利用RFID和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)實現(xiàn)車距監(jiān)測的預(yù)警

引言

　　汽車為人類社會的發(fā)展做出了突出的貢獻(xiàn)，但也帶來了觸目驚心的傷害。近年來，隨著高速公路的發(fā)展，汽車行駛速度提高，惡性交通事故頻發(fā)。在車禍造成的死亡事故中，追尾占25%。因此，研究能夠隨時獲取道路和車輛信息，并及時提醒汽車駕駛員采取措施避免危險的車距監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)就成為解決公路交通安全問題的重要手段。

　　本文基于RFID和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)實現(xiàn)車輛之間的相互通信，通過向周圍車輛報告本車精確的地理信息，并獲取周圍車輛發(fā)送的地理信息，實時計算獲取車輛距離。

　　此方案與雷達(dá)測距等其他實現(xiàn)方案相比，具有成本低、結(jié)構(gòu)簡單、精準(zhǔn)度高等優(yōu)點。

　　1 RFID和衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)簡介

　　RFID技術(shù)最早出現(xiàn)在二戰(zhàn)時期，當(dāng)時成功應(yīng)用于飛機的敵我識別系統(tǒng)。現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為21世紀(jì)最重要的技術(shù)之一。其基本原理是利用射頻信號的空間耦合（電感或電磁耦合）或反射的傳輸特性，實現(xiàn)對被識別物體的自動識別。

　　衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)最早應(yīng)用于20世紀(jì)70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS），現(xiàn)已全球性民用。由于衛(wèi)星的位置精確可知，在GPS觀測中，我們可得到衛(wèi)星到接收機的距離，應(yīng)用三維坐標(biāo)中的距離公式，利用3顆衛(wèi)星，就可以組成3個方程式，解出觀測點的位置（X、Y、Z），實現(xiàn)對對象位置的確定。

　　2 系統(tǒng)整體設(shè)計方案

　　本系統(tǒng)設(shè)計包括單片機控制模塊、射頻通信模塊、衛(wèi)星導(dǎo)航模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊和穩(wěn)壓電源模塊。系統(tǒng)采用LM1575芯片將車載12V電源轉(zhuǎn)換為5V電源，以凌陽SPCE061A型16位單片機為控制中心，使用nRF2401無線射頻收發(fā)模塊實現(xiàn)數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收，使用OTrack-32北斗/GPS/GLONASS多模兼容導(dǎo)航芯片模塊實現(xiàn)經(jīng)緯度坐標(biāo)的獲取，同時使用12864型LCD顯示模塊實時顯示車距檢測信息，并使用蜂鳴器和LED實現(xiàn)聲光報警。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)整體框架圖

　　系統(tǒng)工作時，首先通過衛(wèi)星導(dǎo)航芯片獲取本車的精確經(jīng)緯度信息，然后對信息進(jìn)行編碼。編碼信息主要包括本車識別序列號、經(jīng)緯度信息和車速[3]。完成信息編碼后，將編碼信息通過射頻收發(fā)模塊的通道1進(jìn)行信息發(fā)送，接收地址應(yīng)設(shè)置為統(tǒng)一的公用地址，本設(shè)計規(guī)定為5位十六進(jìn)制地址：0xAAAAA。同時采用通道2接收周圍車輛發(fā)送的信息，將接收到的信息發(fā)送給單片機進(jìn)行處理。

　　當(dāng)同時接收多個射頻模塊發(fā)送的信息出現(xiàn)通信碰撞時，采用RFID防碰撞算法進(jìn)行處理。單片機不斷接收來自射頻收發(fā)模塊的車輛識別序列號、經(jīng)緯度信息和車速，并按照車輛序列號對這些信息進(jìn)行數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)隊列排序處理。

　　通過汽車測距測速算法和汽車行駛方向判定算法實時獲取周圍每輛車的行駛方向和車距。將周圍車輛車距車速與不同車速對應(yīng)的安全車距進(jìn)行對照，當(dāng)汽車車距小于安全距離時，通過聲音和燈光向駕駛員進(jìn)行報警。