_基于GPS的车辆安全监测系统_基于GPS的车辆安全监测系统.docx
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1、 图 车辆安全监测系统结构图 计 算机测量与控 制 ( ) 自动化测试技术 文 章 编 号 : ( ) 中 图 分 类 号 : 文 献 标 识 码 : 基 于 的车辆安全监测系统 康 昊 , , 谭秋 林 , , 秦 丽 , , 裴向 东 , , 朱思 敏 , , 丁利 琼 , , 张献 生 , ( 电子测试技术重点实验 室 ; 中北大学仪器科学与动态测试教育部重点实验 室 , 太 原 ) 摘 要 : 设 计 了 基 于 ( ) 车辆安全监测系 统 , 监 测 系 统 分 别 采 用 压 力 温 度 传 感 器 、 倾 角 传 感 器 对 轮 胎 压 力 温 度 、 车辆与水平面的夹角进行测量
2、 , 并 通 过 定位系统对车辆的速 度 、 位 置 、 事故发生地点进行监测 ; 传 感 器 采 集 的 信 号 , 经 过 相 关 函数和模糊综合函数处 理 , 通过无线通信模块传输到车载终 端 , 车载终端的控 制 单 元 可 以 通 过 网络与远程中央控制中 心 进 行 实 时 通 讯 ; 实 验 证 明 , 倾角监测误差最高 为 , 定位模块能实时监测车辆的经 度 、 纬 度 、 速 度 。 关 键 词 : ; 车 辆 安 全 ; 监 测 系 统 , , , , , , , , , , , , , ( ; , , , ) : , , , : ; ; 引言 随着经济的快速发展 , 我国
3、机动车辆规模快速增长 , 道 路 更 加 拥 堵 , 又 由于一些驾驶员的超速驾 驶 , 导 致 交 通 事 故 频 发 , 尤其是最近的 拉 土 车 事 件 , 已经造成了许多市 民 的 伤 亡 , 因此 , 非常有必要对此实行有效的监管 。 针 对 此 情 况 , 希 望 利 用先进的科技手段 , 减少事故的发生 , 事故发生时提高救 援 处 理 的 效 率 , 并且对车辆的行驶状态进行监测 。 研 究 重 点 是 解 决 行 车 速 度 、 车 辆 位 置 、 事 故 发 生 地 点 、 轮 胎 压 力 温 度 、 车 辆 与 水平面的夹角的监测 问 题 , 利用数据融合技 术 识 别
4、不 同 状 态以预测安全级别 , 并将监测信息发送至远程中央控制中心 , 目的是确保车辆安全行驶 , 减少交通事故的发生 。 监测系统硬件设计 基于 车辆安全监测系统 可 以对车辆行驶过程中 可 能 出 现的危险 状 况 进 行 预 警 。 监测系统可以监测轮胎压力 温 度 、 行车速度 、 车辆位置 、 车辆与水平面的 夹 角 。 检 测 到 得 轮胎数据经过数据 融合后通过无线发射模块 进 行 数 据 发 送 , 收 稿 日 期 : ; 修 回 日 期 : 。 作 者 简 介 : 康 昊 ( ) , 男 , 山 西 人 , 工 学 硕 士 , 主要从事测试 计 量技术及仪器方向的研究 。
5、谭 秋 林 ( ) , 男 , 湖 南 人 , 工 学 博 士 , 副 教 授 , 主要从事无线传 感 器网络及射频技术 、 数据采集及存储技术方向的研 究 。 车载终端的控制单元通过无线接收模块接收轮胎数据并 进 行 相 应的处理 。 车载终 端系统中的控制单元通 过 模 块 与 远 程中央控制中心进行 实 时 通 讯 , 中央控制中心根 据 监 测 到 的 信 息做出相应的措施 。 监测系统的总体设计如图 所示 。 车 载 终 端 车载终端硬件框图如图 所 示 , 包括液晶显示终端 、 无 线 接 收 模 块 、 电 源 管 理 模 块 、 数 据 存 储 模 块 、 报 警 模 块 、
6、模 块 和 主 控 单 元 。 车载终端的控制单元接收传感器采集的 数 据 , 经 过 处 理 显 示 在 上 , 若达到报警条 件 , 报 警 模 块将会进行报 警 。 经过处理后的数据可经 过 模 块 传 输 至 远 程 控 制 中 心 。 车 载终端的主控 单 元 选 用 的 是 公 司 的 单 片 机 。 功 耗 超 低 , 电 源 电 压 采 用 , 图 车载终端硬件结构 图 倾角采集模块硬件结构 图 定位模块硬件结构 图 图 轮胎数据采集及发射模块硬件结构 第 期 康 昊 , 等 : 基 于 的车辆安全监测系 统 待 机 电 源 小 于 , 在 数据保持方式时耗电 仅 , 在 活
