专利名称：基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及无线传感器网络技术在道路车辆行驶的具体应用，具体说是一种基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统。
背景技术：
现有技术中，车载定位基本是采用GPS (Global Positioning System)技术，获得车辆本身的经度和纬度位置信息。但是采用GPS定位至少要同时接收到四颗GPS导航卫星发射的电文才能计算出车辆的具体位置，如果车辆处于山区或者隧道等复杂地形中，GPS不能同时接收到四颗卫星信号因而无法实现定位；另外，目前GPS技术只能实现车辆对自身的定位，无法获知本车与相邻前方车辆之间的间距信息，仅仅依靠驾乘人员目测判断间距的方式无法满足车辆防撞的应用需求。公路最常见事故是多车追尾相撞，这种事故多发生在交通流量大、车速高、天气不好、驾驶员疲劳驾驶等造成车辆间距过小，驾驶员无法提前处置的情况下。目前的车载防撞系统多采用摄像头拍摄并分析的方式实现，在遇到恶劣的雨、雪、雾等能见度很低情况无法实现。
发明内容
本发明是为解决上述现有技术所存在的不足之处，提供一种基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统，以ZigBee与GPS相结合，通过无线通信信号获得的车辆间距，在可能发生危险的情况下，提前预警驾驶员控制车速以保持车辆安全间距。本发明解决技术问题采用如下技术方案:本发明一种基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统，其特点是: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LI，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LI或车辆间距L2判断本车的危险等级；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。
本发明基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统，其特点也在于:在对本车危险等级的判断过程中，对于所述车辆间距LI和车辆间距L2，优先使用车辆间距LI。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⑶的经度为N2、纬度E2 ;前方车辆(A)的经度N1、纬度为E1，按式⑴计算获得本车⑶与前方车辆(A)之间的间距LI:
权利要求
1.一种基于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LI，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LI或车辆间距L2判断本车的危险等级； 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。
2.根据权利要求1所述的基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统，其特征是:在对本车危险等级的判断过程中，对于所述车辆间距LI和车辆间距L2，优先使用车辆间距LI。
3.根据权利要求1所述的基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统，其特征是: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(I)计算获得本车⑶与前方车辆(A)之间的间距LI:
4.根据权利要求1所述的基于ZigBee及GPS的车辆定位及防撞预警系统，其特征是: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⑶与前方车辆(A)之间的间距L2:
全文摘要
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。
文档编号H04W84/18GK103117007SQ201310030090
公开日2013年5月22日 申请日期2013年1月25日 优先权日2013年1月25日
发明者许耀华, 陈栋梁, 刘磊, 赵宏伟, 胡艳军, 张媛媛 申请人:安徽大学