汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)

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1、 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書 汽車防撞報(bào)警系統(tǒng) 華南理工大學(xué)廣州學(xué)院 學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下獨(dú)立進(jìn)行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標(biāo)注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律后果由本人承擔(dān)。 作者簽名： 日期： 年 月 日 學(xué)位

2、論文版權(quán)使用授權(quán)書 本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)華南理工大學(xué)廣州學(xué)院可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。 保密□，在 年解密后適用本授權(quán)書。 本學(xué)位論文屬于 不保密□。 （請(qǐng)?jiān)谝陨戏娇騼?nèi)打“√”） 學(xué)位論文作者簽名： 日期： 年 月 日 指導(dǎo)教師簽名：

3、 日期： 年 月 日 華 南 理 工 大 學(xué) 廣 州 學(xué) 院 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書 茲發(fā)給 07級(jí)電信（2） 班學(xué)生 劉坤洋 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書，內(nèi)容如下： 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)

4、 2.應(yīng)完成的項(xiàng)目： （1） 了解汽車防撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理； （2） 了解汽車報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理；

5、 （3） 了解汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)報(bào)警信號(hào)產(chǎn)生機(jī)制； （4） 了解車載GPS設(shè)備通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)警信息的流程； （5） 設(shè)計(jì)基于GPS設(shè)備的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)；

6、 （6） 形成汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)書。 3.參考資料以及說明： （1） GPS原理與應(yīng)用(第2版) Christopher J.Hegarty，，美 ，Elliott D.Kaplan (編者), 寇艷紅 (譯者) 電子工業(yè)出版社2007年7月1日

7、 （2） GPS技術(shù)與工程應(yīng)用 熊志昂 李紅瑞 賴順香 國防工業(yè)出版社2005 年4月 （3） 衛(wèi)星通信（第二版） Satellite Communications Second Edition （美）Timothy Pratt Charles Bostian Jeremy All

8、nutt 電子工業(yè)出版社 2003 年11月 （4） 汽車工程手冊(cè)(中文第3版) 德國BOSCH公司 (作者), 魏春源 (譯者) 北京理工大學(xué)出版社; 第3版 (2009年4月1日) （5） 汽車設(shè)計(jì) 王望予 (編者) 機(jī)械工業(yè)出版社; 第4

9、版 (2004年9月4日) （6） 汽車電子手冊(cè)(第2版) 羅納德 K. 約爾根(Ronald K.Jurgen) (作者), 魯植雄 (譯者), 等 (譯者) 電子工業(yè)出版社; 第2版 (2010年3月1日) （7） GSM移動(dòng)通信技術(shù)原理與應(yīng)用:原理/設(shè)備/仿真實(shí)踐 中興通訊NC教育管理中心

10、(作者) 人民郵電出版社; 第1版 (2009年11月1日) 4.本畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書于 年 月 日發(fā)出，應(yīng)于 年 月 日前完成，然后提交畢業(yè)考試委員會(huì)進(jìn)行答辯。 專業(yè)教研組（系）負(fù)責(zé)人 審核 年 月

11、日 指導(dǎo)教師（導(dǎo)師組） 簽發(fā) 年 月 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語： 該生的畢業(yè)論文選題符合專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)，能夠達(dá)到綜合訓(xùn)練目標(biāo)，題目有一定難度，工作量較大，選題具有學(xué)術(shù)參考價(jià)值。論文中根據(jù)全球定位系統(tǒng)（GPS）將采集在高速公路中行駛的車輛的位置、速度等參數(shù)，對(duì)可能發(fā)生事故的車輛發(fā)出預(yù)警，提示駕駛員。文中使用分組無線業(yè)務(wù)（GPRS）作為通信網(wǎng)絡(luò)，以Server 2000數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)庫支持，用VB進(jìn)行分析操作。闡述GPS、GIS和GPRS在系統(tǒng)

12、中的應(yīng)用，基本完成任務(wù)書規(guī)定的任務(wù)。 文章篇幅完全符合學(xué)院規(guī)定，內(nèi)容較為完整，主要觀點(diǎn)突出，論述緊扣主題。語言表達(dá)流暢，格式完全符合規(guī)范要求，參考了較為豐富的文獻(xiàn)資料，具備一定的獨(dú)立科研能力。設(shè)計(jì)方案和得出程序基本正確，熟練運(yùn)用Server 2000數(shù)據(jù)庫。作者答辯時(shí)概念清晰明了，能正確回答問題，答辯小組一致同意通過該論文答辯。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）總評(píng)成績： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯小組負(fù)責(zé)人簽字：

13、 年 月 日 摘 要 隨著高速公路追尾事故的不斷發(fā)生，一種防患于未然的防撞系統(tǒng)亟待推出。同時(shí)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，交通運(yùn)輸業(yè)日益興旺，汽車的數(shù)量在大幅攀升。交通擁擠狀況也日趨嚴(yán)重，撞車事件屢屢發(fā)生，造成了不可避免的人身傷亡和

14、經(jīng)濟(jì)損失，針對(duì)這種情況，設(shè)計(jì)一種響應(yīng)快，可靠性高且較為經(jīng)濟(jì)的汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)勢在必行。而汽車防撞系統(tǒng)是一種智能電子監(jiān)控系統(tǒng)，它可以在車輛停車和倒車時(shí)檢測車輛后、側(cè)面的障礙物距離，在靠近障礙物時(shí)會(huì)發(fā)出聲音警報(bào)，使車輛能與后面的障礙物保持一定的距離，因此可以讓駕駛更安全。另外，如果能夠在事故發(fā)生前提醒駕駛員并采取一定的安全措施，對(duì)減少交通事故的發(fā)生則是非常有用的，汽車防撞預(yù)警系統(tǒng)正是基于提高車輛的主動(dòng)安全性來實(shí)現(xiàn)在行車過程中，給駕駛員提供必要的技術(shù)設(shè)施。本文根據(jù)全球定位系統(tǒng)（GPS）將采集在高速公路中行駛的車輛的位置、速度等參數(shù)，對(duì)可能發(fā)生事故的車輛發(fā)出預(yù)警，提示駕駛員。文中使用分組無線業(yè)務(wù)（GP

15、RS）作為通信網(wǎng)絡(luò)，以Server 2000數(shù)據(jù)庫作為數(shù)據(jù)庫支持，用VB進(jìn)行分析操作. 車輛防撞技術(shù)作為智能運(yùn)輸系統(tǒng)的一個(gè)子課題，將不斷成熟和完善，防撞系統(tǒng)的應(yīng)用可以縮短車輛間的安全行車距離，還可以實(shí)現(xiàn)安全超車，保證高速運(yùn)行車輛的安全性，提高公路運(yùn)輸效率，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展。 關(guān)鍵詞：防撞系統(tǒng)；全球定位系統(tǒng)；分組無線業(yè)務(wù)； Abstract As the freeway rear-end accidents cont

16、inue to occur, a proactive anti-collision system urgently introduced. As the same time ,Is day by day prosperous along with the social economy development transportation shipping industry, the automobile quantity climbs in the first mate. Traffic congestion condition also day by day serious, the col

17、lision event occurred repeatedly, has caused the inevitable person casualties and the economic loss, in view of this kind of situation, designed one kind to respond quickly, the reliability was high also a more economical automobile guards against hits the early warning system imperative.And car aid