7、动 模 式 时 耗 电 ; 具 有 强 大 的 处 理 能 力 , 是 位 单 片 机 , 采用了精简指令 集 ( ) 结 构 , 个时钟周期可执行 条指令 ; 工作稳定 , 具有高效的开发环境 。 轮胎数据采集及发 射 轮胎数据采集及发射的硬件结构图如图 所 示 , 包 括 传 感 器 、 接 口 管 理 模 块 、 电 压 监 测 模 块 、 时 钟 模 块 、 电 源 管 理 模 块 、 微 处 理 器 、 数 据 存 储 模 块 、 无 线 发 射 模 块 。 传 感 器 将采集到得轮胎数据在其内部 处 理 后 , 直接以数字形式输 出 各物理量的示 值 , 与 采 用 协 议 进 行
8、 交 互 , 经过单片机处理后由 无 线 发 射 模 块 传 输 至 车 载 终 端 的无线接收模 块 , 电 源 管 理 模块对接口电路和微处理器供电 。 采 集 轮 胎 压 力温度信号的传感器采用的是英飞凌 公 司 的 传 感 器 , 该 传 感 器的压力范围 是 , 加 速 度 范 围 是 , 温 度 范 围 是 。 整 合 了 硅显微机械加工的压力与加速度传感器 、 温度传感器和一 个 电 池 电 压 监 测 器 , 并配有一个能完成测 量 、 信 号 补 偿 与 调 整 及 串 行 通 信 接 口 大规模集成电 路 。 射 频 选 用 的 是 挪 威 公 司 的 。 它 采 用 调
9、制 解 调 技 术 , 其 最高工作速率可 达 , 发 射 功 率 可 调 , 最 大 达 。 倾 角 采 集 倾 角 采 集 模 块硬件结构如 图 所 示 , 包 括 倾 角 传 感 器 、 接 口 管 理 模 块 、 单 片 机 、 电 压 监 测 模 块 、 时 钟 模 块 、 电 源 管 理 模 块 、 数 据 存 储 模 块 。 由 于 单 片 机 内 置 有 一 高 速 位 转 换 器 , 不 用 另 加 转 换 电 路 。 倾角传感器选用的 是 传 感 器 , 是一种低成本单芯片三轴向高灵敏加速度传感器 , 基 于 表 面 微 机 械 结 构 , 集成信号调理电路 、 单极点低通
10、滤波器和温度 补 偿 部 分 , 并 具 有 种灵敏度选择模式 , 同时包含一种睡眠模式 。 定 位 定 位 模 块 硬件结构图如 图 所 示 , 包 括 电 源 模 块 、 单 片 机 、 供 电 控 制 电 路 、 模 块 。 供 电 控 制 电 路 通 过 单 片 机 控 制电压转换芯片的使能 端 , 以 此 实 现 对 模 块 的 控 制 。 当 系 统启动完成初始 化 , 首 先 通 过 模 块 接 收 卫 星发来的原始导航信 息 , 再通过串口与单 片 机 及 控制模块进行通 信 , 单 片 机 控 制模块进行筛选 处 理 , 找出所需信息数 据 , 再 通 过 模块把位置信息发送
11、 到 远 程 控 制 中 心 。 接收芯片选用的 是 公 司 的 。 为多功能独立 型 模 块 , 以 为 基 础 架 构 , 成 本 低 , 体 积 小 , 并具有众多特 性 。 采 用 最 新 的 微弱信号攫取技术 , 能确保采用此模组的设备在任何可接 收 到 信号的位置及任何天线尺寸都能够有最佳的初始定位性能并进 行 快 速 定 位 。 信息监测流程 轮胎压力温度检 测 轮胎参数检测流程如图 所 示 , 系统上电初始化后进 入 休 眠 模 式 , 但 加 速度传感器能正常工 作 。 当 测 量 加 速 度 不 为 零 时 , 进 入 正 常 模 式 , 开始对轮胎参数的检测 , 判 断
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- 关 键 词:
- 基于 GPS 车辆 安全 监测 系统
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