车祸自动定位报警系统的设计与实现

　　在汽车发生意外碰撞时最大限度地确保驾驶员和乘客的安全，是汽车工业追求的目标之一。据我国卫生部的统计数据表明，在1 000例交通事故伤者中，只有14.3%的伤者能及时乘坐救护车到达医院。道路交通事故表明，如果在交通事故发生5 min内采用应急救援措施，30 mm内采用急诊，至少可以使18%～25%的重伤者免于死亡;另外，在我国车祸死亡中大约40%的伤者是当场死亡，其余60%是死于医院或送往医院途中，其中30%的伤者是因为抢救不及时而死亡。随着汽车安全研究的深入，采用日趋完善的汽车碰撞保护系统(如气囊等)可以有效地降低车祸死亡率，同时也有诸多弊端(如不能及时报警等待救援等)。本设计可以在车祸发生后自动拨打紧急电话，告知相关部门车祸发生的精确位置、时间，使其在第一时间派出救援队，给援救伤员争取更多时间，挽救更多的生命。

　　1 系统原理及结构框架

　　西方交通管理部门为了交通安全，特制定了死亡加速度500 g(g=10N/kg)这一数值，以醒世人。意思是如果行车加速度超过此值，将有生命危险，那么大的加速度，一般情况下紧急刹车是难以达到的，只有在发生猛烈撞击后才会达到该数值。车辆碰撞的时间非常短，大多为毫秒级，而Atmega128单片机的处理速度是微秒级，甚至有更高级的芯片处理速度能达到纳秒级，足以计算出撞车时的加速度。例如，两辆摩托车时速20 km(5.6 m/s)，相向而行发生碰撞，碰撞时间为毫秒级，按0.001 s来计算，这样短的时间内，产生的加速度为a1=V/t=5.6/0.001=560 g，如果是紧急刹车，从刹车开始到最终停止，时间按1 s来计算，产生加速度为a2=V/t=5.6/1=0.56 g，可见碰撞产生的加速度非常之大，证实了用检测加速度的方法来判断是否发生车祸是可行的。

　　本设计采用Atmega128单片机作为整个系统的中央处理器，与MEMS加速度传感器、GPs定位模块、GSM通信模块相连。

　　一旦MEMS加速度传感器检测到有加速度变化，Atmega128将对此数据进行分析处理，若判为发生车祸，则GSM模块以发短信或打电话的形式将GPS接收到的定位信息传递给有关部门，使其迅速派出急救队进行救援工作;反之，系统自动复位，循环检测。系统结构框图如图1所示。

　　2 主要硬件模块

　　2.1 MEMS加速度传感器模块

　　加速度传感器是一种能够测量加速力的电子设备，有角加速度计和线加速度计两种型号。本系统采用的MEMS加速度传感器型号是ADX L202JE，此传感器在同一硅片中刻蚀了一个多晶硅表面微机械传感器，并集成了一套精密的信息处理电路，如图2所示。

　　传感器主要是由一个利用表面微机械加工的多晶硅机构和一个差动电容器组成。在加速度的作用下，多晶硅结构会产生偏移使电容值发生变化。在信号处理电路中，差动电容器的变化信号由调制器解调后通过一个RC滤波器(由内部RFx和外部CFx，RFx构成)送到占空比调制器中，由调制器转换为占空比和加速度成正比的方波，方波的周期(T2)可以通过Rs确定。这个方波可以直接送到单片机进行处理，通过使用计数器测量方波周期T2以及脉的宽度T1(图3)，从而得到加速度的值。