18、 is a kind of intelligent electronic guard systerm,which can detect the distance of the barrier beside or after the car when it is reversing and parking ,use audio warings to alert driver to keep distance from obstacles,and so that to make the drive safer. On the side,if the drivers can be informed

19、before the accidents take place, the safety level will be improved greatly. The highway vehicle anti-collision warning system is such a technique based on the initiative security of automobile when driving.Based on Global Positioning System (GPS) Driving parameter will be collected on the highway in

20、 the location of vehicles and velocity of the vehicle. As early warning, accidents may not occur. GPRS will be used as the communication network. Server 2000 provides database support. VB analysis database. Vehicle anti-collision technique as sub-item of Intelligent Transport System will grow up a

21、nd be perfect in future. It will shorten the safe space between car heads, actualize the safe overtaking and guarantee vehicle safety, so it will help to increase transport efficiency and keep economic fast growth. Keywords: Collision Avoidance System，GPS, GPR I 目錄 摘 要 I Abstract II

22、第一章 緒論 1 1.1選題意義 1 1、2 GPS國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2 1、2、1 GPS國外市場發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢 2 1、2、2我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 3 1、3 GPS技術(shù)概述 4 1、3、1 GPS系統(tǒng)的工作原理 4 1、3、2 GPS移動(dòng)目標(biāo)定位報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成 4 第二章 汽車防撞系統(tǒng)的分析 6 2、1 目前汽車防撞系統(tǒng)有以下幾種探測方式 6 2、1、1.  激光方式 6 2、1、2. 超聲波方式 6 2、1、3. 紅外線方式 6 2、1、4. 圖像識(shí)別方式 6 2、1、5 GPS車距測量技術(shù) 7 2、2 汽車防撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 7

23、 2、2、1信號(hào)采集系統(tǒng) 7 2、2、2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng) 7 2、2、3控制器 7 2、2、4執(zhí)行機(jī)構(gòu) 7 2、3汽車防撞系統(tǒng)的工作原理 7 2、3、1報(bào)警提醒 7 2、3、2跟蹤識(shí)別 7 2、3、3智能處理 7 2、3、4減速剎車 7 2、4汽車防撞系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢 8 第三章 汽車報(bào)警系統(tǒng)的分析 9 3、1 汽車報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 9 3、1、1制動(dòng)系統(tǒng)低壓報(bào)警裝置 9 3、1、2機(jī)油壓力報(bào)警裝置 9 3、1、3燃油量報(bào)警裝置 9 3、1、4蓄電池液面報(bào)警裝置 9 3、1、5 GPRS/GPS車輛報(bào)警定位系統(tǒng) 10 3、2 汽車報(bào)警系統(tǒng)地工作原理 1

24、0 3、3 汽車報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 11 第四章 汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)分析 12 4、1 汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義 12 4、2 基于GPS的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng) 12 4、3 GPS汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)終端功能 13 第五章 基于GPS設(shè)備的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 15 5、1、車載GPS設(shè)備通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)警信息的流程 15 5、1、1分組無線業(yè)務(wù)(GPRS) 15 5、1、2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 16 5、1、3 數(shù)據(jù)接受系統(tǒng) 16 5、1、4數(shù)據(jù)發(fā)送系統(tǒng) 17 5、2 GPS汽車防撞報(bào)警的監(jiān)控中心軟件設(shè)計(jì) 17 5、3 GPS汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)在交通管理中的應(yīng)用 18

25、 第六章 不足與展望 19 第七章 結(jié)論 20 參考文獻(xiàn) 21 致謝 22 III 第一章 緒論 第一章 緒論 1.1選題意義 汽車作為現(xiàn)代人類的交通工具，改變了人們的生活方式，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人類文化的進(jìn)步，給人們的生活帶來了極大的便利，但同時(shí)也帶來了嚴(yán)重的交通安全問題。據(jù)紅十字會(huì)的數(shù)據(jù)：全世界每年死于道路交通事故的人數(shù)達(dá) 70 萬人，另有1000～1500萬人受傷，每年因道路交通事故造成的經(jīng)濟(jì)損失約為 5180 億美元。道路交通事故給家庭、集體和國家都會(huì)帶來巨大的損失，成為世界性的嚴(yán)重社會(huì)問題。預(yù)計(jì)至 2020 年，交通事故將成為繼心血管病和精神壓

26、力癥之后造成人類非正常死亡的第三大直接原因 。高速公路作為交通運(yùn)輸?shù)闹匾M成部分，在這所有的交通事故中占有很大的分量。高速公路交通事故的死亡率也一直居高不下，高速公路是集人、車、路、環(huán)境和管理于一體的復(fù)雜系統(tǒng)，引起事故的原因很多，發(fā)生的交通事故的類型也各不相同，但追尾碰撞引起的事故占最多數(shù)。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，汽車追尾在交通事故中占到了 30％-40％，而追尾事故所造成的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡更是占到了總損傷的 60％ 。為了減少交通事故和人員傷亡，各國都在積極的研究對(duì)策，利用各種方法和措施來減少交通事故的發(fā)生。近年來由于電子技術(shù)的飛躍發(fā)展，使得相關(guān)技術(shù)日新月異，尤其是信息產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，使得研制高度信息

27、化的交通安全系統(tǒng)有了基礎(chǔ)。在過去20-30年中，人們主要把精力集中于汽車的被動(dòng)安全性方面，例如，在汽車的前部或后部安裝保險(xiǎn)杠、在汽車外殼四周安裝某種彈性材料、在車內(nèi)相關(guān)部位安裝各種形式的安全帶及安全氣囊等等，以減輕汽車碰撞帶來的危害。安裝防撞保險(xiǎn)杠固然能在某種程度上減輕碰撞給本車造成損壞，卻無法消除對(duì)被撞物體的傷害；此外，車上安裝的安全氣囊系統(tǒng)，在發(fā)生車禍時(shí)不一定能有效地保護(hù)車內(nèi)乘務(wù)員的安全。所有這些被動(dòng)安全措施都不能從根本上解決汽車在行駛中發(fā)生碰撞造成的問題。如果從預(yù)防撞車事故的發(fā)生的角度著眼，在提高汽車主動(dòng)安全性方面下功夫，則可在汽車安全性領(lǐng)域有較大的突破。人們?cè)絹碓秸J(rèn)識(shí)到，如何利用先進(jìn)技

28、術(shù)，輔助汽車駕駛者對(duì)影響公路交通安全的人、車、路等環(huán)境進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和報(bào)警，防止汽車碰撞事故的發(fā)生，顯得尤其重要。 為了很好的解決這些問題，GPS防撞系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，GPS防撞系統(tǒng)是結(jié)合GPS，GIS與無線通信技術(shù)為一體的綜合技術(shù)產(chǎn)品，GPS防撞系統(tǒng)主要利用GPS對(duì)于在高速公路上行駛的車輛進(jìn)行定位測速，對(duì)于可能發(fā)生交通事故的車輛間進(jìn)行預(yù)警，以避免事故的發(fā)生[1]。近年來，GPS定位技術(shù)已用于露天煤礦防撞系統(tǒng)，高速公路測速系統(tǒng)只是看司機(jī)是否違章，不對(duì)司機(jī)進(jìn)行任何提示。GPS定位技術(shù)依靠其高精度，高效率的優(yōu)勢已被越來越多的人們所認(rèn)識(shí)和關(guān)注，而GPS接收機(jī)成本的不斷降低，使這一技術(shù)受到越來越多廠商的青

