东南大学-基于交通安全的高速公路智能化异常信号感应及无线反馈系统的设计与实现项目论文.docVIP

基于交通安全的高速公路智能化异常信号感应 及无线反馈系统的设计与实现 设计者：彭龙，范宇丰，陈思宇，干紫乔 指导教师： 程建川 （东南大学 交通学院，信息科学与工程学院 江苏 南京 211189） 作品内容简介 降低交通事故率和保障驾驶人员的安全是目前摆在我们面前研究的一项重要课题，在了解分析国内外智能交通技术、无线传感网络技术和交通安全预警项目的研究基础上，充分考虑社会发展和技术开发的需求，本文提出基于交通安全的高速公路智能化异常信号感应及无线反馈系统的设计构想。利用识别伴随事故发生和车辆安全隐患存在的异常信号，通过基于ZigBee协议 当所处车辆存在酒后驾车、疲劳驾驶等安全隐患时，车载信号感应器能识别因此而出现的异常信号，经反馈处理后，一方面能将车辆存在的安全隐患向交通管理部门报告，帮助交管部门进行监管；另一方面能对系该统的节点网络影响范围内的周边车辆发出提醒信号，让周边其他车辆提高警惕、注意避让，从而避免交通事故的发生。 当所处车辆发生交通事故时，车载信号感应器能快速识别事故产生的异常信号，一方面通过与现有通信网络的联合传输，向控制中心的后台管理系统发出事故应急处理信号，并协调GPS定位系统，准确告知相关部门事故所处方位；另一方面，通过无线传感网络对该节点网络影响范围内的周边车辆发出提醒信号，从而达到能及时处理事故、降低事故带来的损失以及避免在恶劣天气和夜间视线不好等情况下发生二次连环交通事故的目的。 关键词：交通安全，智能化，无线传感，传感器，异常信号 1.研究背景 现代道路设计中对道路安全提出了越来越高的要求，各种科学前沿技术也被逐渐应用于道路安全设计。传统的仅仅依靠视觉观察判断前方路况的方式，已经无法满足车辆高速行驶下对安全的要求。 在2010年10月28日在无锡举行的中国国际物联网（传感网）大会，汽车移动物联网（车联网）项目将列为我国重大专项第三专项的重要项目。目前相关内容已上报国务院，一期拨款有望达百亿级别，预期2020年实现可控车辆规模达2亿。与会专家表示，设立车联网项目的初衷是为了提升公共交通安全。但由于中国已经是汽车最大的生产国和消费国，车联网项目的成立，不仅会给我国智能汽车业带来广阔的前景，也将会带动其他相关产业链的发展，例如，汽车零部件生产、软件生产、网络供应等多个领域，同时车联网项目也会为国民经济的增长开拓新的增长点。 车联网是汽车步入智能化时代的重要标志，是指装载在车辆上的电子标签通过无线射频等识别技术，实现在信息网络平台上对所有车辆的属性信息和静、动态信息进行提取和有效利用，并根据不同的功能需求对所有车辆的运行状态进行有效的监管和提供综合服务。 在这种情况下，开发出一套驾驶员安全监控和警示系统，以此来避免由于驾驶员酒后驾车和疲劳驾驶的交通事故发生是很有必要的。我们设计的这套系统运用车载传感器实时获取并监视驾驶行为信息与驾驶员生理信息，利用这些信息判断车辆行驶的安全性，并采用相应报警和防护措施，以减少由于驾驶疲劳、酒后驾驶而导致的道路交通事故。 2.系统设计构想 2.1 功能设计 2.1.1 酒后驾车的安全预警诱导 图1 酒后驾驶的安全预警诱导功能实现流程图 酒精探测器始终采集酒精浓度信号，识别驾驶员呼出气体中的酒精含量信号，经过化学及电学等连锁反应，将某些化学变化转变成电模拟信号，该模拟信号经过单片机A/D转换，得到数字信号，然后通过单片机，与预置峰值（对应于我国判定酒后驾车的标准：每100毫升血液中，酒精含量超过20毫克）进行对比，若未超过该阈值，则不进行进一步操作，继续采集信号，重新开始监测；若超过该阈值，则会有两方面的处理：一方面对车主发出警示信息，提示车主他存在酒后驾车的安全隐患，请尽快停止这种不安全的行为，另一方面将该车酒后驾驶的信息连同该车的属性信息通过无线传感网络（WSN）发送给周围车辆，起到预警作用。 此外，当该车辆经过安检哨卡、收费站时，发出的安全预醒信号也会传给设在这些地方的交管监测部门，辅助他们及时发现酒后驾车人员，并采取勒令停止驾车等管制措施，从而避免饮酒后驾车带来的交通事故。 周围汽车作为接收端，接收到附近车辆酒后驾驶的信息，会向车内驾驶员发布一个语音提示，指出存在酒后驾车行为的车辆的属性信息，对驾驶员起到警示作用，让他们提高警惕，注意避让这辆存在安全隐患的车。 2.1.2 疲劳驾驶的安全预警诱导 图2 疲劳驾驶的安全预警诱导功能实现流程图 通过摄像头采集驾驶员眼部信息，系统通过如果发现驾驶员疲劳驾驶时，便启动警告系统出现疲劳预警后，驾驶员及时休息、调整状态，避免交通事故的发生如果休息，疲劳预警系统发出尖锐的报警音催驾驶员休息 2.1.3 翻车、撞车后的智能应急求救 图3 翻车、撞车后的智能应急求救功能实现流程图 车辆在发生翻车、撞车等事故后