CN2793745Y - 一种交通安全警报器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种交通安全警报器，其包括加速度传感器，放大电路、A/D转换电路，微处理器，无线收发模块，喇叭天线，报警扬声器；加速度传感器经放大电路、A/D转换电路与微处理器的输入端口电连接，所述报警扬声器与微处理器的输出端口电连接，无线收发模块亦与微处理器相连；与无线收发模块相连的喇叭天线至少有两根，分别安装于警报器的前方和后方。本实用新型不仅能起到交通安全警示作用，有效避免在高速公路上易于发生的车辆连环追尾碰撞的交通事故，而且大大提高了有效报警率，使交通事故得到有效控制。

Description

一种交通安全警报器

                          技术领域

本实用新型涉及一种交通安全警报器，尤其是涉及一种防交通事故的安全警报器。

                          背景技术

现有的预防交通事故的报警技术多是在发生了危险事故以后才发出报警信息，因而不能从根本上预防交通事故的发生。例如，现在已有的汽车警示器，所起的作用只能是对发生交通事故的地点起到一个警示作用。其它汽车防撞报警器也都是通过一些紧急情况感应器件来发出报警信号，往往也不能有效地控制和预防交通事故的发生。

                        实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种可有效避免由于驾驶员精力不集中时的视觉误差作出错误判断而引发的交通事故的汽车安全警报器，提高驾驶员的驾驶安全度，有效解决当前只能依靠人的视觉功能掌管车辆行驶安全度而出现的误差大，稳定性差的弊端。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：其包括依次串联的加速度传感器、放大电路、A/D转换电路和微处理器，以及无线收发模块，喇叭天线，报警扬声器；所述报警扬声器与微处理器的输出端口电连接，无线收发模块亦与微处理器相连；与无线收发模块相连的喇叭天线至少有两根，分别安装于警报器的前方和后方。优选方案是，在警报器的两侧还分别各安装有一个信号发射器。

报警方式也可以使用语音驱动程序或数字点阵显示屏来实现。如与车的自动刹车系统连接便可安全有效地实现自动刹车。

本实用新型的工作原理介绍如下。

(1)汽车的运动分析

汽车行驶的过程实际上是变速直线运动的过程，但是，我们也可以这样计算汽车的运动过程，如果把汽车运动的过程按时间段(毫秒计)划分，则可以近似把汽车在这很短的时间内所做的运动看作是做匀速直线运动。那么，汽车行驶的过程可以看作是做无数多个匀速直线运动的过程。汽车做变速运动行驶的路程，就可以通过计算这无数多个做匀速直线运动路程的和值而得。虽然有误差，但误差很小。

(2)汽车碰撞分析

正面碰撞(参见附图1)：假设有两辆汽车在同一公路上相对行驶，甲车的速度为V_甲，乙车的速度为V_乙，两车相距S。在这一时刻，对甲车如果刹车能否发生碰撞进行分析：

由物理学公式：F_合＝m*a    即a＝F_合/m

当汽车刹车时，完全由摩擦力提供加速度：a＝f_摩/m

设轮胎与地面的摩擦因数为μ：则f_摩＝μmg

所以，刹车后的加速度a＝μg

由加速运动的速度计算公式：V_t＝V₀+at

得，甲车刹车所需时间：t＝V_甲/a

由加速运动路程计算公式：S＝V₀t+1/2at²(2aS＝Vt²-V₀ ²)

得，甲车刹车所需路程：S_甲＝V_甲 ²/2a由于刹车时间很短，我们不妨将乙车在甲车刹车过程中看作匀速直线运动，则

乙车在时间t内通过的路程：S_乙＝V_乙*t

这样，通过计算，如果S_甲+S_乙-S＞0甲乙两车则将发生碰撞。

同样，可以反过来对乙车进行以上分析，从而判断出能否发生碰撞。

追尾碰撞：(参见附图2)同样可以按照正面碰撞的分析方法得S_甲，S_乙。如果S_甲-S_乙-S＞0甲乙两车则将会发生追尾碰撞。

(3)两车距离S的计算分析

由Friis的计算公式： $\mathrm{Pr}\left(d\right)=\frac{{\mathrm{PtGtGr\λ}}^2}{{\left(4\mathrm{\Π}\right)}^2{d}^{2}L}$

即 $d=\frac{\mathrm{\λ}}{4\mathrm{\Π}}\sqrt{\frac{\mathrm{PtGtGr}}{\mathrm{PrL}}}$

P_t为发射功率，P_r为接收功率，G_t为发射天线增益，G_r为接收天线增益，d为T--R间距离(单位米)，L是与传播无关的系统损耗因子，λ为波长。其中P_t，G_t，G_r，λ，L都是已知量，因此只要确定Pr的数值便可计算出d的数值，

