基于多傳感器融合技術(shù)的校車(chē)安全輔助裝置開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)分析的論文
0引言
近年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們生活水平提高，生活節(jié)奏的加快，中小學(xué)生及幼兒上、下學(xué)乘車(chē)需求也日益增強(qiáng)，接送學(xué)生的校車(chē)越來(lái)越多，我國(guó)校車(chē)交通安全事故、校車(chē)意外事故頻發(fā)，造成了許多未成年人的傷亡，導(dǎo)致了悲劇的發(fā)生，給家庭和社會(huì)帶來(lái)了巨大的心理陰影，校車(chē)安全事故已成為社會(huì)廣泛關(guān)注的焦點(diǎn)。校車(chē)的安全問(wèn)題受到政府的重視，國(guó)務(wù)院也已責(zé)成有關(guān)部門(mén)迅速制訂校車(chē)安全管理?xiàng)l例和校車(chē)安全技術(shù)條件國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，完善校車(chē)標(biāo)準(zhǔn)，做好校車(chē)的硬件配置、車(chē)體結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度、電氣性能、駕駛?cè)撕头⻊?wù)管理等角度提出了明確的要求，嚴(yán)禁超速超載，對(duì)校車(chē)的行駛安全管理提出了更高的要求，并建立相應(yīng)管理制度)解決校車(chē)安全問(wèn)題在全國(guó)實(shí)施校車(chē)安全工程已經(jīng)到了刻不容緩的地步。
1校車(chē)事故分析
我國(guó)校車(chē)安全隱患主要是車(chē)輛超載、超速、駕駛員酒后駕駛、政府缺乏有效監(jiān)管等諸多因素共同造成的。其實(shí)影響校車(chē)安全的主要因素是校車(chē)的超載情況和駕駛員違規(guī)駕駛的'行為，我們可以通過(guò)采集校車(chē)承載的人數(shù)、司機(jī)當(dāng)時(shí)的狀態(tài)、載重量、所行駛的里程、司機(jī)的駕駛習(xí)慣和所處地理位置等諸多車(chē)輛安全信息，并輔助政府相應(yīng)的監(jiān)管手段，由此可以提高校車(chē)安全行駛的水平，減少校車(chē)安全事故。例如，我們可以檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛，汽車(chē)是否超載，汽車(chē)關(guān)閉后車(chē)內(nèi)是否有人等。如果我們用這些信息輔助控制校車(chē)啟動(dòng)，將大大提升校車(chē)安全系數(shù))因此，為減少校車(chē)事故采集車(chē)輛實(shí)時(shí)狀況信息控制校車(chē)將十分必要。
2系統(tǒng)設(shè)計(jì)內(nèi)容
多傳感器融合技術(shù)的校車(chē)安全輔助裝置是一套具有視頻監(jiān)控、超載監(jiān)控、酒駕監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警的校車(chē)安全輔助智能系統(tǒng)。以下分析各個(gè)部分的具體功能。視頻監(jiān)控:視頻監(jiān)控模塊可以將車(chē)內(nèi)畫(huà)而實(shí)時(shí)傳輸?shù)竭h(yuǎn)程控制端，在遠(yuǎn)程控制端可以看到車(chē)內(nèi)畫(huà)而并進(jìn)行記錄，當(dāng)遇到緊急情況時(shí)可以及時(shí)采取措施，從而可以提高校車(chē)在行駛過(guò)程中的安全系數(shù)。超載監(jiān)控:通過(guò)在車(chē)門(mén)處安裝計(jì)數(shù)器來(lái)計(jì)算載荷的人數(shù)，一旦人數(shù)超標(biāo)，通過(guò)語(yǔ)音模塊校車(chē)自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音告訴車(chē)輛超載并阻止車(chē)輛啟動(dòng)，直至車(chē)上人數(shù)恢復(fù)至核定載荷人數(shù)之內(nèi)方可啟動(dòng)車(chē)輛，此功能可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制車(chē)內(nèi)人數(shù)，避免校車(chē)超載現(xiàn)象。