度的车祸自动定位报警系统的进一步优选方案,所述微 控制器模块的型号为AVR系列单片机。
[0010] 作为本发明一种基于加速度的车祸自动定位报警系统的进一步优选方案,所述通 讯模块为GSM通讯模块。
[0011] 作为本发明一种基于加速度的车祸自动定位报警系统的进一步优选方案,所述定 位模块为GI^S定位模块。
[0012] 作为本发明一种基于加速度的车祸自动定位报警系统的进一步优选方案,所述加 速度检测模块采用可充电蓄电池供电。
[0013] 本发明采用W上技术方案与现有技术相比,具有W下技术效果:
[0014] 1、本发明结构简单且能够精确检测车辆加速度进而精确判断车祸的发生;
[0015] 2、本发明实现了加速度的实时判定、经绅度的实时显示及自动发送信息的功能;
[0016] 3、本发明借助于GI^S全球定位系统和GSM通信技术提供的完善的数据通信平台, 达到了自动定位报警的目地,大大地减少了由于救援不及时造成的死亡;
[0017] 4、本发明可W在车祸发生后自动发送信息至相关部口车祸发生的精确位置、时 间,使其在第一时间派出救援队,给援救伤员争取更多时间,挽救更多的生命。
附图说明
[001引图1是本发明的结构原理图。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明:
[0020] 如图1所示,一种基于加速度的车祸自动定位报警系统,包含微控制器模块W及 与微控制器模块连接的加速度检测模块、通讯模块、定位模块;所述加速度检测模块包含依 次连接的具有多晶娃结构的差动电容器、调制器、滤波器、占空比调制器,所述微控制器模 块包含计算单元、对比单元和控制单元;在加速度的作用下,多晶娃结构产生偏移使差动电 容器的电容值发生变化,差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器传输至占空比 调制器进而转换为占空比和加速度成正比的方波,计算单元通过检测方波周期进而计算出 车辆的加速度,具体计算为a =巧/ ^2 ,其中,a为车辆的加速度,Ti为方波的波宽, T,为方波的周期,的g为Og对应的占空比,Uig为Ig加速度变化引起的占空比变化值;对 比单元根据计算单元计算出的车辆加速度与设定阔值进行对比,若车辆加速度超过设定阔 值,控制单元则通过通讯模块将定位模块定位的车辆位置信息传递给监管部口;
[0021] 其中,所述微控制器模块的型号为AVR系列单片机,所述通讯模块为GSM通讯模 块,所述定位模块为GI^S定位模块,所述加速度检测模块采用可充电蓄电池供电。
[0022] 在加速度的作用下,多晶娃结构会产生偏移使电容值发生变化。在信号处理电路 中,差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器(由内部RFx和外部CFx,RFx构成) 送到占空比调制器中,由调制器转换为占空比和加速度成正比的方波,方波的周期(T2)可 W通过Rs确定。该个方波可W直接送到单片机进行处理,通过使用计数器测量方波周期T2 ^及脉的宽度T1,从而得到加速度的值。具体计算为"=巧/n - ,其中,a为车辆的 加速度,Ti为方波的波宽,T 2为方波的周期,巧)g为Og对应的占空比,为Ig加速度变化 弓植的占空比变化值;
[0023] GPS(Global化sitioning System)是当前应用最为广泛的卫星导航定位系统,使 用方便、成本低廉。全球定位系统的主要特点有;全球性、全天候、连续性和实时性的导航、 定位和定时功能。本模块使用SKYnav GB10。该模块具有低功耗、抗干扰能力和抗遮挡能力 强等特点,它具有12个数据并行接受通道,包括8个数据位、1个起始位、1个停止位、无校 正位,输出电平为CMOS电平、电流为1mA。通信方式是采用异步串行通信,电路连接方法非 常简便,只需将本模块的TXD0和RXD0引脚分别与单片机的RXD0和TXD0引脚相连,即可进 行数据传输,默认的通信速率是4800b/s,接受频率为1575. 42 + 1. OMHz。
