机动车行车事故自动报警系统的制作方法
机动车行车事故自动报警系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机动车行车事故自动报警系统。
【背景技术】
[0002]自20世纪90年代以来，全世界每年死于道路交通事故的人数基本保持在50万人左右。交通事故死亡人数占非自然死亡人数的1/4左右，已成为世界最大的公害。我国自2000年以来，每年死于交通事故的人数都在10万人左右，致死率达17%左右，但其中有相当一部分伤亡人数是由于救援不及时造成的。法国的实践表明，对于交通事故重伤者，在30分钟内获救，其生存率为80%，在90分钟内获救，其生存率仅为10%以下。根据上述数据可看出，获得及时救援可大大提高当事人的生存率。鉴于此，本文提出一种机动车行车事故自动报警系统，以使系统可根据车辆的姿态信息及时判断车祸是否发生，并在判断车祸发生时告警达到及时救援的目的。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:为达到车辆在发生车祸时，受害者能在最短的时间内得到援救，减少车祸伤亡的目的，提出了一种基于GPS定位及GSM通讯功能的机动车行车事故自动报警系统。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种机动车行车事故自动报警系统，包括GPS接收模块、处理器、GSM通信模块和用于采集车辆姿态信息数据的传感器模块，GPS接收模块和传感器模块分别与处理器相连，处理器与GSM通信模块相连。
[0005]进一步地，所述传感器模块包括用于测量加速度的加速度计、用于测量角速度的陀螺仪和用于测量角度的磁力计。
[0006]进一步地，所述传感器模块包括磁力计和内置加速度计和陀螺仪的MPU6050模块。
[0007]进一步地，所述GPS接收模块采用和芯星通UM220模块。
[0008]进一步地，所述处理器采用MSP430单片机。
[0009]进一步地，所述GSM通信模块采用华为GTM900-C模块。
[0010]进一步地，所述磁力计采用HMC5883L模块。
[0011]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:本实用新型机动车行车事故自动报警系统采用GPS芯片进行车辆定位，利用陀螺仪，磁力计，加速度计进行车辆姿态数据采集，单片机进行数据分析，GSM进行信息发送，最终达到自主判断车祸是否发生，并在车祸发生时将车辆的位置等相关信息发送至指定联系人手中，同时自动报警，使被困者获得及时救援的目的。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型机动车行车事故自动报警系统的结构框图。
[0013]图中所示:KGPS接收模块2、处理器3、GSM通信模块4、传感器模块41、加速度计42、陀螺仪43、磁力计5、电源。
【具体实施方式】
[0014]下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
[0015]如图1所示:一种机动车行车事故自动报警系统，包括GPS接收模块1、处理器2、GSM通信模块3和用于采集车辆姿态信息数据的传感器模块4，GPS接收模块I和传感器模块4分别与处理器2相连，处理器2与GSM通信模块3相连。
[0016]传感器模块4包括用于测量加速度的加速度计41、用于测量角速度的陀螺仪42和用于测量角度的磁力计43。
[0017]GPS接收模块I采用和芯星通UM220模块，其功耗典型值为350mw，可在_40°C —+85°C范围内正常工作，定位精度可达1m以内，并可根据需要设置其数据更新率、接收数据类型和启动类型，满足系统需求。同时本模块也可直接通过UART接口与外界设备通信，简化系统硬件结构设计。
[0018]处理器2采用MSP430单片机。GSM通信模块3采用华为GTM900-C模块，其支持标准AT指令和增强的AT指令，支持短消息和语音业务，可在_20°C —+70°C的范围内正常工作，功耗低，满足系统工作要求。同时，本模块可以通过UART接口与外界通信，并支持3.0V电平的输入输出，使得其可以更方便的与MSP430系列的单片机完成通信。
[0019]陀螺仪42通过测量三维坐标系内绕陀螺转子垂直轴的角速度，并可积分得到角度。通过夹角和角速度来判别物体在三维空间的运动状态。加速度计41和陀螺仪42采用MPU6050模块，其内部集成了陀螺仪42和加速度计41，可通过I2C协议直接从模块读取测量值。
