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基于RFID和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的車距監(jiān)測(cè)預(yù)警系統(tǒng)

作者: 時(shí)間:2011-07-22 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏

  4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

  系統(tǒng)工作時(shí),首先進(jìn)行系統(tǒng)自檢和初始化設(shè)置,并通過(guò)LCD模塊顯示“歡迎使用”界面。然后通過(guò)衛(wèi)星導(dǎo)航模塊接收經(jīng)緯度信息并輸入到單片機(jī),單片機(jī)通過(guò)控制射頻收發(fā)模塊,采用nRF2401模塊的通道1發(fā)送經(jīng)緯度信息,同時(shí)采用通道2接收周圍的經(jīng)緯度信息,并將接收到的周圍車輛的經(jīng)緯度信息輸入到單片機(jī)進(jìn)行處理。

  由兩車的經(jīng)緯度通過(guò)測(cè)距測(cè)速模型計(jì)算出兩車之間的距離,并將兩車車距與安全距離進(jìn)行比較,如果車距小于安全距離,判斷車輛的相對(duì)行駛方向及前后方位,若為同向且小于安全距離,則單片機(jī)控制LED燈閃爍,距離越小LED燈的閃爍頻率越快,同時(shí)控制蜂鳴器發(fā)出聲音報(bào)警。

  系統(tǒng)軟件流程如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)軟件流程圖

  5 算法模型

  5.1 汽車測(cè)距測(cè)速模型

  射頻收發(fā)模塊接收到的信息主要是經(jīng)緯度信息,系統(tǒng)通過(guò)對(duì)這些信息和本車的實(shí)時(shí)經(jīng)緯度信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)處理,可獲得每一時(shí)刻的最新車距信息。首先對(duì)經(jīng)緯度信息進(jìn)行格式定義。定義緯度信息北緯為“正(+)”,南緯為“負(fù)(-)”;經(jīng)度信息東經(jīng)為“正(+)”,西經(jīng)為“負(fù)(-)”。地球的周長(zhǎng)大約40008km。則平均緯度1度大約等于111km。本系統(tǒng)采集到的經(jīng)緯度信息精度為0.0001,則每萬(wàn)分之一單位代表距離近似等于11.1m,可滿足系統(tǒng)精度需求。于是,可得一般測(cè)距模型:

  其中,E1和E2分別表示本車和其他車輛的經(jīng)度信息,W1和W2分別表示本車和其他車輛的緯度信息,a表示經(jīng)緯度1°代表長(zhǎng)度,約1.11×105m。對(duì)于特殊情況,例如在東經(jīng)180°與西經(jīng)180°分界區(qū)域,需在運(yùn)算前進(jìn)行經(jīng)度換算處理。本車車速的計(jì)算,可應(yīng)用上述測(cè)距模型對(duì)本車測(cè)得的兩次經(jīng)緯度計(jì)算得出衛(wèi)星導(dǎo)航芯片經(jīng)緯度掃描周期T內(nèi)車輛移動(dòng)距離,從而得出車速v。

  5.2 汽車行駛方向判定模型

  在實(shí)際情況中,周圍汽車行駛方向與本車主要有同向和相向兩種情況。此兩種情況的經(jīng)緯度變化方向完全相反。則設(shè)某車多個(gè)時(shí)刻的經(jīng)緯度信息矩陣分別為[A1,B1],[A2,B2]…[An,Bn],通過(guò)判斷[An,Bn]的正負(fù),及與[An-1,Bn-1]的值進(jìn)行比較,可判斷其大致的行駛方向。用矩陣表示汽車行駛方向,其中E、W、S、N分別表示東、西、南、北方向。設(shè)汽車駛向的方向?yàn)?,若其他汽車與本車行駛方向相同,將代指兩車行駛方向的矩陣相減,即可得到零矩陣。通過(guò)對(duì)零矩陣進(jìn)行判別,可粗略獲知周圍汽車與本車的相對(duì)行駛方向,還可得知周圍汽車在本車前后的方位。

  6 系統(tǒng)測(cè)試

  系統(tǒng)測(cè)試和驗(yàn)收測(cè)試重點(diǎn)在于檢驗(yàn)設(shè)計(jì)的合理性和驗(yàn)證系統(tǒng)的功能和可靠性。對(duì)于本設(shè)計(jì)的測(cè)試,主要從電路原理測(cè)試、系統(tǒng)硬件模塊測(cè)試、軟件系統(tǒng)測(cè)試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試四個(gè)方面進(jìn)行。

 ?。?)穩(wěn)壓電源模塊測(cè)試。將電源輸出端接到示波器上,觀測(cè)電壓波動(dòng)范圍在系統(tǒng)要求范圍內(nèi),可滿足系統(tǒng)應(yīng)用要求。

 ?。?)對(duì)12864LCD顯示模塊進(jìn)行測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了字符、漢字及特定圖像的顯示,模塊測(cè)試無(wú)誤。

  (3)衛(wèi)星導(dǎo)航模塊測(cè)試。將程序?qū)懭雴纹瑱C(jī),連接衛(wèi)星導(dǎo)航模塊,將接收到的數(shù)據(jù)在LCD顯示器上顯示,顯示結(jié)果穩(wěn)定。

 ?。?)射頻收發(fā)模塊測(cè)試。連接單片機(jī),用兩組模塊進(jìn)行收發(fā)測(cè)試,全部正確收發(fā)信息。

 ?。?)聲光報(bào)警模塊檢測(cè)。該模塊的電氣連接良好。將檢測(cè)聲光報(bào)警的程序?qū)懭雴纹瑱C(jī)中,該模塊可正常發(fā)出聲光信號(hào)。

  7 結(jié)語(yǔ)

  本系統(tǒng)利用衛(wèi)星導(dǎo)航和實(shí)現(xiàn)車距測(cè)量,通過(guò)調(diào)試,系統(tǒng)運(yùn)行正常,達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。但是,還有許多地方需要進(jìn)一步探究,比如衛(wèi)星導(dǎo)航的精確度及RFID的更遠(yuǎn)距離通信等。由于條件有限,僅在實(shí)驗(yàn)室中做了測(cè)試,在抗干擾試驗(yàn)等方面還需要更深入地研究。

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