基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统

摘要

本发明公开了一种基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统，其特征是包括有信息采集及通信单元、主控制器单元、信息显示及声光报警单元：信息采集及通信单元通过GPS模块、电子指南针模块和ZigBee通信模块获得本车车辆信息以及包含前方车辆车辆信息的无线通信信号，并向后方车辆发出包含有本车的车辆信息的无线通信信号；主控制器单元利用车辆信息或无线通信信号的信号强度计算与前方车辆的车辆间距，利用车辆速度、车辆移动方向信息以及车辆间距判断危险等级；信息显示及声光报警单元对危险等级进行显示和报警。本发明用于实现相邻车距、车速信息的获取，进而实现提前预警驾驶员控制车速以保持车辆行驶在安全间距中。

主权项

一种基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统，其特征是：包括有信息采集及通信单元、主控制器单元、信息显示及声光报警单元；所述信息采集及通信单元是由GPS模块、电子指南针模块和ZigBee通信模块构成，以所述GPS模块获得车辆速度以及由经度和纬度表征的车辆位置信息；以所述电子指南针模块获得本车的车辆移动方向信息；以所述ZigBee通信模块获得由前方车辆发出的包含有前方车辆的车辆信息的无线通信信号，并在所述主控制器单元的控制下以所述ZigBee通信模块向后方车辆发出包含有本车的车辆信息的无线通信信号；所述车辆信息包括车辆速度、车辆位置信息和车辆移动方向信息；所述主控制器单元利用车辆信息计算获得本车与前方车辆之间的车辆间距L1，或是利用所述ZigBee通信模块接收到的由前方车辆发出的无线通信信号的信号强度计算获得本车与前方车辆之间的车辆间距L2；利用车辆速度、车辆移动方向信息以及计算获得的车辆间距L1或车辆间距L2判断本车的危险等级；在对本车危险等级的判断过程中，对于所述车辆间距L1和车辆间距L2，优先使用车辆间距L1；所述信息显示及声光报警单元是由液晶显示模块、声光报警模块构成，由所述液晶显示模块接收来自主控制器单元的车辆间距以及本车危险等级进行显示，并由声光报警模块进行报警；所述利用车辆信息计算获得本车与前方车辆之间的车辆间距的方法是：令本车(B)的经度为N2、纬度E2；前方车辆(A)的经度N1、纬度为E1，按式(1)计算获得本车(B)与前方车辆(A)之间的间距L1：$L1=\sqrt{a^2+b^2}---\left(1\right)$式(1)中a＝E1‑E2，b＝N1‑N2；所述利用ZigBee通信模块接收到的由前方车辆发出的无线通信信号的信号强度计算获得本车与前方车辆之间的车辆间距的方法是：令本车(B)所接收到前方车辆(A)的ZigBee通信信号强度为RSSI，按式(2)计算获得本车(B)与前方车辆(A)之间的间距L2：$L2=\left\{\begin{array}{cc}{10}^{\left(\frac{\mathrm{Pt}-40.2-\mathrm{RSSI}}{20}\right)},& L\le 8m\\ {10}^{\left(\frac{\mathrm{PT}-58.5-\mathrm{RSSI}}{33}\right)},& L>8m\end{array}\right.---\left(2\right)$式(2)中Pt是统一设定的车辆中ZigBee通信模块的发射功率值；所述主控制器单元是由ARM核心板模块和接口板模块构成，接收来自信息采集及通信单元的GPS和ZigBee两种定位数据；所述基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统的工作过程为：步骤a、系统加电启动后，ARM控制器首先初始化系统进程，同时ZigBee芯片完成无线通信初始化组网，组网成功后向反馈ARM控制器；步骤b、所述ARM控制器接收到组网成功信号后，发出数据采集命令；步骤c、所述ARM控制器收到GPS数据和温湿度传感器数据后，计算本车辆初步位置及行驶数据；步骤d、所述系统通过ZigBee模块，向附近其他车辆发出位置数据请求，利用ZigBee通信信号获得数据后送入ARM处理中心进行数据处理；步骤e、数据处理结束后，ARM将数据处理结果送出，显示到显示屏上，同时发出报警。