基于加速度的車禍報警系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

摘要：為使汽車發(fā)生車禍時可在最短的時間內得到援救，以達到減少車禍傷亡的目的，設計了一種基于加速度的車禍報警系統(tǒng)，主要包括車栽終端和上位機。車載終端以AVR單片機作為核心，它具有兩個串行通訊口，一個接GPS模塊，另一個接GSM模塊。一旦判斷發(fā)生車禍，車栽終端會立即生成短信，通過GSM將信息發(fā)送至已設置的號碼，同時上位機會很快收到短信而獲得車禍的時間、地點、速度、加速度，接收號碼也可以設置多個。車載終端同時也支持手動報警和呼叫功能，即發(fā)生車禍后現(xiàn)場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的車禍情報。
關鍵詞：加速度；車禍報警；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，直接財產損失9．1億元。所以，在我國減少交通事故、挽救人身財產安全已是迫在眉睫。
我國衛(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％是乘救護車到達醫(yī)院。另外，在我國車禍死亡者中只有大約40％是當場死亡，60％的人死于醫(yī)院或者送往醫(yī)院途中，其中約30％的受傷者因為搶救不及時而死亡。因此。如果能減少搶救時間，及時得到救助，將能在很大程度上減少傷亡。而很多時候車上人員在發(fā)生車禍時不知道自己具體的位置，或者是已失去的報警能力無法及時與救援部門聯(lián)系，耽誤了最佳的救援時間，從而導致傷害的增大。
基于加速度的車禍報警系統(tǒng)即當發(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事故現(xiàn)場，及時展開救援工作，以達到盡量減少事故人員傷亡的目的。事實證明，國外將電子技術、無線電通訊技術應用于交通事故的自動呼救，可有效減少事故人員傷亡。

1 技術介紹
1．1 GPS定位
GPS系統(tǒng)由環(huán)繞地球運行的GPS衛(wèi)星組成，使得地面任一點都能觀測到4顆以上的衛(wèi)星，GPS信號接收機能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運行。當接收機捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號后，就可測量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率，解調出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據。根據這些數(shù)據計算出用戶所在地理位置的經緯度、高度、速度、時間等信息。
1．2 GSM通信
GSM是一種廣泛應用于全世界的數(shù)字移動電話系統(tǒng)。GSM是目前3種數(shù)字無線電話技術(TDMA、GSM和CDMA)中使用最為廣泛的一種。用戶遍布140多個國家。許多GSM網絡擁有漫游協(xié)議，因此當?shù)狡渌麌一虻貐^(qū)之后，仍然可以繼續(xù)使用GSM通信。

2 車禍判斷
我國的汽車正面碰撞標準GB11551—2003《乘用車正面碰撞的乘員保護》是非等效采用ECE R94法規(guī)制定的。我國的法規(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為我國汽車制定主要測試項目，可見碰撞測試時速為50 km／h時要求汽車氣囊必須自動打開，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)生碰撞是很危險的。

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

根據公式：

得到碰撞速度與加速度的關系如表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。從加速度對應的速度60 km／h、70 km／h、80 km／h關系可以近似：

得50 km／h碰撞的近似加速度為11 g，即當加速度達到11 g時足已證明發(fā)生了汽車嚴重的碰撞事故，很大機率能讓司乘人員受傷，甚至失去生命，所以應該立刻自動發(fā)出車禍報警。