車禍自動定位報警系統的設計與實現

摘要：設計了一種車禍自動定位報警系統，應用了MEMS、GPS和GSM等技術。由于車禍發生的瞬間，車體加速度非常大，遠超過緊急剎車時的加速度，故可用加速度的大小作為車禍發生的判斷依據。使用MEMS加速度傳感器采集信號，經CPU處理后，如果加速度值超出保護值，立刻通過GSM平臺將GPS檢測到的經、緯度及相關信息發送到相關部門，救援人員能迅速趕到現場進行急救。此設計提供了一種在特殊情況下能更好更及時地保護人民生命財產的新途徑。
關鍵詞：MEMS加速度傳感器；GPS定位系統；GSM通信技術；報警

在汽車發生意外碰撞時最大限度地確保駕駛員和乘客的安全，是汽車工業追求的目標之一。據我國衛生部的統計數據表明，在1 000例交通事故傷者中，只有14．3％的傷者能及時乘坐救護車到達醫院。道路交通事故表明，如果在交通事故發生5 min內采用應急救援措施，30 mm內采用急診，至少可以使18％～25％的重傷者免于死亡；另外，在我國車禍死亡中大約40％的傷者是當場死亡，其余60％是死于醫院或送往醫院途中，其中30％的傷者是因為搶救不及時而死亡。隨著汽車安全研究的深入，采用日趨完善的汽車碰撞保護系統(如氣囊等)可以有效地降低車禍死亡率，同時也有諸多弊端(如不能及時報警等待救援等)。本設計可以在車禍發生后自動撥打緊急電話，告知相關部門車禍發生的精確位置、時間，使其在第一時間派出救援隊，給援救傷員爭取更多時間，挽救更多的生命。

1 系統原理及結構框架
西方交通管理部門為了交通安全，特制定了死亡加速度500 g(g=10N／kg)這一數值，以醒世人。意思是如果行車加速度超過此值，將有生命危險，那么大的加速度，一般情況下緊急剎車是難以達到的，只有在發生猛烈撞擊后才會達到該數值。車輛碰撞的時間非常短，大多為毫秒級，而Atmega128單片機的處理速度是微秒級，甚至有更高級的芯片處理速度能達到納秒級，足以計算出撞車時的加速度。例如，兩輛摩托車時速20 km(5．6 m／s)，相向而行發生碰撞，碰撞時間為毫秒級，按0．001 s來計算，這樣短的時間內，產生的加速度為a1=V／t=5．6／0．001=560 g，如果是緊急剎車，從剎車開始到最終停止，時間按1 s來計算，產生加速度為a2=V／t=5．6／1=0．56 g，可見碰撞產生的加速度非常之大，證實了用檢測加速度的方法來判斷是否發生車禍是可行的。
本設計采用Atmega128單片機作為整個系統的中央處理器，與MEMS加速度傳感器、GPs定位模塊、GSM通信模塊相連。
一旦MEMS加速度傳感器檢測到有加速度變化，Atmega128將對此數據進行分析處理，若判為發生車禍，則GSM模塊以發短信或打電話的形式將GPS接收到的定位信息傳遞給有關部門，使其迅速派出急救隊進行救援工作；反之，系統自動復位，循環檢測。系統結構框圖如圖1所示。

2 主要硬件模塊
2．1 MEMS加速度傳感器模塊
加速度傳感器是一種能夠測量加速力的電子設備，有角加速度計和線加速度計兩種型號。本系統采用的MEMS加速度傳感器型號是ADX L202JE，此傳感器在同一硅片中刻蝕了一個多晶硅表面微機械傳感器，并集成了一套精密的信息處理電路，如圖2所示。