29、睞，逐漸應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域之中。同時(shí)，國內(nèi)通信技術(shù)日漸成熟，通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍不斷擴(kuò)大信號(hào)傳輸速率顯著提高，使得車輛與監(jiān)控中心之間架起了一座無形的通信橋梁。GPS、GPRS的廣泛應(yīng)用，使得自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有了技術(shù)的保證。 1、2 GPS國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 1、2、1 GPS國外市場發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢  目前，以GPS為代表的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用產(chǎn)業(yè)已成為當(dāng)今國際公認(rèn)的八大無線產(chǎn)業(yè)之一。隨著技術(shù)的進(jìn)步、應(yīng)用需求的增加，GPS以全天候、高精度、自動(dòng)化、高效率等顯著特點(diǎn)及其所獨(dú)具的定位導(dǎo)航、授時(shí)校頻、精密測量等多方面的強(qiáng)大功能，已涉足眾多的應(yīng)用領(lǐng)域，使GPS成為繼蜂窩移動(dòng)通信和互聯(lián)網(wǎng)之后

30、的全球第三個(gè)IT經(jīng)濟(jì)新增長點(diǎn)。主要應(yīng)用領(lǐng)域： （1）民用領(lǐng)域  在定位導(dǎo)航方面，GPS的使用對(duì)象主要是汽車、船舶和飛機(jī)等運(yùn)動(dòng)物體。例如船舶遠(yuǎn)洋導(dǎo)航和進(jìn)港引水，飛機(jī)航路引導(dǎo)和進(jìn)場降落，汽車自主導(dǎo)航定位，地面車輛跟蹤和城市智能交通管理等。此外，對(duì)于警察、消防及醫(yī)療等部門的緊急救援、追蹤目標(biāo)和個(gè)人旅游及野外探險(xiǎn)的導(dǎo)引等，GPS都具有得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。在日常生活中，GPS還可用于人身受到攻擊危險(xiǎn)時(shí)的報(bào)警，特殊病人、少年兒童的監(jiān)護(hù)與救助，生活中遇到各種困難時(shí)的求助等。使用時(shí)只需按動(dòng)帶有移動(dòng)位置服務(wù)的 GPS手機(jī)按鈕，警務(wù)監(jiān)控中心和急救中心在幾秒鐘內(nèi)便可獲知報(bào)警人的位置并提供及時(shí)的救助。 &

31、#160;目前國際上具有代表性的GPS公司，主推測量儀器的有天寶公司、徠卡公司、諾華達(dá)公司和佳瓦特公司等，主推導(dǎo)航設(shè)備和GPS OEM板的有高明公司、麥哲倫公司、摩托羅拉公司、洛克韋爾公司和瑟孚科技公司等。  (2)軍事領(lǐng)域 　  在軍事領(lǐng)域，GPS也已從當(dāng)初的為軍艦、飛機(jī)、戰(zhàn)車、地面作戰(zhàn)人員等提供全天候、連續(xù)實(shí)時(shí)、高精度的定位導(dǎo)航，擴(kuò)展到成為目前精確制導(dǎo)武器復(fù)合制導(dǎo)的一種重要技術(shù)手段。其工作原理是利用彈上安裝的GPS接收機(jī)接收4顆以上導(dǎo)航衛(wèi)星播發(fā)的信號(hào)來修正導(dǎo)彈的飛行路線，提高制導(dǎo)精度。區(qū)別于誤差較大、精度較低的民用標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)，軍方使用的是精密定位服務(wù)。

32、資料顯示，未配置GPS制導(dǎo)系統(tǒng)之前，美軍的“戰(zhàn)斧”(BGM－109C)巡航導(dǎo)彈的圓概率誤差約為9米，在其慣性地形匹配制導(dǎo)系統(tǒng)中加入GPS后，圓概率誤差降至3米，制導(dǎo)精度大大提高。 1 1、2、2我國衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用的市場現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 （1）市場發(fā)展現(xiàn)狀  GPS衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)于上世紀(jì)80年代末引入中國，目前主要在大地測量(測繪、勘探)、海上漁業(yè)和車輛定位監(jiān)控等領(lǐng)域得到了比較廣泛的應(yīng)用。在全球 GPS應(yīng)用領(lǐng)域中，車輛應(yīng)用所占的比重最大，目前約占總數(shù)的40％以上。1996～1997年間是GPS車輛跟蹤系統(tǒng)市場的調(diào)整和充實(shí)時(shí)期。主要是公安、金融等部門利用其專用的常規(guī)無線電臺(tái)(異

33、頻單工電臺(tái))通信系統(tǒng)和模擬集群系統(tǒng)，在全國三四十個(gè)城市建成了金融運(yùn)鈔車和公安交警車輛跟蹤系統(tǒng)。 1998～2000年GPS車輛跟蹤系統(tǒng)市場出現(xiàn)了快速增長的勢頭。隨著我國GSM數(shù)字移動(dòng)通信系統(tǒng)的快速發(fā)展與全國普及，作為系統(tǒng)瓶頸問題的通信網(wǎng)絡(luò)通過采用GSM公眾網(wǎng)的短信息服務(wù)找到了新的出路，這對(duì)GPS車輛跟蹤系統(tǒng)的發(fā)展起著極大的促進(jìn)作用。  我國現(xiàn)在擁有世界上最大潛力的衛(wèi)星導(dǎo)航應(yīng)用市場。經(jīng)過十多年的發(fā)展，我國的衛(wèi)星導(dǎo)航用戶設(shè)備市場化的條件日趨成熟，批量化用戶群體正在逐步形成，已進(jìn)入應(yīng)用行業(yè)高速發(fā)展的時(shí)期。美國聯(lián)邦通信委員會(huì)規(guī)定，到2005年美國95％的用戶手機(jī)必須配有定位能力，2003年

34、底前，95％的新手機(jī)有定位能力。而移動(dòng)電話與GPS結(jié)合是最好的解決辦法。目前，國際上一些主流手機(jī)制造商如諾基亞、愛立信和三星等已開始使用集成的GPS芯片，而日本的日本電信電話移動(dòng)通信網(wǎng)公司、KDDI和美國的Sprint、Verizon、網(wǎng)信公司等電信運(yùn)營商也已開始或計(jì)劃提供基于GPS手機(jī)的位置服務(wù)。 （2）GPS在中國的發(fā)展趨勢 在GPS應(yīng)用領(lǐng)域，車輛應(yīng)用所占的比例較大。最初GPS車輛應(yīng)用一般分為車輛跟蹤和車輛導(dǎo)航兩大系統(tǒng)。但當(dāng)摩托羅拉公司推出集車輛導(dǎo)航與跟蹤于一體的車輛信息系統(tǒng)后，它就成了發(fā)展的方向。 GPS車輛定位監(jiān)控系統(tǒng)主要有自導(dǎo)航應(yīng)用和中心監(jiān)控兩種方式。車輛監(jiān)控系統(tǒng)是集GPS技術(shù)