[0020]磁力计43可用于测试磁场强度和方向，定位设备的方位，磁力计43的原理跟指南针原理类似，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。磁力计43采用HMC5883L，其内部包含三轴磁阻传感器，也可以通过I2C协议读取测量数据。
[0021]此外，本系统还包括分别给GPS接收模块1、处理器2、GSM通信模块3和传感器模块4供电的电源5。
[0022]以下着重阐述下本实用新型机动车行车事故自动报警系统的工作原理:
[0023]GPS实现车辆定位:GPS接收的信息有GGA，GSA, GLL等多种类型，本程序选择接收GGA, GSV, RMC三种类型的信息，此三种模式下的输出信息中包含定位有效性标识，经玮度，日期，时间以及其他丰富信息，可以完全满足系统定位需求。
[0024]车辆姿态信息采集:车辆姿态信息的采集是通过陀螺仪42，加速度计41及磁力计43完成的。本系统中采用的MPU6050其内置有陀螺仪42和加速度计41，可以直接获取加速度和角速度，经过数据处理消除零漂及误差后可以得到准确的加速度与角速度，之后配合磁力计43经由四元数和欧拉角公式的融合演算，可以计算得出此时车辆的角度信息。
[0025]车祸判断方法:程序中采用加速度，角速度及角度的联合判断，达到在多种情况下判断车祸发生的目的。传感器将采集的加速度，角速度传输到单片机中后，单片机先行判断加速度值，当超过设定值(加速度的阈值预先在单片机中设定，比如15g)后确定车祸已发生，若加速度达不到设定值则继续判断角速度，判断角速度是否超过设定值(角速度的阈值预先在单片机中设定)。在车辆发生甩尾或者翻滚的情况下会造成角速度过大，然而，颠簸也会造成角速度过大，所以此时需要配合角度大小的判断才能避免误判(角度的阈值预先在单片机中设定，比如30° )。若角速度值和角度值同时超过了设定值时，可确定车祸已发生。综上，通过加速度，角速度，角度的联合判断，可以在撞车，翻车等多种意外情况中及时正确的判断车祸发生。
[0026]本实用新型机动车行车事故自动报警系统的组成包括MSP430单片机，GPS接收模块1，GSM通信模块3以及加速度计41、陀螺仪42，磁力计43等传感器模块4。GPS接收模块I以固定的时间间隔接收来自卫星的定位信息(玮度坐标、时间)，并将此信息通过UART串口发送给单片机，单片机将此信息写入FLASH作以储存，同时在间隔时间内，传感器模块4会采集车辆的姿态信息(加速度，倾斜角度，角速度等)，并通过I2C协议将采集数据发送给单片机，单片机进行数据分析后判断车祸是否发生，并在判断车祸发生时将储存的定位信息通过GSM通信模块3发送给指定联系人，然后报警，以确保受害者在事故发生后可以获得及时救援。
[0027]以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。
【主权项】
1.一种机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:包括GPS接收模块、处理器、GSM通信模块和用于采集车辆姿态信息数据的传感器模块，GPS接收模块和传感器模块分别与处理器相连，处理器与GSM通信模块相连；所述传感器模块包括用于测量加速度的加速度计、用于测量角速度的陀螺仪和用于测量角度的磁力计。2.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述传感器模块包括磁力计和内置加速度计和陀螺仪的MPU6050模块。3.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述GPS接收模块采用和芯星通UM220模块。4.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述处理器采用MSP430单片机。5.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述GSM通信模块采用华为GTM900-C模块。6.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述磁力计采用HMC5883L模块。
