一种新型的防碰撞系统

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一种新型的防碰撞系统\n技术领域\n[0001] 本实用新型涉及一种集卫星定位、卫星导航、RFID技术于一体的一种新型的防碰撞系统。\n背景技术\n[0002] 当前的防碰撞系统主要是依靠雷达测出前方障碍物的车距，以及车距大小来判断是否处于危险状态并适时报警。个别案例的只能系统假如了相对车速这一影响因素，这样报警判断更加精确，减少了误报警的情况。\n[0003] 防碰撞系统中，主要是通过雷达发射超声波或红外线确定前后车距，当车距小时便报警提醒驾驶员。这样的装置只对在行驶中的汽车对驾驶员起到提示作用，且当汽车在红绿灯口低速跟进时已及靠近停车时，便会产生误报警现象。也就是说，这样的系统没有考虑到不同车速情况下的安全距离。\n实用新型内容\n[0004] 本实用新型所解决的技术问题在于提供一种新型的防碰撞系统，以解决上述背景技术中的缺点。\n[0005] 本实用新型所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：\n[0006] 一种新型的防碰撞系统，包括单片机控制模块、射频通信模块、卫星导航模块、液晶显示模块、声光报警模块和稳压电源模块，其中，稳压电源模块为采用LM1575芯片将车载12V电源转换成的5V电源，作为控制中心的单片机控制模块为凌阳SPEC061A型16位单片机，实现数据的发送和接收的射频通信模块为nRF2401无线射频收发模块，实现经纬度坐标获取的卫星导航模块为OTrack-32北斗/GPS/GLONASS多模兼容导航芯片模块，实时显示车距检测信息的液晶显示模块为12864型LCD显示模块，实现声光报警的声光报警模块为蜂鸣器和LED。单片机控制模块作为控制中心，直接与射频通信模块、卫星导航模块、液晶显示模块、声光报警模块相连接和控制，由稳压电源模块连接所有模块以给系统提供电源。\n[0007] 所述单片机控制模块为型号为SPCE061A的16位结构的微控制器，凌阳单片机为控制中心，实现对射频收发模块、卫星导航模块、LCD显示模块和声光报警的控制。\n[0008] 所述射频通信模块的nRF2401芯片是一种工作于2.4GHz的单片无线射频收发芯片，可同时实现一路数据发射和两路数据接收功能。\n[0009] 所述卫星导航芯片Otrack-32，可同时接收北斗二号、GPS、GLONASS卫星信号，实现多系统联合导航定位、测速、定时。\n[0010] 本实用新型采用12864点阵型LCD显示模块，可显示周围移动车辆、最小距离、本车辆经纬度等相关信息；采用一个LED和蜂鸣器实现声光报警，使用2个单片机输出端口分别实现对LED和蜂鸣器的控制。\n[0011] 本实用新型所述系统工作时，首先通过卫星导航芯片获取本车的精确经纬度信息，然后对信息进行编码。编码信息主要包括本车识别序列号、经纬度信息和车速。完成信息编码后，将编码信息通过射频收发模块的通道1进行信息发送，接收地址应设置为统一的公用地址，本设计规定为5位十六进制地址：0xAAAAA。同时采用通道2接收周围车辆发送的信息，将接收到的信息发送给单片机进行处理。\n[0012] 当同时接收多个射频模块发送的信息出现通信碰撞时，采用RFID防碰撞算法进行处理。单片机不断接收来自射频收发模块的车辆识别序列号、经纬度信息和车速，并按照车辆序列号对这些信息进行数据结构队列排序处理。\n[0013] 通过汽车测距测速算法和汽车行驶方向判定算法实时获取周围每辆车的行驶方向和车距。将周围车辆车距车速与不同车速对应的安全车距进行对照，当汽车车距小于安全距离时，通过声音和灯光向驾驶员进行报警。