基于加速度的車(chē)禍報警系統的設計與實(shí)現

摘要：為使汽車(chē)發(fā)生車(chē)禍時(shí)可在最短的時(shí)間內得到援救，以達到減少車(chē)禍傷亡的目的，設計了一種基于加速度的車(chē)禍報警系統，主要包括車(chē)栽終端和上位機。車(chē)載終端以AVR單片機作為核心，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(chē)禍，車(chē)栽終端會(huì )立即生成短信，通過(guò)GSM將信息發(fā)送至已設置的號碼，同時(shí)上位機會(huì )很快收到短信而獲得車(chē)禍的時(shí)間、地點(diǎn)、速度、加速度，接收號碼也可以設置多個(gè)。車(chē)載終端同時(shí)也支持手動(dòng)報警和呼叫功能，即發(fā)生車(chē)禍后現場(chǎng)人員可通過(guò)車(chē)載終端與監控中心聯(lián)系，讓監控中心獲得更為詳細的車(chē)禍情報。
關(guān)鍵詞：加速度；車(chē)禍報警；GPS；GSM

隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)的發(fā)展，車(chē)禍也在頻繁發(fā)生，根據公安部交通管理局發(fā)布的2009年全國道路交通事故情況顯示，2009年，全國共發(fā)生道路交通事故238 351起，造成67 759人死亡、275125人受傷，直接財產(chǎn)損失9．1億元。所以，在我國減少交通事故、挽救人身財產(chǎn)安全已是迫在眉睫。
我國衛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％是乘救護車(chē)到達醫院。另外，在我國車(chē)禍死亡者中只有大約40％是當場(chǎng)死亡，60％的人死于醫院或者送往醫院途中，其中約30％的受傷者因為搶救不及時(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(chē)上人員在發(fā)生車(chē)禍時(shí)不知道自己具體的位置，或者是已失去的報警能力無(wú)法及時(shí)與救援部門(mén)聯(lián)系，耽誤了最佳的救援時(shí)間，從而導致傷害的增大。
基于加速度的車(chē)禍報警系統即當發(fā)生車(chē)禍之后，該系統能能立即讓監控中心獲得車(chē)禍信息，并指引救援人員到達事故現場(chǎng)，及時(shí)展開(kāi)救援工作，以達到盡量減少事故人員傷亡的目的。事實(shí)證明，國外將電子技術(shù)、無(wú)線(xiàn)電通訊技術(shù)應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系統由環(huán)繞地球運行的GPS衛星組成，使得地面任一點(diǎn)都能觀(guān)測到4顆以上的衛星，GPS信號接收機能夠捕獲到按一定衛星截止角所選擇的待測衛星，并跟蹤這些衛星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛星信號后，就可測量出接收天線(xiàn)至衛星的偽距離和距離的變化率，解調出衛星軌道參數等數據。根據這些數據計算出用戶(hù)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是一種廣泛應用于全世界的數字移動(dòng)電話(huà)系統。GSM是目前3種數字無(wú)線(xiàn)電話(huà)技術(shù)(TDMA、GSM和CDMA)中使用最為廣泛的一種。用戶(hù)遍布140多個(gè)國家。許多GSM網(wǎng)絡(luò )擁有漫游協(xié)議，因此當到其他國家或地區之后，仍然可以繼續使用GSM通信。

2 車(chē)禍判斷
我國的汽車(chē)正面碰撞標準GB11551—2003《乘用車(chē)正面碰撞的乘員保護》是非等效采用ECE R94法規制定的。我國的法規要求是速度50 km／h下的100％正面碰撞，100％正面碰撞的意思就是，車(chē)輛正面完全撞在障礙物上，車(chē)頭的受力面為100％。表1為我國汽車(chē)制定主要測試項目，可見(jiàn)碰撞測試時(shí)速為50 km／h時(shí)要求汽車(chē)氣囊必須自動(dòng)打開(kāi)，說(shuō)明汽車(chē)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)生碰撞是很危險的。

汽車(chē)在發(fā)生車(chē)禍碰撞時(shí)持續變形時(shí)間一般為40～80 ms，并隨碰撞相對速度增加，碰撞持續時(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(chē)上人員受傷的可能性就更大。從加速度對應的速度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，即當加速度達到11 g時(shí)足已證明發(fā)生了汽車(chē)嚴重的碰撞事故，很大機率能讓司乘人員受傷，甚至失去生命，所以應該立刻自動(dòng)發(fā)出車(chē)禍報警。