【专利摘要】本实用新型提供了一种机动车行车事故自动报警系统，包括GPS接收模块、处理器、GSM通信模块和用于采集车辆姿态信息数据的传感器模块，GPS接收模块和传感器模块分别与处理器相连，处理器与GSM通信模块相连，所述传感器模块包括用于测量加速度的加速度计、用于测量角速度的陀螺仪和用于测量角度的磁力计。当车辆在发生车祸时，本实用新型机动车行车事故自动报警系统能使受害者在最短的时间内得到援救，减少车祸伤亡。
【IPC分类】G08B25/00
【公开号】CN204650729
【申请号】CN201520151024
【发明人】田帅帅, 邵钒, 刘雷, 黄科东
【申请人】田帅帅, 邵钒, 刘雷, 黄科东
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年3月17日
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种机动车行车事故自动报警系统。
【背景技术】
[0002]自20世纪90年代以来，全世界每年死于道路交通事故的人数基本保持在50万人左右。交通事故死亡人数占非自然死亡人数的1/4左右，已成为世界最大的公害。我国自2000年以来，每年死于交通事故的人数都在10万人左右，致死率达17%左右，但其中有相当一部分伤亡人数是由于救援不及时造成的。法国的实践表明，对于交通事故重伤者，在30分钟内获救，其生存率为80%，在90分钟内获救，其生存率仅为10%以下。根据上述数据可看出，获得及时救援可大大提高当事人的生存率。鉴于此，本文提出一种机动车行车事故自动报警系统，以使系统可根据车辆的姿态信息及时判断车祸是否发生，并在判断车祸发生时告警达到及时救援的目的。
【发明内容】
[0003]本实用新型的目的在于:为达到车辆在发生车祸时，受害者能在最短的时间内得到援救，减少车祸伤亡的目的，提出了一种基于GPS定位及GSM通讯功能的机动车行车事故自动报警系统。
[0004]本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是:一种机动车行车事故自动报警系统，包括GPS接收模块、处理器、GSM通信模块和用于采集车辆姿态信息数据的传感器模块，GPS接收模块和传感器模块分别与处理器相连，处理器与GSM通信模块相连。
[0005]进一步地，所述传感器模块包括用于测量加速度的加速度计、用于测量角速度的陀螺仪和用于测量角度的磁力计。
[0006]进一步地，所述传感器模块包括磁力计和内置加速度计和陀螺仪的MPU6050模块。
[0007]进一步地，所述GPS接收模块采用和芯星通UM220模块。
[0008]进一步地，所述处理器采用MSP430单片机。
[0009]进一步地，所述GSM通信模块采用华为GTM900-C模块。
[0010]进一步地，所述磁力计采用HMC5883L模块。
[0011]本实用新型与现有技术相比，具有以下优点:本实用新型机动车行车事故自动报警系统采用GPS芯片进行车辆定位，利用陀螺仪，磁力计，加速度计进行车辆姿态数据采集，单片机进行数据分析，GSM进行信息发送，最终达到自主判断车祸是否发生，并在车祸发生时将车辆的位置等相关信息发送至指定联系人手中，同时自动报警，使被困者获得及时救援的目的。
【附图说明】
[0012]图1是本实用新型机动车行车事故自动报警系统的结构框图。
[0013]图中所示:KGPS接收模块2、处理器3、GSM通信模块4、传感器模块41、加速度计42、陀螺仪43、磁力计5、电源。
【具体实施方式】
[0014]下面通过附图和实施例对本实用新型作进一步详细阐述。
[0015]如图1所示:一种机动车行车事故自动报警系统，包括GPS接收模块1、处理器2、GSM通信模块3和用于采集车辆姿态信息数据的传感器模块4，GPS接收模块I和传感器模块4分别与处理器2相连，处理器2与GSM通信模块3相连。
[0016]传感器模块4包括用于测量加速度的加速度计41、用于测量角速度的陀螺仪42和用于测量角度的磁力计43。
[0017]GPS接收模块I采用和芯星通UM220模块，其功耗典型值为350mw，可在_40°C —+85°C范围内正常工作，定位精度可达1m以内，并可根据需要设置其数据更新率、接收数据类型和启动类型，满足系统需求。同时本模块也可直接通过UART接口与外界设备通信，简化系统硬件结构设计。
[0018]处理器2采用MSP430单片机。GSM通信模块3采用华为GTM900-C模块，其支持标准AT指令和增强的AT指令，支持短消息和语音业务，可在_20°C —+70°C的范围内正常工作，功耗低，满足系统工作要求。同时，本模块可以通过UART接口与外界通信，并支持3.0V电平的输入输出，使得其可以更方便的与MSP430系列的单片机完成通信。