35、、無線通信技術(shù)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)于一體的綜合車輛管理系統(tǒng)。一般行業(yè)用戶的車船隊(duì)監(jiān)控都采用中心監(jiān)控方式，系統(tǒng)由監(jiān)控中心、位于監(jiān)控中心的主站和安裝在移動(dòng)車輛上的子站等3部分構(gòu)成。系統(tǒng)的工作原理是：安裝在車輛上的GPS接收機(jī)根據(jù)收到的衛(wèi)星信息計(jì)算出車輛的當(dāng)前位置，通信控制器從GPS接收機(jī)輸出的信號(hào)中提取所需要的位置、速度和時(shí)間信息，結(jié)合車輛身份等信息形成數(shù)據(jù)包，然后通過無線信道發(fā)往控制中心。控制中心的主站接收子站發(fā)送的數(shù)據(jù)，并從中提取出定位信息，根據(jù)各車輛的車號(hào)和組號(hào)等，在監(jiān)控中心的電子地圖上顯示出來。同時(shí)，控制中心的系統(tǒng)管理員可以查詢各車輛的運(yùn)行狀況，根據(jù)車流量合理調(diào)度車輛。  以車輛

36、防盜為例，一般分為靜態(tài)車輛防盜與動(dòng)態(tài)車輛追蹤兩種。前者是指車主離開汽車，停泊的車輛遭遇偷盜、毀壞和移動(dòng)時(shí)，車輛通過自身的監(jiān)控系統(tǒng)向GPS監(jiān)控中心發(fā)出警報(bào)，并自動(dòng)與車主手機(jī)聯(lián)系、電話報(bào)警等。后者則可對(duì)行駛中的被盜車輛進(jìn)行定位跟蹤、車況監(jiān)聽、車跡記錄，甚至控制車輛斷電和斷油等。 1、3 GPS技術(shù)概述 1、3、1 GPS系統(tǒng)的工作原理 GPS （GLOBAL POSITONING System）就是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)，它由空間部分、地面控制部分及用戶接收部分組成。 （1）空間部分（GPS星座） GPS的空間部分是由24顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20200km的上空,均勻分布在6

37、 個(gè)軌道面上(每個(gè)軌道面4 顆) ,軌道傾角為55°。此外,還有3 顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能在衛(wèi)星中預(yù)存的導(dǎo)航信息。GPS的衛(wèi)星因?yàn)榇髿饽Σ恋葐栴}，隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低。 （2）地面控制系統(tǒng)（地面監(jiān)控系統(tǒng)） 地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息,并計(jì)算衛(wèi)星星歷、相對(duì)距離,

38、大氣校正等數(shù)據(jù)。 （3）用戶設(shè)備部分（GPS信號(hào)接收機(jī)） 它是由許多移動(dòng)目標(biāo)站組成。監(jiān)控中心站將接收由GPS移動(dòng)目標(biāo)站發(fā)出的定位報(bào)警信號(hào)，經(jīng)計(jì)算機(jī)自理后，移動(dòng)目標(biāo)就在地圖上顯示出來，從而迅速得到反映出事現(xiàn)場的各種信息，做到實(shí)時(shí)跟蹤、調(diào)度、處置[2]。 1、3、2 GPS移動(dòng)目標(biāo)定位報(bào)警系統(tǒng)構(gòu)成 目前，幾乎所有的安全防范報(bào)警系統(tǒng)僅能為固定目標(biāo)提供服務(wù)，而對(duì)移動(dòng)用戶，例如押款車、出租車等在進(jìn)行中被劫時(shí)，就顯得無能為力了，因此移動(dòng)目標(biāo)準(zhǔn)確定位并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信息，是安全防范領(lǐng)域急待解決的問題。 GPS移動(dòng)目標(biāo)定位報(bào)警系統(tǒng)的產(chǎn)生使這個(gè)難題迎刃而解，該系統(tǒng)是在GPS技術(shù)基礎(chǔ)上，結(jié)合無線電通信技

39、術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、地球地理信息等相關(guān)科學(xué)，研制開發(fā)并應(yīng)用到安全防范領(lǐng)域的高科技產(chǎn)品，它能有效的實(shí)行監(jiān)控、跟蹤定位移動(dòng)目標(biāo)，確保各種重要車輛的安全。 GPS移動(dòng)目標(biāo)定位報(bào)警系統(tǒng)由監(jiān)控中心站，監(jiān)控分中心站，以及若干個(gè)移動(dòng)目標(biāo)站組成二級(jí)網(wǎng)。 （1）監(jiān)控中心站：該站由無線數(shù)傳電臺(tái)、全向高增益天線、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、地理信息數(shù)庫和移動(dòng)目標(biāo)管理軟件，指揮調(diào)度軟件組成。能實(shí)時(shí)監(jiān)控聯(lián)網(wǎng)的移動(dòng)目標(biāo)。當(dāng) 3 地移動(dòng)目標(biāo)（例如銀行押款車）途中遭到襲擊時(shí)，移動(dòng)目標(biāo)的GPS通過電臺(tái)將其遇劫的地址、方位等報(bào)警信息自動(dòng)傳到監(jiān)控中心，監(jiān)控中心根據(jù)接收到的信息，在計(jì)算機(jī)顯示屏的電子地圖上顯示出汽車被劫的位置，并進(jìn)行跟蹤，同時(shí)顯

40、示出案發(fā)地點(diǎn)周圍的警力分布情況及最佳出動(dòng)方案，以便準(zhǔn)確及時(shí)地調(diào)動(dòng)人力進(jìn)行處理，還可根據(jù)需要使某一特定目標(biāo)始終處于監(jiān)控之下，顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡。同時(shí)還可以將各個(gè)受控目標(biāo)發(fā)來數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄、查詢、打印。移動(dòng)目標(biāo)的定位精度可達(dá)十多米。 （2）、監(jiān)控分中心站：該站由無線電數(shù)傳電臺(tái)、全向天線、中轉(zhuǎn)電臺(tái)、計(jì)算機(jī)、顯示屏、移動(dòng)目標(biāo)管理軟件組成。當(dāng)該區(qū)內(nèi)移動(dòng)目標(biāo)遭到襲擊立即發(fā)出信號(hào)，并在計(jì)算機(jī)顯示屏上顯示出移動(dòng)目標(biāo)的具體位置，進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤，并可根據(jù)需要自動(dòng)或手動(dòng)與監(jiān)控中心聯(lián)系，請(qǐng)求警力支援。由于實(shí)行分級(jí)管理，從而有效地解決了同頻干擾問題。 （3）、移動(dòng)目標(biāo)站：該站由天線、GPS接收機(jī)或（顯示儀）、GPS控制臺(tái)、

41、車載電臺(tái)及車載天線組成。這些設(shè)備安裝在移動(dòng)目標(biāo)上，GPS接收機(jī)隨時(shí)接收來自導(dǎo)航衛(wèi)星的信號(hào)，進(jìn)行處理，確定自身所處的地方、時(shí)間等數(shù)據(jù)，并可根據(jù)要求隨時(shí)將所需數(shù)據(jù)信息發(fā)到監(jiān)控中心站，如果遇到突發(fā)情況時(shí)，可立即將報(bào)警信息通過車載臺(tái)發(fā)送到監(jiān)控中心報(bào)警求救[3]。 第二章 汽車防撞系統(tǒng)的分析 2、1 目前汽車防撞系統(tǒng)有以下幾種探測方式 2、1、1.  激光方式 激光具有高單色性，高方向性和相干性好等特點(diǎn)，因此激光波束近似直線性，很少擴(kuò)散，波速能量集中，傳輸距離遠(yuǎn)。激光測距的測量精度很高，技術(shù)上已經(jīng)有了很

