利用RFID和衛星導航技術(shù)實(shí)現車(chē)距監測的預警

引言

　　汽車(chē)為人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展做出了突出的貢獻，但也帶來(lái)了觸目驚心的傷害。近年來(lái)，隨著(zhù)高速公路的發(fā)展，汽車(chē)行駛速度提高，惡性交通事故頻發(fā)。在車(chē)禍造成的死亡事故中，追尾占25%。因此，研究能夠隨時(shí)獲取道路和車(chē)輛信息，并及時(shí)提醒汽車(chē)駕駛員采取措施避免危險的車(chē)距監測預警系統就成為解決公路交通安全問(wèn)題的重要手段。

　　本文基于RFID和衛星導航技術(shù)實(shí)現車(chē)輛之間的相互通信，通過(guò)向周?chē)?chē)輛報告本車(chē)精確的地理信息，并獲取周?chē)?chē)輛發(fā)送的地理信息，實(shí)時(shí)計算獲取車(chē)輛距離。

　　此方案與雷達測距等其他實(shí)現方案相比，具有成本低、結構簡(jiǎn)單、精準度高等優(yōu)點(diǎn)。

　　1 RFID和衛星導航技術(shù)簡(jiǎn)介

　　RFID技術(shù)最早出現在二戰時(shí)期，當時(shí)成功應用于飛機的敵我識別系統?，F在已經(jīng)發(fā)展成為21世紀最重要的技術(shù)之一。其基本原理是利用射頻信號的空間耦合（電感或電磁耦合）或反射的傳輸特性，實(shí)現對被識別物體的自動(dòng)識別。

　　衛星導航技術(shù)最早應用于20世紀70年代由美國陸?？杖娐?lián)合研制的全球衛星定位系統（GPS），現已全球性民用。由于衛星的位置精確可知，在GPS觀(guān)測中，我們可得到衛星到接收機的距離，應用三維坐標中的距離公式，利用3顆衛星，就可以組成3個(gè)方程式，解出觀(guān)測點(diǎn)的位置（X、Y、Z），實(shí)現對對象位置的確定。

　　2 系統整體設計方案

　　本系統設計包括單片機控制模塊、射頻通信模塊、衛星導航模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊和穩壓電源模塊。系統采用LM1575芯片將車(chē)載12V電源轉換為5V電源，以凌陽(yáng)SPCE061A型16位單片機為控制中心，使用nRF2401無(wú)線(xiàn)射頻收發(fā)模塊實(shí)現數據的發(fā)送和接收，使用OTrack-32北斗/GPS/GLONASS多模兼容導航芯片模塊實(shí)現經(jīng)緯度坐標的獲取，同時(shí)使用12864型LCD顯示模塊實(shí)時(shí)顯示車(chē)距檢測信息，并使用蜂鳴器和LED實(shí)現聲光報警。系統框圖如圖1所示。

圖1 系統整體框架圖

　　系統工作時(shí)，首先通過(guò)衛星導航芯片獲取本車(chē)的精確經(jīng)緯度信息，然后對信息進(jìn)行編碼。編碼信息主要包括本車(chē)識別序列號、經(jīng)緯度信息和車(chē)速[3]。完成信息編碼后，將編碼信息通過(guò)射頻收發(fā)模塊的通道1進(jìn)行信息發(fā)送，接收地址應設置為統一的公用地址，本設計規定為5位十六進(jìn)制地址：0xAAAAA。同時(shí)采用通道2接收周?chē)?chē)輛發(fā)送的信息，將接收到的信息發(fā)送給單片機進(jìn)行處理。

　　當同時(shí)接收多個(gè)射頻模塊發(fā)送的信息出現通信碰撞時(shí)，采用RFID防碰撞算法進(jìn)行處理。單片機不斷接收來(lái)自射頻收發(fā)模塊的車(chē)輛識別序列號、經(jīng)緯度信息和車(chē)速，并按照車(chē)輛序列號對這些信息進(jìn)行數據結構隊列排序處理。

　　通過(guò)汽車(chē)測距測速算法和汽車(chē)行駛方向判定算法實(shí)時(shí)獲取周?chē)枯v車(chē)的行駛方向和車(chē)距。將周?chē)?chē)輛車(chē)距車(chē)速與不同車(chē)速對應的安全車(chē)距進(jìn)行對照，當汽車(chē)車(chē)距小于安全距離時(shí)，通過(guò)聲音和燈光向駕駛員進(jìn)行報警。