           那么       S＝d-k

可以通过对不同类型的车做现场试验，从而确定k的最佳取值，使预警功能达到最佳状态。

综合以上分析可得：只要将甲车的速度数据V_甲，乙车的速度数据V_乙，接收功率的数据Pr，送入微处理器进行运算，微处理器便可根据运算结果自动执行中断程序，发出报警呼叫。

从以上分析可见，通过在每辆车上安装一个这样的警报器(经巧妙设计也可以佩带在摩托车司机的肩上)监测到前后邻车之间的距离和速度，并经由软件程序进行测试以确定车行驶的安全度，如果车超出了安全行驶的范围，则报警提示司机注意减速以安全行驶，从而有效避免由人为影起的视觉判断误差的产生，大大增强行车的安全性能保障。本实用新型不仅能起到交通安全警示作用，有效避免在高速公路上易于发生的车辆连环追尾碰撞的交通事故，而且大大提高了有效报警率，使交通事故得到有效控制。

本实用新型的应用领域还可进一步拓展。例如，为避免车与人相撞，车驶入正施工的危险路段，可在人身上(特别是小孩子)和危险路段路口处挂一个信号发射器，发射一种特定编码的信号让车辆的警报器接收，通过特定的程序运算之后同样可以发出报警信息。在此警报器的两个侧面加上两个这样的信号发射器，可防止在车的侧面发生车行碰撞。从而能够更加充分的保障车辆的行驶安全。

将本实用新型广泛应用于交通上，可以精确地保证行驶车辆之间的安全距离，从而能起到规范化、安全化管理车辆的行驶，大大减少交通事故的发生，创造出巨大的社会效益。

将本实用新型进一步开发，还将可能实现汽车的智能化驾驶。

                       附图说明

图1、2为汽车碰撞分析原理示意图；

图3为本实用新型一实施例的构成框图。

                      具体实施方式

以下结合附图介绍本实用新型的一个实施例。

参照图3，本实施例主要由以下器件组成：电容式加速度传感器1，放大电路2，A/D转换电路3，微处理器4，无线收发模块5，喇叭天线6，报警扬声器7；电容式加速度传感器1经放大电路2、A/D转换电路3连接后与微处理器4的输入端口电连接，所述报警扬声器7与微处理器4的输出端口电连接，无线收发模块5亦与微处理器4相连；与无线收发模块5相连的喇叭天线6有两根，分别安装于警报器的前方和后方，分别向前方发送正的速度数据信息，向后方发送负的数据信息，并仅有前方的天线接收数据，天线的辐射范围在50--100米内，辐射频率使用穿透性能较好的高频段或微波频段频率，天线必须具有良好的方向性且具有较高的灵敏度。

电容式加速度传感器1可选用由美国AD公司生产的型号为Ad×L50的单片IC加速度测试芯片，该芯片具有体积小，方向性好的特点；微处理器4可选用89C52型单片机；无线收发模块5可选用抗干扰能力较强的FSK调制/解调方式的PTR2000的nRF401系列芯片，该芯片具有工作频率稳定，功耗低，发射功率低，灵敏度高，所需外围元件少的特点。

微处理器4安装有加速度运算为速度的程序，接收功率运算为距离的程序，运算产生警报中断的程序，浮点数的加、减、乘、除运算程序，浮点数的规格化程序，CRC码制纠错程序，计数/定时中断程序。

工作原理：由传感器1采集汽车行驶的加速度数据信息，经放大电路2，A/D转换电路3后送至微处理器4的一个端口，再由微处理器4的运算程序将加速度数据运算为速度数据(V_甲)，并将此速度数据分别送入微处理器4的寄存器进行寄存和送至输出端口发送处理。同时，由喇叭天线6接收的数据(V_乙)经无线收发模块5处理后送至微处理器4的另一个端口，并由无线收发模块5完成将此数据的接收功率(Pr)采集下来转化为数字信号输入微处理器4的一个端口，然后由微处理器4的运行程序对这三个数据进行运算处理，并根据运算结果决定是否发出警报信息。这种运算速度是非常快的，可达到每秒上千次。因此也就能足够及时地为驾驶员提供警报信息。有效报警率几乎可达100％。

Claims (2)

1.一种交通安全报警器，其特征在于，包括依次串联的加速度传感器、放大电路、A/D转换电路和微处理器，以及无线收发模块，喇叭天线，报警扬声器；所述报警扬声器与微处理器的输出端口电连接，所述无线收发模块亦与微处理器相连；与无线收发模块相连的喇叭天线至少有两根，分别安装于警报器的前方和后方。

2.根据权利要求1所述的交通安全警报器，其特征在于，在警报器的两侧还分别各安装有一个信号发射器。

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