42、大的進(jìn)步。但是，激光測距的應(yīng)用具有局限性，主要是因?yàn)榧す鉁y距方式受天氣狀態(tài)、汽車的震動(dòng)及反射鏡表面磨損、污染等因素影響較大，測距精度難以保證。 2、1、2. 超聲波方式 　　超聲波作為一種特殊的聲波，同樣具有聲波傳輸?shù)幕疚锢硖匦浴瓷洹⒄凵?、干涉等等，超聲波測距就是利用其反射特性，工作原理和聲納回聲定位的原理基本相同。超聲波發(fā)射器不斷發(fā)射出某一頻率的超聲波，遇到被測物體后反射，當(dāng)超聲波接收器接受到反射信號(hào)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)，測出發(fā)射波和反射波的時(shí)間差，根據(jù)聲速即可求得距離。但是超聲波測距的最大問題就是探測距離短，而且天氣狀態(tài)對(duì)它影響很大，所以超聲波測距主要運(yùn)用于倒車?yán)走_(dá)等近距離測距。

43、 2、1、3. 紅外線方式 紅外線測距和激光、超聲波測距在原理上基本相同，均是根據(jù)發(fā)射波和反射時(shí)間來判斷目標(biāo)的距離，紅外線測距在技術(shù)上難度不大，構(gòu)成的測距系統(tǒng)成本低廉，但是在惡劣的天氣和長距離探測方面仍然不能滿足汽車防撞的要求。 2、1、4. 圖像識(shí)別方式 本系統(tǒng)是以一種集光、機(jī)、電等高新科技手段于一體的汽車智能防撞安全保護(hù)系統(tǒng)。本系統(tǒng)以快速圖像采集系統(tǒng)作為偵測識(shí)別載體，充分運(yùn)用微電腦處理系統(tǒng)和光、機(jī)、電轉(zhuǎn)換執(zhí)行機(jī)構(gòu)，能夠做到汽車雨霧天氣時(shí)在高速公路上安全行駛。該系統(tǒng)可以在視線不好的情況下對(duì)前方200米范圍內(nèi)出現(xiàn)的車輛自動(dòng)性進(jìn)行偵測識(shí)別和計(jì)算處理。隨著圖像處理技術(shù)的發(fā)展,數(shù)字信

44、號(hào)處理器的不斷更新,單片微機(jī)的處理能力不斷提高和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展,使該汽車防撞系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)成為可能。 2、1、5 GPS車距測量技術(shù) 利用兩臺(tái)GPS接收板實(shí)時(shí)接收和處理定位信號(hào),并進(jìn)行實(shí)時(shí)差分運(yùn)算確定運(yùn)動(dòng)載體相對(duì)距離,運(yùn)動(dòng)速度。通過對(duì)接收到的實(shí)時(shí)定位數(shù)據(jù)采樣以及對(duì)數(shù)據(jù)中存在的各種誤差的分析,建立運(yùn)動(dòng)載體的動(dòng)態(tài)模型:當(dāng)前統(tǒng)計(jì)模型,GPS數(shù)學(xué)動(dòng)態(tài)定位模型,研究并建立了一種適用于本系統(tǒng)動(dòng)態(tài)模型的自適應(yīng)卡爾曼濾波算法,使系統(tǒng)在動(dòng)態(tài)環(huán)境中有較好的穩(wěn)定性和防碰撞預(yù)測精度[4]。 5 第二章 汽車防撞系統(tǒng)的分析 2、2 汽車防撞系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 2、2、1信號(hào)采集系統(tǒng)：采用雷達(dá)、激光

45、、聲納、衛(wèi)星等技術(shù)自動(dòng)測出本車速度、前車速度以及兩車之間的距離； 2、2、2數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)芯片對(duì)兩車距離以及兩車的處理后，判斷兩車的安全距離，如果兩車車距小于安全距離，數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)就會(huì)發(fā)出指令； 2、2、3控制器：負(fù)責(zé)對(duì)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的發(fā)來的指令進(jìn)行分析、過濾并對(duì)執(zhí)行結(jié)構(gòu)下達(dá)指令； 2、2、4執(zhí)行機(jī)構(gòu)：發(fā)出警報(bào)，提醒司機(jī)剎車，如司機(jī)沒有執(zhí)行指令，執(zhí)行機(jī)構(gòu)將采取措施，比如關(guān)閉車窗、調(diào)整座椅位置、自動(dòng)減速、自動(dòng)剎車等； 2、3汽車防撞系統(tǒng)的工作原理 2、3、1報(bào)警提醒 　　防撞器的顯示報(bào)警系統(tǒng)能及時(shí)顯示本車的車速、前方最具威脅車輛或物體的距離。當(dāng)接到中央處理系統(tǒng)的指令

46、時(shí)，能以聲音的方式提醒駕駛?cè)藛T前方有危險(xiǎn)信息，需謹(jǐn)慎駕駛，顯示報(bào)警功能，大大提高了人車安全。 2、3、2跟蹤識(shí)別 　　采用了雷達(dá)識(shí)別系統(tǒng)，有效地對(duì)本車前方的動(dòng)、靜態(tài)目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測，及時(shí)將測量數(shù)據(jù)傳輸給中央處理系統(tǒng)。 2、3、3智能處理 　　中央處理系統(tǒng)對(duì)雷達(dá)采集的信息進(jìn)行分析、計(jì)算、處理，有效對(duì)車輛前方出現(xiàn)的障礙物進(jìn)行分析判斷，并迅速做出處理、發(fā)出指令，將雷達(dá)采集信號(hào)轉(zhuǎn)換為可執(zhí)行信號(hào)，及時(shí)傳輸給報(bào)警顯示系統(tǒng)和制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)。 2、3、4減速剎車 若遇危險(xiǎn)，制動(dòng)執(zhí)行系統(tǒng)接收到中央處理系統(tǒng)發(fā)出的制動(dòng)指令時(shí)，能迅速根據(jù)險(xiǎn)情對(duì)車輛采取智能減速、重剎、停車等動(dòng)作[5]。 2、4汽

47、車防撞系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與趨勢 隨著現(xiàn)代社會(huì)工業(yè)化的發(fā)展，汽車這一交通工具正為越來越多的人所用，但是隨之而來的問題也顯而易見，那就是隨著車輛的增多，交通事故的頻繁發(fā)生，由此導(dǎo)致的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失數(shù)目驚人。 對(duì)于公路交通事故的分析表明，80%以上的車禍?zhǔn)掠捎隈{駛員反應(yīng)不及所引起的，超過65%的車輛相撞屬于追尾相撞，其余則屬于側(cè)面相撞。奔馳汽車公司對(duì)各類交通事故的研究表明：若駕駛員能夠提早1S意識(shí)到有事故危險(xiǎn)并采取相應(yīng)的正確措施，則絕大多數(shù)的交通事故都可以避免。 因此，大力研究開發(fā)如汽車防撞裝置等主動(dòng)式汽車輔助安全裝置，減少駕駛員的負(fù)擔(dān)和判斷錯(cuò)誤，對(duì)于提高交通安全將起到重要的作用。顯

