摘 要：交通安全問題日益嚴(yán)峻且接警部門無法及時、準(zhǔn)確掌握事故信息。論文引入車聯(lián)網(wǎng)設(shè)計了一種車載報警終端，接警指揮中心通過無線通信網(wǎng)絡(luò)接收報警信息并在電子地圖上定位車輛實時位置。本系統(tǒng)通信暢通、無延遲，能夠有效地輔助接警中心展開救援，降低事故造成的損失。

關(guān)鍵詞：車聯(lián)網(wǎng)；應(yīng)急報警；GPS；GPRS

隨著現(xiàn)代物流運輸業(yè)的發(fā)展及家用小轎車的普及，在公路上行駛的車輛日益增多，諸多不安全因素也對車輛及駕駛員構(gòu)成了極大地威脅。除傳統(tǒng)的車輛碰撞、側(cè)翻和墜落等交通事故外，近年來出現(xiàn)了歹徒劫持司機或搶劫車輛，行駛途中的車輛自燃，車內(nèi)窒息等意外傷亡事故。當(dāng)車輛面臨或正遭受一系列重大事故時，及時著力消除隱患并進行施救方可將傷亡損失降到最低程度。國內(nèi)很多文獻僅提出了針對單一交通事故的報警[1-2]，這將不能有效應(yīng)對各種復(fù)雜的情況。針對以上問題，論文提出了基于車聯(lián)網(wǎng)的應(yīng)急報警系統(tǒng)。

1 應(yīng)急報警系統(tǒng)總體方案設(shè)計

車輛應(yīng)急報警系統(tǒng)主要由車載應(yīng)急報警終端和接警指揮中心組成，兩者間采用移動無線網(wǎng)絡(luò)進行通信。如果車輛在行駛途中發(fā)生危急情形，車載報警終端向接警指揮中心請求救援。接警指揮中心根據(jù)警情制定救援方案，救援力量在趕赴事故現(xiàn)場的途中可通過無線網(wǎng)絡(luò)從指揮中心獲取現(xiàn)場實時數(shù)據(jù)，為營救制定切實可行的措施。報警系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

當(dāng)行駛車輛遇到突發(fā)交通事故、遭遇劫持、自燃或車內(nèi)窒息的情形，報警終端通過無線網(wǎng)絡(luò)按照一定的時間間隔向接警指揮中心報告車輛牌照、當(dāng)前位置、運輸類型、實載人數(shù)或噸位、事故類型等信息，以利于接警中心應(yīng)對處理。

2 車載報警終端硬件設(shè)計

2.1 信息處理單元及外圍電路

車載報警終端主要由作為信息處理芯片的STM32F103及外圍電路組成，如圖2所示。STM32F103的32位ARM內(nèi)核最高工作頻率可達72MHz，具有80個快速I/O端口及9個通信接口，既能滿足實時獲取全方位數(shù)據(jù)，又具備嵌入多功能的外圍電路模塊的能力。

車載人數(shù)或貨物噸數(shù)通過鍵盤設(shè)置，并連同車牌號碼、事故類型存儲在SD卡內(nèi)。LCD顯示屏可顯示車牌號、所設(shè)定的人數(shù)或貨物噸數(shù)、當(dāng)前所處位置的經(jīng)緯度及各種傳感數(shù)據(jù)。當(dāng)司機或車輛被劫持時，可通過按鍵報警，本地所有報警信息均通過GPRS傳輸。

2.2 報警終端傳感器模塊

傳感器模塊主要用于檢測車輛是否發(fā)生撞擊或側(cè)翻、有無燃燒現(xiàn)象及車內(nèi)含氧量。其中，選用加速度傳感器endevco 7264檢測車輛的撞擊或側(cè)翻，并配合2M010汽油氣體傳感器檢測車輛油箱或車載油罐是否泄露，以供接警中心判斷是否啟動消防救援力量。同時，選用探測范圍廣、靈敏度高的煙霧傳感器MQ-2進一步關(guān)注是否發(fā)生火災(zāi)，也可用于車輛自燃的檢測。車內(nèi)含氧量檢測選用超聲波氧氣濃度流量傳感器USM100，它具有比氧化皓氧傳感器成本低、精度高、響應(yīng)快等特性。