[0024] GSM模块采用TC35, TC35是Siemens公司推出的新一代无线通信GSM模块,可W 快速安全可靠地实现系统方案中的数据、语音传输、短消息服务(Skxrt Message Service) 和传真。模块的工作电压为3. 3〜5. 5V,可W工作在900MHz和1800MHz两个频段,所在频 段功耗分别为2W巧00M)和1W(1800M)。此外,该模块还具有电话簿功能、多方通话,漫游检 测功能,常用工作模式有省电模式、IDLE、TALK等模式。通过独特的40引脚的ZIF连接器, 实现电源连接、指令、数据、语音信号、及控制信号的双向传输。
[0025] AVR单片机具有预取指令功能,即在执行一条指令时,预先把下一条指令取进来, 使得指令可W在一个时钟周期内执行;多累加器型,数据处理速度快;AVR单片机具有32个 通用工作寄存器,相当于有32条立交桥,可W快速通行;中断响应速度快。AVR单片机有多 个固定中断向量入口地址,可快速响应中断;AVR单片机耗能低。对于典型功耗情况,WDT关 闭时为lOOnA,更适用于电池供电的应用设备;有的器件最低1. 8V即可工作;AVR单片机保 密性能好。
[0026] 本发明一种基于加速度的车祸自动定位报警系统.实现了加速度的实时判定、经 绅度的实时显示及自动发送信息的功能。借助于GI^S全球定位系统和GSM通信技术提供的 完善的数据通信平台,达到了自动定位报警的目地,大大地减少了由于救援不及时造成的 死亡。
[0027] 本技术领域技术人员可W理解的是,除非另外定义,该里使用的所有术语(包括 技术术语和科学术语)具有与本发明所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。 还应该理解的是,诸如通用字典中定义的那些术语应该被理解为具有与现有技术的上下文 中的意义一致的意义,并且除非像该里一样定义,不会用理想化或过于正式的含义来解释。 [002引 W上实施例仅为说明本发明的技术思想,不能W此限定本发明的保护范围,凡是 按照本发明提出的技术思想,在技术方案基础上所做的任何改动,均落入本发明保护范围 之内。上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明,但是本发明并不限于上述实施方 式,在本领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可W再不脱离本发明宗旨的前提下做 出各种变化。

Claims (5)

1. 一种基于加速度的车祸自动定位报警系统,其特征在于:包含微控制器模块w及与 微控制器模块连接的加速度检测模块、通讯模块、定位模块;所述加速度检测模块包含依次 连接的具有多晶娃结构的差动电容器、调制器、滤波器、占空比调制器,所述微控制器模块 包含计算单元、对比单元和控制单元;在加速度的作用下,多晶娃结构产生偏移使差动电容 器的电容值发生变化,差动电容器的变化信号由调制器解调后通过滤波器传输至占空比调 制器进而转换为占空比和加速度成正比的方波,计算单元通过检测方波周期进而计算出车 辆的加速度,具体计算为a = (Ti/T2-Uag)Uig,其中,a为车辆的加速度,Ti为方波的波宽,T 2 为方波的周期,U"g为Og对应的占空比,Uig为Ig加速度变化引起的占空比变化值;对比单 元根据计算单元计算出的车辆加速度与设定阔值进行对比,若车辆加速度超过设定阔值, 控制单元则通过通讯模块将定位模块定位的车辆位置信息传递给监管部口。
2. 根据权利要求1所述的一种基于加速度的车祸自动定位报警系统,其特征在于:所 述微控制器模块的型号为AVR系列单片机。
3. 根据权利要求1所述的一种基于加速度的车祸自动定位报警系统,其特征在于:所 述通讯模块为GSM通讯模块。
4. 根据权利要求1所述的一种基于加速度的车祸自动定位报警系统,其特征在于:所 述定位模块为GI^S定位模块。
5. 根据权利要求1所述的一种基于加速度的车祸自动定位报警系统,其特征在于:所 述加速度检测模块采用可充电蓄电池供电。
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CN105046897A (zh) * 2015-07-31 2015-11-11 苏州玄禾物联网科技有限公司 一种车祸自动定位检测系统
CN105160804A (zh) * 2015-07-31 2015-12-16 苏州玄禾物联网科技有限公司 一种基于滤波电路的车祸自动定位检测系统
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