基于RFID和卫星导航技术的车距监测预警系统

　　引言

　　汽车为人类社会的发展做出了突出的贡献，但也带来了触目惊心的伤害。近年来，随着高速公路的发展，汽车行驶速度提高，恶性交通事故频发。在车祸造成的死亡事故中，追尾占25%。因此，研究能够随时获取道路和车辆信息，并及时提醒汽车驾驶员采取措施避免危险的车距监测预警系统就成为解决公路交通安全问题的重要手段。

　　本文基于RFID和卫星导航技术实现车辆之间的相互通信，通过向周围车辆报告本车精确的地理信息，并获取周围车辆发送的地理信息，实时计算获取车辆距离。

　　此方案与雷达测距等其他实现方案相比，具有成本低、结构简单、精准度高等优点。

　　1 RFID和卫星导航技术简介

　　RFID技术最早出现在二战时期，当时成功应用于飞机的敌我识别系统。现在已经发展成为21世纪最重要的技术之一。其基本原理是利用射频信号的空间耦合(电感或电磁耦合)或反射的传输特性，实现对被识别物体的自动识别。

　　卫星导航技术最早应用于20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的全球卫星定位系统(GPS)，现已全球性民用。由于卫星的位置精确可知，在GPS观测中，我们可得到卫星到接收机的距离，应用三维坐标中的距离公式，利用3颗卫星，就可以组成3个方程式，解出观测点的位置(X、Y、Z)，实现对对象位置的确定。

　　2 系统整体设计方案

　　本系统设计包括单片机控制模块、射频通信模块、卫星导航模块、液晶显示模块、声光报警模块和稳压电源模块。系统采用LM1575芯片将车载12V电源转换为5V电源，以凌阳SPCE061A型16位单片机为控制中心，使用nRF2401无线射频收发模块实现数据的发送和接收，使用OTrack-32北斗/GPS/GLONASS多模兼容导航芯片模块实现经纬度坐标的获取，同时使用12864型LCD显示模块实时显示车距检测信息，并使用蜂鸣器和LED实现声光报警。系统框图如图1所示。

图1 系统整体框架图

　　3 系统硬件设计

　　3.1 微控制器

　　SPCE061A是台湾凌阳科技生产的16位结构的微控制器，其采用了μ’nSPTM系列的单片机内核，内嵌32k字的闪存，具有较高的处理速度，不仅可应用于传统的控制领域，还可扩展应用于控制处理、数据处理以及数字信号处理等领域，具有广泛的应用空间。本系统以凌阳单片机为控制中心，实现对射频收发模块、卫星导航模块、LCD显示模块和声光报警的控制。

　　3.2 射频收发模块

　　nRF2401芯片是一种工作于2.4GHz的单片无线射频收发芯片，可同时实现一路数据发射和两路数据接收功能。