\n[0014] 本实用新型所述的系统的原理在于：\n[0015] 测距测速算法模型为射频收发模块接收到的信息主要是经纬度信息，系统通过对这些信息和本车的实时经纬度信息进行动态处理，可获得每一时刻的最新车距信息。首先对经纬度信息进行格式定义。定义纬度信息北纬为“正(+)”，南纬为“负(-)”；经度信息东经为“正(+)”，西经为“负(-)”。地球的周长大约40008km。则平均纬度1度大约等于\n111km。本系统采集到的经纬度信息精度为0.0001，则每万分之一单位代表距离近似等于\n11.1m，可满足系统精度需求。于是，可得一般测距模型：\n[0016] \n[0017] 其中，E1和E2分别表示本车和其他车辆的经度信息，W1和W2分别表示本车和其他车辆的纬度信息，a表示经纬度1°代表长度，约1.11×105m。对于特殊情况，例如在东经180°与西经180°分界区域，需在运算前进行经度换算处理。本车车速的计算，可应用上述测距模型对本车测得的两次经纬度计算得出卫星导航芯片经纬度扫描周期T内车辆移动距离，从而得出车速v。\n[0018] 车辆移动方向判定模型其设某车多个时刻的经纬度信息矩阵分别为[A1，B1]，[A2，B2]…[An，Bn]，通过判断[An，Bn]的正负，及与[An-1，Bn-1]的值进行比较，可判断其大致的行驶方向。用矩阵表示汽车行驶方向，其中E、W、S、N分别表示东、西、南、北方向。设汽车驶向的方向为1，若其他汽车与本车行驶方向相同，将代指两车行驶方向的矩阵相减，即可得到零矩阵。通过对零矩阵进行判别，可粗略获知周围汽车与本车的相对行驶方向，还可得知周围汽车在本车前后的方位。\n[0019] 有益效果：本实用新型基于RFID和卫星导航技术实现移动汽车之间的相互通信，通过向周围车辆报告自身精确的地理信息，并获取周围移动目标发送的地理信息，实时计算获取车辆之间的距离，系统方法与雷达测距等其他实现方法相比，具有成本低、结构简单、精准度高等优点，可适用于轮船、汽车、火车、高铁、飞机等不同的领域。\n附图说明\n[0020] 图1为本实用新型较佳实施例的示意图。\n具体实施方式\n[0021] 为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本实用新型。\n[0022] 参见图1的一种新型的防碰撞系统，包括单片机控制模块、射频通信模块、卫星导航模块、液晶显示模块、声光报警模块和稳压电源模块，采用LM1575芯片将车载12V电源转换为5V电源，以凌阳SPCE061A型16位单片机为控制中心，使用nRF2401无线射频收发模块实现数据的发送和接收，使用OTrack-32北斗/GPS/GLONASS多模兼容导航芯片模块实现经纬度坐标的获取，同时使用12864型LCD显示模块实时显示车距检测信息，并使用蜂鸣器和LED实现声光报警。\n[0023] 当车距较近时，通过单片机输出信号，使声光报警器工作。本系统采用一个LED和蜂鸣器实现声光报警，使用2个单片机输出端口分别实现对LED和蜂鸣器的控制。\n[0024] 系统工作时，首先进行系统自检和初始化设置，并通过LCD模块显示“欢迎使用”界面。然后通过卫星导航模块接收经纬度信息并输入到单片机，单片机通过控制射频收发模块，采用nRF2401模块的通道1发送经纬度信息，同时采用通道2接收周围的经纬度信息，并将接收到的周围车辆的经纬度信息输入到单片机进行处理。\n[0025] 由两车的经纬度通过测距测速模型计算出两车之间的距离，并将两车车距与安全距离进行比较，如果车距小于安全距离，判断车辆的相对行驶方向及前后方位，若为同向且小于安全距离，则单片机控制LED灯闪烁，距离越小LED灯的闪烁频率越快，同时控制蜂鸣器发出声音报警。\n[0026] 以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。