文 成都市華陽(yáng)中學(xué)高二 唐 丹 秦于舒

救護(hù)車(chē)遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)

文 成都市華陽(yáng)中學(xué)高二 唐 丹 秦于舒

目前，救護(hù)車(chē)等特殊車(chē)輛都是通過(guò)鳴笛來(lái)提醒人們注意避讓?zhuān)@種方式雖然有一定的警示效果，但存在以下弊端。

聲音的傳播距離近，且傳播不集中；尖銳的鳴笛聲也讓人產(chǎn)生不悅感，尤其是對(duì)老人和小孩；聽(tīng)到警示鈴聲后，道路車(chē)輛往往不能及時(shí)避讓?zhuān)灾戮茸o(hù)車(chē)無(wú)法及時(shí)到達(dá)目的地。

綜合考慮上述問(wèn)題后，我們?cè)O(shè)計(jì)了一種救護(hù)車(chē)遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)。

圖1系統(tǒng)工作流程圖

一、設(shè)計(jì)思路

救護(hù)車(chē)遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)由GPS模塊、無(wú)線收發(fā)模塊、Arduino、液晶顯示屏組成。GPS與無(wú)線通信技術(shù)結(jié)合，為救護(hù)車(chē)定位，并將其計(jì)劃路徑信息傳遞給交警指揮中心，交警指揮中心及時(shí)將相關(guān)信息顯示在紅綠燈燈桿處的顯示屏上，為駕駛員提供充裕的避讓時(shí)間。

二、設(shè)計(jì)內(nèi)容

系統(tǒng)工作流程圖如圖1。

1.主要技術(shù)及構(gòu)件

（1）無(wú)線電傳輸——電磁波

變化的電場(chǎng)周?chē)鷷?huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)，這種變化的磁場(chǎng)和電場(chǎng)交替總是在發(fā)生，并且向遠(yuǎn)方傳遞，電磁場(chǎng)由產(chǎn)生區(qū)域向遠(yuǎn)方傳播。變化的電場(chǎng)和變化的磁場(chǎng)互相依存又互相激發(fā)，并以有限的速度在空間傳播。這就是電磁波。

（2）Arduino

Arduino能通過(guò)各種各樣的傳感器感知環(huán)境，通過(guò)控制燈光、馬達(dá)和其他裝置來(lái)反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可通過(guò)Arduino的編程語(yǔ)言編寫(xiě)程序，編譯成二進(jìn)制文件，燒錄進(jìn)微控制器。

對(duì)Arduino的編程利用Arduino編程語(yǔ)言（基于Wiring）和Arduino開(kāi)發(fā)環(huán)境（基于Processing）來(lái)實(shí)現(xiàn)?；贏rduino的項(xiàng)目可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在電腦上運(yùn)行的軟件，它們之間通過(guò)通信來(lái)實(shí)現(xiàn)。

我們選用的是Arduino型號(hào)中比較適合中學(xué)生的一種——ArduinoUNO。

（3）LED顯示屏

將救護(hù)車(chē)即將到達(dá)某條道路的信息呈現(xiàn)在LED顯示屏上，讓該條街道上的汽車(chē)能及時(shí)避讓。

也許是聽(tīng)課的時(shí)間短，無(wú)法全面地了解學(xué)校的課堂教學(xué)，但有一點(diǎn)是不可否定的：課堂里，師生之間那種平等的關(guān)系總是能讓人感覺(jué)到的，教師雖站在教室的前臺(tái)，但沒(méi)有命令、指責(zé)、批評(píng)等語(yǔ)言出現(xiàn)，教師就像是學(xué)生的伙伴，總是用那些平實(shí)的語(yǔ)言與學(xué)生進(jìn)行交流，或許這就是最值得借鑒的課堂教學(xué)文化。在平時(shí)的教學(xué)中，我們是不是真的做到這一點(diǎn)呢？還是一會(huì)兒婉轉(zhuǎn)溫情一會(huì)兒聲高八度，讓情緒控制課堂。

（4）GPS模塊

GPS是全球定位系統(tǒng)（GlobalPositioningSystem）的縮寫(xiě)，這種定位系統(tǒng)基于衛(wèi)星，用于獲得地理位置信息以及準(zhǔn)確的通用協(xié)調(diào)時(shí)間。