2.3 GPS與GPRS模塊

車載GPS負責(zé)接收衛(wèi)星信號，并通過串口將獲得的定位數(shù)據(jù)傳輸至信息處理單元。處理單元根據(jù)NMEA-0183協(xié)議[3]的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范從中解析出經(jīng)緯度數(shù)值，為了防止頻繁解析產(chǎn)生過多的冗余數(shù)據(jù)，可設(shè)定讀取GPS數(shù)據(jù)的時間間隔。GPRS模塊通過串口與STM32F103進行通信。車輛的所有報警信息通過GPRS按照統(tǒng)一的格式傳輸至接警中心。

3 報警系統(tǒng)軟件設(shè)計

3.1 報警終端軟件

報警終端向接警中心傳遞報警信息的數(shù)據(jù)格式為：車牌號、運輸類別、人數(shù)或噸位、經(jīng)緯度、報警類型。其中，運輸類別包括客運、普通貨物運輸及危險品運輸。報警類型由報警觸發(fā)按鍵或傳感數(shù)據(jù)決定，分為交通事故、劫持、著火自燃與缺氧窒息。

所有的報警觸發(fā)事件檢測中，按鍵觸發(fā)的優(yōu)先級最高，主要適用于司機或車輛的劫持報警。其余各類報警事件對應(yīng)的傳感器將不間斷地進行數(shù)據(jù)采集，信息處理單元根據(jù)傳感數(shù)據(jù)及設(shè)定的閾值判斷是否發(fā)生突發(fā)事件。如果車輛處于應(yīng)急狀態(tài)，報警終端每間隔1分鐘向接警中心報告實時信息，以便接警中心調(diào)整救援策略。

3.2 接警中心軟件

接警中心獲取車輛的經(jīng)緯度信息后要實時顯示在電子地圖上。本系統(tǒng)采用Google網(wǎng)站的電子地圖作為Web GIS應(yīng)用方案[4]。Google Maps屬于衛(wèi)星軟件和Web地圖相結(jié)合的產(chǎn)物，它是一種開放的且易于使用的JavaScript API，同時具有一套調(diào)用的服務(wù)接口，能夠交互式地將其嵌入到報警系統(tǒng)。接警指揮中心擁有一個龐大的數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)自動將獲取的信息以時間順序存儲。

接警系統(tǒng)收到報警信息后，直接將事故車輛的位置以不同的顏色標(biāo)注在地圖上，接警人員點擊標(biāo)注即可查看該車輛當(dāng)前的詳細信息，并立即制定救援方案。

4 結(jié)束語

近年來，各種與車輛相關(guān)的事故頻發(fā)，行車安全作為一種公共安全備受關(guān)注。在事故發(fā)生后，最有效的辦法就是及時掌握險情并制定一套周全的方案?；谲嚶?lián)網(wǎng)的車輛應(yīng)急報警系統(tǒng)在網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍內(nèi)通信不受限制，且可持續(xù)長時間工作，時刻監(jiān)測行車狀態(tài)，能夠為事故處理提供全面、實時的數(shù)據(jù)。

[參考文獻]

[1]顧陳耀，等.車禍自動定位報警系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程，2011，19（9）.

[2]U.斯塔林，T.格羅騰多斯特.用于應(yīng)急車輛在應(yīng)急服務(wù)中報警的方法和裝置[P].中國：CN101796558A，2010.08.04.

[3]曹婷婷，高玉.GPS中NMEA-0183協(xié)議的應(yīng)用[J].電子工程師，2006，32（10）.

[4]孫曉茹，趙軍.Google Maps API在WEBGIS中的應(yīng)用[J].微計算機信息，2006，22（19）.