48、然，此類產(chǎn)品的研究開發(fā)具有極大的實(shí)現(xiàn)意義和廣闊的應(yīng)用前景。 同時(shí)，汽車工業(yè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成為一個(gè)發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的支柱性產(chǎn)業(yè)。如美國每年汽車(轎車和卡車)產(chǎn)量平均為1400萬輛，我國1998年為160萬輛。車多路少已成為交通狀況日益嚴(yán)重的問題之一。以相對(duì)的觀點(diǎn)看，道路交通是最危險(xiǎn)的運(yùn)輸方式之一。事故統(tǒng)計(jì)表明：所有碰撞有一半以上(65％)是由追尾碰撞引起的。據(jù)統(tǒng)計(jì)：早在70年代初時(shí)由于汽車碰撞全世界每年造成的經(jīng)濟(jì)損失為100億美元，平均每輛車每年的經(jīng)濟(jì)損失為100美元?，F(xiàn)在是2l世紀(jì)初，汽車產(chǎn)量估計(jì)翻了三番，所造成的經(jīng)濟(jì)損失也就至步翻了三倍。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2001年我國道路交通事故造成的直接經(jīng)濟(jì)損失

49、為30億元， 105 930人死亡．546 485人受傷?？梢哉f，道路交通事故每天在全國各地均頻頻發(fā)生，給人民造成了巨大的生命財(cái)產(chǎn)損失。為此．一些發(fā)達(dá)國家早在70年代就開始研制汽車防撞系統(tǒng)。研制汽車防撞系統(tǒng)可以大大有效的減少事故的發(fā)生幾率和財(cái)產(chǎn)的損失，為此研究汽車防撞系統(tǒng)的前景十分美好[6]。 7 第三章 汽車報(bào)警系統(tǒng)的分析 第三章 汽車報(bào)警系統(tǒng)的分析 3、1 汽車報(bào)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成 報(bào)警裝置一般由傳感器、報(bào)警燈（或蜂鳴器）等組成。 3、1、1制動(dòng)系統(tǒng)低壓報(bào)警裝置 在采用氣制動(dòng)的汽車上，一旦制動(dòng)氣壓低于最小

50、允許值時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)將不能正常工作而危及安全。所以此種汽車需裝備制動(dòng)系統(tǒng)低壓報(bào)警裝置，當(dāng)氣壓過低時(shí)報(bào)警燈隨即點(diǎn)亮，以引起駕駛員注意。 　　報(bào)警開關(guān)：當(dāng)電源接通后，制動(dòng)系統(tǒng)氣壓下降到340～370 kPa時(shí)，由于作用在膜片上的壓力減小，于是在復(fù)位彈簧的作用下觸點(diǎn)閉合，電路接通，報(bào)警燈亮。當(dāng)氣壓升高到400 kPa以上時(shí)，由于膜片所受推力增大，壓縮復(fù)位彈簧使觸點(diǎn)打開，電路切斷，報(bào)警燈熄滅。 3、1、2機(jī)油壓力報(bào)警裝置 　　有些汽車上除裝有機(jī)油壓力表外，還裝有機(jī)油壓力報(bào)警裝置。當(dāng)潤滑系統(tǒng)機(jī)油壓力低于允許值時(shí)，報(bào)警燈亮，以引起駕駛員注意。 　　 3、1、3燃油量報(bào)警裝置 　　作用：當(dāng)油箱內(nèi)燃

51、油減少到規(guī)定值以下時(shí)，儀表板上燃油量報(bào)警燈點(diǎn)亮，提醒駕駛員注意。 　　熱敏電阻式燃油量報(bào)警裝置，它由熱敏電阻式傳感器和報(bào)警燈組成。當(dāng)燃油多時(shí)，具有負(fù)溫度特性的熱敏電阻1浸泡在燃油中，散熱快，溫度較低，電阻值大，所以電路中電流很小，報(bào)警燈不亮。當(dāng)燃油減少到規(guī)定值以下時(shí)，熱敏電阻回露出油面，散熱慢，溫度升高，電阻值減小，電路中電流增大，報(bào)警燈亮。 3、1、4蓄電池液面報(bào)警裝置 它由傳感器、放大器、報(bào)警燈等組成。傳感器由鉛棒和加液塞組成，通常安裝在蓄電池正樁樁數(shù)起第三個(gè)單格內(nèi)。當(dāng)蓄電池液面高度正常時(shí)，傳感器的鉛棒上的電位為+ 8 V，從而使 VT1導(dǎo)通，VT2截止，報(bào)警燈不亮。當(dāng)蓄電池液面在

52、最低限以下時(shí)，傳感器的鉛棒就無法與電解液接觸，鉛棒就無正電位，從而使VT1截止，VT2導(dǎo)通。報(bào)警燈電路接通，報(bào)警燈亮。 3、1、5 GPRS/GPS車輛報(bào)警定位系統(tǒng) (以下簡稱“系統(tǒng)”)是我公司將GPRS網(wǎng)絡(luò)的數(shù)據(jù)通信和數(shù)據(jù)傳送功能與GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)以及GIS地理信息系統(tǒng)相結(jié)合的高科技產(chǎn)品。該系統(tǒng)利用GPS全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)測定車輛的地理位置，平均誤差為15米，通過覆蓋全國的GSM GPRS網(wǎng)絡(luò)傳送車輛和監(jiān)控中心之間的定位數(shù)據(jù)和控制命令，從而實(shí)現(xiàn)了在全國范圍對(duì)車輛及貨物進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控的各項(xiàng)功能。系統(tǒng)由監(jiān)控中心和用戶設(shè)備兩部分組成。 監(jiān)控中心主機(jī)通過GPRS網(wǎng)絡(luò)或Internet網(wǎng)絡(luò)

53、發(fā)送控制命令和接收來自車輛的各種數(shù)據(jù)。監(jiān)控中心的電子地圖管理軟件采用專業(yè)化地理信息系統(tǒng)為開發(fā)平臺(tái)，在WINDOWS98或WINDOWS2000環(huán)境下運(yùn)行,功能完備，界面友好，操作方便。系統(tǒng)采用了高精度矢量化的電子地圖，具有無級(jí)放縮，分層顯示，地理信息查詢，顯示位置準(zhǔn)確等特點(diǎn)。 安裝在車輛上的車載終端由GPRS通信模塊、GPS衛(wèi)星定位系統(tǒng)、衛(wèi)星天線以及汽車防盜器接口、數(shù)據(jù)接口、防破壞自動(dòng)報(bào)警和遙控熄火電路所組成。用戶設(shè)備的主要部件，如GPRS通信模塊，GPS模塊，衛(wèi)星天線，均采用進(jìn)口品牌器材，從而保證了車載終端的穩(wěn)定性和可靠性。 本系統(tǒng)兼容GSM/GPS系統(tǒng)功能，如無GPRS網(wǎng)絡(luò)，可以自動(dòng)切

