基于物联网技术的汽车驾驶安全卫士设计
基于物联网技术的汽车驾驶安全卫士设计
尹淑娟 包头师范学院信息学院 内蒙古包头
014030
【文章摘要】
基于物联网技术的汽车驾驶安全卫士是一款融合了51 单片机、传感器技术、无线通信网络终端技术等多种技术于一体的智能系统。该系统可实现的功能首先是检测驾驶员是否属于酒后驾驶，如果汽车行驶时发生交通事故，如侧翻、碰撞，汽车行驶安全卫士可自行将车辆发生事故类型、车辆所在地 GPS 信息，通过 GSM 模块发送到车主预设的手机号码。驾驶员如果有意外发生也可以通过一键触发控制单片机将求救信号发送出去。
【关键词】
汽车驾驶安全；51 单片机；GPS ；无线通信
0 引言
随着中国汽车工业的飞速发展和汽车保有量的大幅提高，汽车成为现代化交通工具。然而汽车对人类社会文明的进程发挥了积极的促进作用，也对人类的健康和财产安全造成了负面效应。每天甚至每一分钟世界上都在发生着各种千奇百怪的交通事故，而怎样控制行车的安全以及发生交通事故之后怎样去处理就成为一个很难的问题。交通事故的不断发生，给人民的生命财产安全和社会稳定造成了极大的威胁，并成为一个不容忽视的社会问题。
本系统将汽车行驶存在的安全隐患尽可能的考虑到并且通过物联网技术尽可能的降低汽车行驶的事故发生率。汽车行驶安全卫士可以很简单的安装在任何车型上，并且可以实现更多的功能。将 51 单片机、GSM、GPS、碰撞传感器等多个传感器以及无线无线通信原理等集于一身为汽车安全行驶保驾护航。系统分为事故应急响应系统和安全提醒系统两部分。其中事故应急响应系统分为碰撞报警模块、侧翻报警模块、驾驶员发现危险按键报警模块；安全提醒系统分为酒精检测模块、车距检测模块、以及其他一些扩展功能。当 51 单片机检测到碰撞模块、者测发模块或者驾驶员按键的信号时，单片机会控制 GSM 将车辆发生事故的类型及发生事故的具体地址发送给车主预设的手机。1 硬件系统设计
汽车驾驶安全卫士系统分为两大部分：一是基于 51 单片机、GSM、GPS 和多个传感器的事故应急响应系统；二是基于 51 单片机、语音模块和多个传感器的安全提醒系统。当 51 单片机检测到碰撞模块、侧翻模块或者驾驶员按键的信号时，单片机会控制 GSM 将车辆发生事故的类型及发生事故的具体地址发送给车主预设的手机。同时安全提醒系统会将单片机检测到驾驶员有饮酒的迹象或车距过小单片机会控制语音模块播放相应录音提醒驾驶员注意安全。
1.1 事故应急响应系统设计
系统使用 51 单片机为微处理器，用碰撞传感器、角度传感器或通过按键触发，将发生事故信息及车辆通过 GPS 的定位信息通过 GSM 模块发送给车主预设号码，从而做到第一时间报告事故。其数据传递过程为 51 单片机检测事故信号并判断事故类型，当接受到事故发生信号的同时驱动 GPS 模块将事故具体位置信息及事故类型通过 GSM 模块发送短信如图1 所示。
图 1 系统硬件总体框图
1.2 安全提醒系统设计
系统使用 51 单片机为微处理器，用超声波传感器检测车距、酒精浓度传感器检测司机是否存在酒驾可能，倘若有模块检测到信号，驱动语音模块播放相应提示语音，从而实现安全提醒的功能如图2 所示。
图2 安全提醒系统硬件设计框图
2 软件系统设计
2.1 事故应急响应系统软件设计
接通电源后，单片机和 GPS 模块进行初始化，初始化完成后，单片机检测传感器和按键的状态，当检测到有事故发生信号或者驾驶员按下按键后，单片机会做以下三个工作：(1) 将事故信息通过 GSM 模块发送。(2) 继续读取传感器和按键状态信息。(3) 驱动 GPS 子程序读取位置信息，判断位置信息有效后将位置信息送至 GSM 模块发送如图3 所示。
2.2 安全提醒系统软件设计
接通电源后，单片机开始检测各个传感器的工作状态，当检测到传感器提示信息后，以酒精检测模块为例：当传感器检测到酒精浓度达到设定值时，单片机接收到信号，驱动语音提醒模块播放相应语言提醒司机不要酒驾，如图4 所示。
图 4 系统工作流程图
3 结论
本系统可以应用于家用型轿车、大型客车以及各种运输车辆，而且具有安装灵活、功能稳定、价格低廉等优点。包括了侧翻模块、碰撞模块、驾驶员按键求助模块、酒精检测模块、车距检测模块、语音题型模块等多个可灵活配置的子模块，车主可以根据自己的需要选择配置。
其中侧翻模块可以通过角度传感器检测到车辆倾斜角度的大小，驾驶员紧急情况手动按键求助模块可以检测驾驶员是否按键求救，当单片机检测到相应信号时会驱动 GSM 模块给指定手机发送短信。同时，酒精检测模块可以对驾驶员是否饮酒进行检测、超声波测距模块可以检测车辆安全距离。如果酒精模块检测到驾驶员有饮酒现象，或者超声波模块检测到车辆不在安全距离范围内行驶时，就会通过语音模块提醒驾驶员。相比于同一类型功能单一的产品，本系统的设计更灵活方便、成本更低。
【参考文献】
[1] 谭浩强《C 语言程序设计（第二版）》清华大学出版社，1999.12
[2] 高峰《单片微型计算机原理与接口技术》北京科学出版社，2007.4
[3] 凌振宝, 王君. 基于GSM 技术的智能家居系统的设计与实现, 自动化与仪器仪表[J]. 2005(9)
【作者简介】
尹淑娟(1982.7—)、包头师范学院信息学院、讲师、硕士学位、研究方向为电子技术应用