（5）GPRS/GPS/GSM三合一模塊

GPRS（GeneralPacketRadioService）是通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)的簡(jiǎn)稱(chēng)，它是GSM移動(dòng)電話用戶(hù)可用的一種移動(dòng)數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，屬于第二代移動(dòng)通信中的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。GPRS可以說(shuō)是GSM的延續(xù)。

GPRS與以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包式傳輸，因此使用者所?fù)擔(dān)的費(fèi)用以其傳輸資料單位計(jì)算，并非使用整個(gè)頻道。GPRS的傳輸速率可提升至56Kbps甚至114Kbps。

2.硬件設(shè)計(jì)與搭建

硬件電路圖設(shè)計(jì)如圖2、圖3所示。

圖2發(fā)射端電路圖設(shè)計(jì)

圖3接收端電路圖設(shè)計(jì)

（1）定位信息發(fā)射端：GPS定位模塊；無(wú)線信息發(fā)送模塊；Arduino。

（2）定位信息接收端：無(wú)線信息接收模塊；Arduino。

三、仿真測(cè)試

將定位信息發(fā)射端置于房間左側(cè)窗戶(hù)處，接通電源，GPS模塊天線正對(duì)天空，使其接收到衛(wèi)星定位信息。

房間右側(cè)的電腦上連接定位信息接收端和液晶顯示屏，按下開(kāi)關(guān)后，電腦接收到完整信息，經(jīng)處理后顯示出經(jīng)緯度信息。

1.定位信息發(fā)射端

GPS定位模塊接收信息，通過(guò)Arduino處理后交給無(wú)線信息發(fā)射模塊，通過(guò)無(wú)線信息發(fā)射模塊遠(yuǎn)程傳送給無(wú)線信息接收模塊，模擬交通指揮中心。

2.定位信息接收端

接收到無(wú)線信息發(fā)射模塊傳送過(guò)來(lái)的信息后，信息經(jīng)Arduino處理被輸入電腦。

3.顯示屏

通過(guò)電腦輸出救護(hù)車(chē)的實(shí)時(shí)位置信息，可以看到顯示屏上已經(jīng)顯示出了經(jīng)緯度信息。這說(shuō)明在有信號(hào)的地方，該系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。

圖4LED顯示屏

我們可將接收的信息導(dǎo)入電腦，在谷歌地球軟件上將實(shí)時(shí)定位的位置信息顯示出來(lái)，通過(guò)電腦控制道路上的顯示屏顯示提示信息。

4.GPS信號(hào)接收測(cè)試

此系統(tǒng)搭建完成后，我們進(jìn)行了多次仿真實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，定位信息數(shù)據(jù)，再把定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入谷歌地球顯示位置，實(shí)驗(yàn)成功。

通過(guò)一系列仿真實(shí)驗(yàn)，證實(shí)該系統(tǒng)在有GPS信號(hào)時(shí)能完成預(yù)期目標(biāo)。

四、展望與設(shè)想

1.裝置簡(jiǎn)化

使用三合一模塊可大大減少工程量，簡(jiǎn)化裝置，后期我們決定使用GSM/GPS/GPRS三合一模塊完成此系統(tǒng)的構(gòu)建。

對(duì)于GSM/GPS/GPRS三合一模塊，我們用Arduino的GND口連接模塊的GND，Arduino的RXD和TXD分別連接模塊的TXD、RXD，就形成了Arduino與模塊之間的通信，接著在相應(yīng)的程序下由模塊發(fā)出信息與交通控制指揮中心通信，由控制中心根據(jù)所得數(shù)據(jù)將相應(yīng)的信息顯示在LED顯示屏上，提醒駕駛員及時(shí)避讓。

2.后期工作

我們計(jì)劃在120急救指揮中心救護(hù)車(chē)以及交警交通控制中心實(shí)現(xiàn)三網(wǎng)聯(lián)通，加速城市急救系統(tǒng)的建設(shè)，使其更好地為人們服務(wù)。

（指導(dǎo)老師：張曉容）