54、換在GSM方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和報(bào)警。 3、2 汽車報(bào)警系統(tǒng)地工作原理 從20世紀(jì)90年代至今，汽車報(bào)警器發(fā)展迅速，應(yīng)用越來越廣。隨著汽車報(bào)警器 9 技術(shù)越來越成熟，成本控制已經(jīng)不是難事，現(xiàn)在的汽車報(bào)警器已經(jīng)成為每一位車主的必備裝備。在未來的十年，我們相信汽車報(bào)警器系統(tǒng)會(huì)使用更多的高新技術(shù)。車載GPS接收器為安全領(lǐng)域開辟了廣闊的天地。如果接收器與報(bào)警系統(tǒng)控制器相連，則可隨時(shí)向車主或警方報(bào)告車輛位置。 該系統(tǒng)為一車載裝置。系統(tǒng)由信息采集單元、中央控制單元、報(bào)警電路和顯示輸出單元構(gòu)成。信息采集單元由4種傳感器完成對(duì)車輛運(yùn)行狀態(tài)信號(hào)采集，中央控制單元對(duì)輸入信息進(jìn)行分析、處理，完成防碰撞

55、預(yù)測與判斷功能，報(bào)警電路產(chǎn)生警報(bào)，提醒駕駛員采取措施以避免追尾碰撞事故發(fā)生，系統(tǒng)還具備顯示功能。利用安裝在汽車前部的毫米波雷達(dá)實(shí)時(shí)測定自車與前車或障礙物之間的距離和相對(duì)速度信息；信息采集單元通過各種傳感器測定自車速度、油門位置、制動(dòng)、轉(zhuǎn)向及路面附著系數(shù)等信息。以上所有信息經(jīng)CAN總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給主控單元。主控單元對(duì)各種信息進(jìn)行綜合處理，并對(duì)車輛運(yùn)行安全狀況作出判斷，然后把處理判斷的結(jié)果通過CAN總線網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給聲光報(bào)警單元。當(dāng)車輛運(yùn)行處于不安全狀態(tài)，即當(dāng)跟車距離小于當(dāng)時(shí)車速下的最小安全距離時(shí)，便發(fā)出聲、光報(bào)警，提示駕駛員采取減速或制動(dòng)措施，從而有效地預(yù)防追尾事故發(fā)生。 其中，中央控制單元是控制系

56、統(tǒng)的中樞，是系統(tǒng)中的信息處理部分，傳感器輸入信息在這里進(jìn)行處理、分析,完成防碰撞預(yù)測與判斷功能，危險(xiǎn)時(shí)發(fā)出信息給報(bào)警輸出裝置,實(shí)現(xiàn)報(bào)警,提醒駕駛員采取減速、制動(dòng)等措施，,避免追尾碰撞事故發(fā)生[7]。 3、3 汽車報(bào)警系統(tǒng)的發(fā)展趨勢 從20世紀(jì)90年代至今，汽車報(bào)警系統(tǒng)發(fā)展迅速，應(yīng)用越來越廣。在未來的十年，我們相信汽車報(bào)警系統(tǒng)會(huì)使用更多的高新技術(shù)。車載GPS接收器為安全領(lǐng)域開辟了廣闊的天地。如果接收器與報(bào)警系統(tǒng)控制器相連，則可隨時(shí)向車主或警方報(bào)告車輛位置。 第四章 汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)分析 4、1 汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì)意義

57、 汽車防撞系統(tǒng)是一種高科技的產(chǎn)物，它將伴隨著光機(jī)電一體化技術(shù)的進(jìn)步而得到新的發(fā)展。汽車防撞系統(tǒng)的核心在于快速準(zhǔn)確地測量出汽車前方障礙物之間的距離，并及時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)以及自動(dòng)剎車等應(yīng)急措施，從而實(shí)現(xiàn)防撞。奔馳公司和沃爾沃公司在汽車防撞器方面走在世界前列。美國的《大眾機(jī)械師》雜志介紹了戴姆勒-克萊斯勒公司汽車防撞器的研究情況。該防撞器結(jié)構(gòu)主要是兩個(gè)測距儀和一個(gè)影像系統(tǒng)，能夠測出安全距離，如果發(fā)現(xiàn)車前有障礙物，計(jì)算機(jī)能夠自動(dòng)引發(fā)剎車裝置。戴姆勒-克萊斯勒公司的實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，汽車以每小時(shí)20英里（32.18公里／小時(shí)）的速度行駛，在距離障礙物40英尺（12.19米）時(shí)，若司機(jī)仍在加速，自動(dòng)防撞器的執(zhí)

58、行機(jī)構(gòu)就會(huì)自動(dòng)剎車，在距離障礙物1英寸（2.04厘米）的地方使車停下來，從而避免了撞車。 4、2 基于GPS的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng) GPS（Global Positioning System）即全球定位系統(tǒng)是20世紀(jì)70年代由美國陸海空三軍聯(lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)等一些軍事目的。2000年以后美國逐步開放了GPS市場，使其商業(yè)化。GPS是現(xiàn)代高新技術(shù)實(shí)現(xiàn)軍民兩用的一個(gè)成功范例，廣泛應(yīng)用測量、導(dǎo)航、定位等領(lǐng)域，并已逐步演變?yōu)橐环N世界性的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。在GPS應(yīng)用領(lǐng)域中，車輛應(yīng)用所占的比重最大，約占總數(shù)的50%

59、以上。GPS由三部分組成：空間部分（GPS星座），地面控制部分（地面監(jiān)控系統(tǒng)），用戶設(shè)備部分（GPS信號(hào)接收機(jī)）。 GPS防撞系統(tǒng)是結(jié)合GPS，GIS與無線通信技術(shù)為一體的綜合技術(shù)產(chǎn)品，GPS防撞系統(tǒng)主要利用GPS對(duì)于在高速公路上行駛的車輛進(jìn)行定位測速，對(duì)于可能發(fā)生交通事故的車輛間進(jìn)行預(yù)警，以避免事故的發(fā)生。近年來，GPS定位技術(shù)已用于露天煤礦防撞系統(tǒng)，高速公路測速系統(tǒng)只是看司機(jī)是否違章，不對(duì)司機(jī)進(jìn)行任何提示。GPS定位技術(shù)依靠其高精度，高效率的優(yōu)勢已被越來越多的人們所認(rèn)識(shí)和關(guān)注，而GPS接收機(jī)成本的不斷降低，使這一技術(shù)受到越來越多廠商的青睞，逐漸應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域之中。同時(shí)，國內(nèi)通信技術(shù)日漸成

60、熟，通信網(wǎng)絡(luò)覆蓋的范圍不斷擴(kuò)大信號(hào)傳輸速率顯著提高，使得車輛與監(jiān)控中心之間架起了一座無形的通信橋梁。GPS、GPRS的 11 第四章 汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)分析 廣泛應(yīng)用，使得自動(dòng)監(jiān)控和報(bào)警系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有了技術(shù)的保證[8]。 在對(duì)車輛監(jiān)控時(shí)，GPS不僅可以對(duì)車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，還可以測定車輛的瞬間移動(dòng)速度，精確的定位時(shí)間，車輛的姿態(tài)等狀態(tài)參數(shù)。 利用GPS信號(hào)測得運(yùn)動(dòng)載體的運(yùn)動(dòng)速度，叫做GPS測速。盡管載體的運(yùn)行速度各不一樣，且不是勻速運(yùn)動(dòng)，但是，只要在這些運(yùn)動(dòng)載體上安設(shè)GPS信號(hào)接收機(jī)，就可以在進(jìn)行動(dòng)態(tài)定位的同時(shí)，實(shí)時(shí)地測得它們的運(yùn)行速度。利用GPS信號(hào)進(jìn)行速度測量，是基于站星距離的測量[9