同時(shí)，為使當(dāng)司機(jī)離去校車(chē)封閉后，車(chē)內(nèi)沒(méi)有遺忘的兒童，車(chē)內(nèi)設(shè)置有紅外感應(yīng)裝置，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)計(jì)數(shù)器及紅外感應(yīng)裝置檢測(cè)車(chē)內(nèi)是否有被遺忘的兒童。如果發(fā)現(xiàn)被遺忘兒童，則發(fā)出警報(bào)并自動(dòng)發(fā)出語(yǔ)音說(shuō)明遺忘了幾名兒童，避免了兒童被遺忘在車(chē)內(nèi)而被悶死現(xiàn)象的發(fā)生。酒駕監(jiān)控:駕駛員座位附近安裝有酒精濃度檢測(cè)裝置，校車(chē)啟動(dòng)前，系統(tǒng)會(huì)先啟動(dòng)酒精濃度探測(cè)，直到檢測(cè)合格后才可啟動(dòng)校車(chē)，此裝置避免了駕駛員酒后駕駛校車(chē)現(xiàn)象的發(fā)生。實(shí)時(shí)報(bào)警:當(dāng)車(chē)內(nèi)火焰檢測(cè)裝置檢測(cè)到車(chē)內(nèi)發(fā)生火災(zāi)，校車(chē)會(huì)自動(dòng)報(bào)警或者當(dāng)視頻監(jiān)控到緊急情況，看到畫(huà)而的人員可實(shí)時(shí)報(bào)警。
3元器件選擇和技術(shù)方法
本設(shè)計(jì)應(yīng)用無(wú)線(xiàn)收發(fā)模塊NRF24L01作為無(wú)線(xiàn)通訊裝置，工作在2.4GHz-2.5GHZ頻段，傳輸模塊與遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)傳輸通信技術(shù)，掌握視頻監(jiān)控相關(guān)技術(shù)與傳輸信道的通信協(xié)議。紅外計(jì)數(shù)裝置的基本原理是應(yīng)用紅外線(xiàn)發(fā)射電路的產(chǎn)生，向外發(fā)射頭發(fā)射紅外線(xiàn)，紅外線(xiàn)接收頭接收直射或阻擋紅外線(xiàn)信號(hào)并將其轉(zhuǎn)換為電脈沖，通過(guò)芯片分析，計(jì)算遮擋的次數(shù)，從而計(jì)算機(jī)經(jīng)過(guò)人數(shù)。通過(guò)采用酒精傳感器檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕駛、火焰?zhèn)鞲衅鳈z測(cè)車(chē)內(nèi)是否發(fā)生火災(zāi)。語(yǔ)音芯片采用WT588D多語(yǔ)種語(yǔ)音芯片，它能夠與主控芯片實(shí)現(xiàn)一線(xiàn)串口通信，由單片機(jī)及一些其它控制裝置來(lái)控制語(yǔ)音芯片播放特定語(yǔ)言。掌握嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的工作流程，選擇合適的控制器完成校車(chē)安全輔助裝置的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)，將各部分模塊統(tǒng)一整合為一個(gè)整體，構(gòu)成一套完整的就有多種功能的系統(tǒng)。
4應(yīng)用前景
通過(guò)對(duì)于校車(chē)事故分析，知道解決校車(chē)安全問(wèn)題在全國(guó)已經(jīng)到了刻不容緩的地步，由于中國(guó)的兒童非常多，然而校車(chē)又是兒童上學(xué)必不可少的交通工具，我們不可能為了解決校車(chē)安全問(wèn)題而減少或不用校車(chē)，因此只有改進(jìn)校車(chē)配置做好校車(chē)安全設(shè)施，提高校車(chē)安全系數(shù)，可見(jiàn)此基于多傳感器融合技術(shù)的校車(chē)安全輔助裝置的開(kāi)發(fā)與設(shè)計(jì)有著很好的應(yīng)用前景。
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