基于加速度的車禍報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘要：為使汽車發(fā)生車禍時(shí)可在最短的時(shí)間內(nèi)得到援救，以達(dá)到減少車禍傷亡的目的，設(shè)計(jì)了一種基于加速度的車禍報(bào)警系統(tǒng)，主要包括車栽終端和上位機(jī)。車載終端以AVR單片機(jī)作為核心，它具有兩個(gè)串行通訊口，一個(gè)接GPS模塊，另一個(gè)接GSM模塊。一旦判斷發(fā)生車禍，車栽終端會(huì)立即生成短信，通過GSM將信息發(fā)送至已設(shè)置的號(hào)碼，同時(shí)上位機(jī)會(huì)很快收到短信而獲得車禍的時(shí)間、地點(diǎn)、速度、加速度，接收號(hào)碼也可以設(shè)置多個(gè)。車載終端同時(shí)也支持手動(dòng)報(bào)警和呼叫功能，即發(fā)生車禍后現(xiàn)場(chǎng)人員可通過車載終端與監(jiān)控中心聯(lián)系，讓監(jiān)控中心獲得更為詳細(xì)的車禍情報(bào)。
關(guān)鍵詞：加速度；車禍報(bào)警；GPS；GSM

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，車禍也在頻繁發(fā)生，根據(jù)公安部交通管理局發(fā)布的2009年全國(guó)道路交通事故情況顯示，2009年，全國(guó)共發(fā)生道路交通事故238 351起，造成67 759人死亡、275125人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失9．1億元。所以，在我國(guó)減少交通事故、挽救人身財(cái)產(chǎn)安全已是迫在眉睫。
我國(guó)衛(wèi)生部提供的一份資料表明：在1000例交通事故傷害者中。只有14．3％是乘救護(hù)車到達(dá)醫(yī)院。另外，在我國(guó)車禍死亡者中只有大約40％是當(dāng)場(chǎng)死亡，60％的人死于醫(yī)院或者送往醫(yī)院途中，其中約30％的受傷者因?yàn)閾尵炔患皶r(shí)而死亡。因此。如果能減少搶救時(shí)間，及時(shí)得到救助，將能在很大程度上減少傷亡。而很多時(shí)候車上人員在發(fā)生車禍時(shí)不知道自己具體的位置，或者是已失去的報(bào)警能力無法及時(shí)與救援部門聯(lián)系，耽誤了最佳的救援時(shí)間，從而導(dǎo)致傷害的增大。
基于加速度的車禍報(bào)警系統(tǒng)即當(dāng)發(fā)生車禍之后，該系統(tǒng)能能立即讓監(jiān)控中心獲得車禍信息，并指引救援人員到達(dá)事故現(xiàn)場(chǎng)，及時(shí)展開救援工作，以達(dá)到盡量減少事故人員傷亡的目的。事實(shí)證明，國(guó)外將電子技術(shù)、無線電通訊技術(shù)應(yīng)用于交通事故的自動(dòng)呼救，可有效減少事故人員傷亡。

1 技術(shù)介紹
1．1 GPS定位
GPS系統(tǒng)由環(huán)繞地球運(yùn)行的GPS衛(wèi)星組成，使得地面任一點(diǎn)都能觀測(cè)到4顆以上的衛(wèi)星，GPS信號(hào)接收機(jī)能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測(cè)衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號(hào)后，就可測(cè)量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率，解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)計(jì)算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時(shí)間等信息。
1．2 GSM通信
GSM是一種廣泛應(yīng)用于全世界的數(shù)字移動(dòng)電話系統(tǒng)。GSM是目前3種數(shù)字無線電話技術(shù)(TDMA、GSM和CDMA)中使用最為廣泛的一種。用戶遍布140多個(gè)國(guó)家。許多GSM網(wǎng)絡(luò)擁有漫游協(xié)議，因此當(dāng)?shù)狡渌麌?guó)家或地區(qū)之后，仍然可以繼續(xù)使用GSM通信。

2 車禍判斷
我國(guó)的汽車正面碰撞標(biāo)準(zhǔn)GB11551—2003《乘用車正面碰撞的乘員保護(hù)》是非等效采用ECE R94法規(guī)制定的。我國(guó)的法規(guī)要求是速度50 km／h下的100％正面碰撞，100％正面碰撞的意思就是，車輛正面完全撞在障礙物上，車頭的受力面為100％。表1為我國(guó)汽車制定主要測(cè)試項(xiàng)目，可見碰撞測(cè)試時(shí)速為50 km／h時(shí)要求汽車氣囊必須自動(dòng)打開，說明汽車在50 km／h以下的速度發(fā)生碰撞還是比較安全的，而50 km／h以上的速度發(fā)生碰撞是很危險(xiǎn)的。

汽車在發(fā)生車禍碰撞時(shí)持續(xù)變形時(shí)間一般為40～80 ms，并隨碰撞相對(duì)速度增加，碰撞持續(xù)時(shí)間逐漸減少。碰撞速度與時(shí)間的關(guān)系如表2所示。

根據(jù)公式：

得到碰撞速度與加速度的關(guān)系如表3所示。

從表3可以看出碰撞速度越大加速度越大。因此車上人員受傷的可能性就更大。從加速度對(duì)應(yīng)的速度60 km／h、70 km／h、80 km／h關(guān)系可以近似：

得50 km／h碰撞的近似加速度為11 g，即當(dāng)加速度達(dá)到11 g時(shí)足已證明發(fā)生了汽車嚴(yán)重的碰撞事故，很大機(jī)率能讓司乘人員受傷，甚至失去生命，所以應(yīng)該立刻自動(dòng)發(fā)出車禍報(bào)警。