61、]。 4、3 GPS汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)終端功能 定位查詢功能：GPRS/GPS終端,在接收到衛(wèi)星發(fā)射精確的位置、速度、運(yùn)行方向、時(shí)間等信號(hào)后，在任何報(bào)警或收到中心的查詢命令后都能將信息傳遞給監(jiān)控中心并顯示在電子地圖上。(管理人能隨時(shí)知道車輛的位置和行駛情況) 連續(xù)跟蹤功能：監(jiān)控中心能按車主的要求連續(xù)跟蹤網(wǎng)內(nèi)的車輛行駛情況，并詳細(xì)的記載儲(chǔ)存被跟蹤車輛的行駛路線，同時(shí)將跟蹤車輛位置及行駛情況信息傳遞給監(jiān)控中心并顯示在電子地圖上。(管理人能隨時(shí)知道車輛的位置和行駛情況) 按鈕求助：在任何狀態(tài)司機(jī)可按下紅色的緊急報(bào)警按鈕向監(jiān)控中心報(bào)警求助。同時(shí)將報(bào)警位置信息傳遞給監(jiān)控中心并顯示在電子地圖

62、上。(求助功能) 搶劫按鈕報(bào)警：當(dāng)發(fā)生搶車、搶劫，交通事故、車輛故障或其他突發(fā)意外時(shí),車主可按下紅色的緊急報(bào)警按鈕，系統(tǒng)將立即向監(jiān)控中心報(bào)警。同時(shí)將報(bào)警車輛位置及行駛情況信息傳遞給監(jiān)控中心并顯示在電子地圖上。(求助功能) 進(jìn)入/超出區(qū)域報(bào)警：當(dāng)車輛進(jìn)入或超出設(shè)定的行駛區(qū)域時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)向監(jiān)控中心報(bào)警。同時(shí)將報(bào)警車輛位置及行駛情況信息傳遞給監(jiān)控中心并顯示在電子地圖上。(可考核司機(jī)是否按規(guī)定的區(qū)域內(nèi)行駛) 車行駛/熄火停車登記功能：當(dāng)司機(jī)啟動(dòng)車輛行駛或熄火停車時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)向中心登記存檔案。并將車輛的位置信息傳遞給監(jiān)控中心并顯示在電子地圖上。(管理人能清楚合理的對(duì)車輛進(jìn)行考核,登記管理和調(diào)度

63、,避免公車私用) 車載終端和連接線被拆自動(dòng)鎖車功能：當(dāng)安裝在車上的GPRS/GPS控制終端和連接線被人故意拆除時(shí),系統(tǒng)能自動(dòng)鎖死車輛,使偷車人無法開走車輛,確保車輛安全.(該功能是專門防止司機(jī)或熟識(shí)汽車電路結(jié)構(gòu)的盜車人) 13 第五章 基于GPS設(shè)備的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 第五章 基于GPS設(shè)備的汽車防撞報(bào)警系統(tǒng)的設(shè)計(jì) 5、1、車載GPS設(shè)備通過GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送報(bào)警信息的流程 5、1、1分組無線業(yè)務(wù)(GPRS) GPRS（Ge

64、neral Packet Radio Service）是通用分組無線業(yè)務(wù)的簡稱， GPRS是一種采用分組交換技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)及信令的高效率數(shù)據(jù)傳輸方式,是區(qū)別于原有GSM電路交換方式的另一種數(shù)據(jù)傳輸方式，它利用存儲(chǔ)轉(zhuǎn)發(fā)原理，把不同終端的數(shù)據(jù)分割成等長標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，通過非專用的邏輯子信道進(jìn)行數(shù)據(jù)快速交換，即將信息分成數(shù)據(jù)分組或信息包，再加上目的地址、分組編號(hào)、控制比特等的分組頭，沿不同路由進(jìn)行傳送，接收端按照分組編號(hào)重新組裝成原始信息。分組通信的實(shí)質(zhì)是依靠高處理能力的計(jì)算機(jī)來充分利用寶貴的通信通道資源。 GPRS克服了電路交換速率低、資源利用率低等缺點(diǎn)。與原有GSM的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)相比，GPRS技術(shù)具有

65、以下優(yōu)點(diǎn)： （1）資源利用率高 GPRS引入了分組交換的傳輸模式，使得原來采用電路交換模式的GSM傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，與電路交換模式相比，用戶只有在發(fā)送或接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這樣可以多個(gè)用戶共享同一個(gè)無線信道，大大的提高了資源的利用率。另外，如果GPRS用戶的計(jì)費(fèi)以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了“得到多少、支付多少”的原則。這樣，GPRS用戶的連接時(shí)間無論多長，卻只是支付相對(duì)低廉的連接費(fèi)用。 (2)傳輸速率高 GPRS可以提供171.2kbps的速率。這意味著通過便攜式電腦，GPRS用戶能和ISDN用戶一樣快速地上網(wǎng)瀏覽，同時(shí)也使一些對(duì)傳輸速率敏感的移動(dòng)多媒體應(yīng)用成為可

66、能。 (3)接入時(shí)間短 GPRS的接入時(shí)間縮短為小于1秒，能夠提供快速的即時(shí)連接?？纱蠓忍岣咭恍┦聞?wù)(如信用卡核對(duì)、遠(yuǎn)程監(jiān)控等)的效率，并可使操作更加便捷、流暢。 (4)支持X.25協(xié)議和PI協(xié)議，可與外部數(shù)據(jù)網(wǎng)進(jìn)行互聯(lián) 由于存在大量的分組數(shù)據(jù)網(wǎng)（PDN），支持X.25協(xié)議可使已存在的X.25應(yīng)用能在GSM網(wǎng)絡(luò)上繼續(xù)使用。由于GSM網(wǎng)絡(luò)覆蓋面廣，所以GPRS能提供Internet和其它分組網(wǎng)絡(luò)的全球性無線接入。可以認(rèn)為，GPRS加強(qiáng)了這種趨勢，即移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)的融合。 (5)用戶永遠(yuǎn)在線，計(jì)費(fèi)合理，采用流量計(jì)費(fèi)，通信費(fèi)用低[10]。 5、1、2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 系統(tǒng)基本原理是監(jiān)控車輛通過GPS接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，通過GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)傳輸?shù)街行姆?wù)器，監(jiān)控中心通過數(shù)據(jù)庫平臺(tái)甄別相鄰兩車輛是否有相撞的可能性，最終實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的監(jiān)控管理功能[11]。系統(tǒng)的原理如圖1所示。 圖1系統(tǒng)的原理圖 5、1、3 數(shù)據(jù)接受系統(tǒng) 接收數(shù)據(jù)原理：所有監(jiān)控車輛上均安裝著車載GPS終端，這些終端通過GPS模塊接收GPS衛(wèi)星信號(hào)，通過數(shù)據(jù)控制處理器解算出車輛的信息參數(shù)，比如車輛位置經(jīng)緯度，行駛方向，行駛速度等參數(shù)，通過GPRS網(wǎng)絡(luò)把數(shù)據(jù)發(fā)送到中心服務(wù)器上，中心服務(wù)器端軟件實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)的接收和解析，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為