[0019]陀螺仪42通过测量三维坐标系内绕陀螺转子垂直轴的角速度，并可积分得到角度。通过夹角和角速度来判别物体在三维空间的运动状态。加速度计41和陀螺仪42采用MPU6050模块，其内部集成了陀螺仪42和加速度计41，可通过I2C协议直接从模块读取测量值。
[0020]磁力计43可用于测试磁场强度和方向，定位设备的方位，磁力计43的原理跟指南针原理类似，可以测量出当前设备与东南西北四个方向上的夹角。磁力计43采用HMC5883L，其内部包含三轴磁阻传感器，也可以通过I2C协议读取测量数据。
[0021]此外，本系统还包括分别给GPS接收模块1、处理器2、GSM通信模块3和传感器模块4供电的电源5。
[0022]以下着重阐述下本实用新型机动车行车事故自动报警系统的工作原理:
[0023]GPS实现车辆定位:GPS接收的信息有GGA，GSA, GLL等多种类型，本程序选择接收GGA, GSV, RMC三种类型的信息，此三种模式下的输出信息中包含定位有效性标识，经玮度，日期，时间以及其他丰富信息，可以完全满足系统定位需求。
[0024]车辆姿态信息采集:车辆姿态信息的采集是通过陀螺仪42，加速度计41及磁力计43完成的。本系统中采用的MPU6050其内置有陀螺仪42和加速度计41，可以直接获取加速度和角速度，经过数据处理消除零漂及误差后可以得到准确的加速度与角速度，之后配合磁力计43经由四元数和欧拉角公式的融合演算，可以计算得出此时车辆的角度信息。
[0025]车祸判断方法:程序中采用加速度，角速度及角度的联合判断，达到在多种情况下判断车祸发生的目的。传感器将采集的加速度，角速度传输到单片机中后，单片机先行判断加速度值，当超过设定值(加速度的阈值预先在单片机中设定，比如15g)后确定车祸已发生，若加速度达不到设定值则继续判断角速度，判断角速度是否超过设定值(角速度的阈值预先在单片机中设定)。在车辆发生甩尾或者翻滚的情况下会造成角速度过大，然而，颠簸也会造成角速度过大，所以此时需要配合角度大小的判断才能避免误判(角度的阈值预先在单片机中设定，比如30° )。若角速度值和角度值同时超过了设定值时，可确定车祸已发生。综上，通过加速度，角速度，角度的联合判断，可以在撞车，翻车等多种意外情况中及时正确的判断车祸发生。
[0026]本实用新型机动车行车事故自动报警系统的组成包括MSP430单片机，GPS接收模块1，GSM通信模块3以及加速度计41、陀螺仪42，磁力计43等传感器模块4。GPS接收模块I以固定的时间间隔接收来自卫星的定位信息(玮度坐标、时间)，并将此信息通过UART串口发送给单片机，单片机将此信息写入FLASH作以储存，同时在间隔时间内，传感器模块4会采集车辆的姿态信息(加速度，倾斜角度，角速度等)，并通过I2C协议将采集数据发送给单片机，单片机进行数据分析后判断车祸是否发生，并在判断车祸发生时将储存的定位信息通过GSM通信模块3发送给指定联系人，然后报警，以确保受害者在事故发生后可以获得及时救援。
[0027]以上所述依据实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其保护的范围。
【主权项】
1.一种机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:包括GPS接收模块、处理器、GSM通信模块和用于采集车辆姿态信息数据的传感器模块，GPS接收模块和传感器模块分别与处理器相连，处理器与GSM通信模块相连；所述传感器模块包括用于测量加速度的加速度计、用于测量角速度的陀螺仪和用于测量角度的磁力计。2.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述传感器模块包括磁力计和内置加速度计和陀螺仪的MPU6050模块。3.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述GPS接收模块采用和芯星通UM220模块。4.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述处理器采用MSP430单片机。5.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述GSM通信模块采用华为GTM900-C模块。6.根据权利要求1所述的机动车行车事故自动报警系统，其特征在于:所述磁力计采用HMC5883L模块。
【专利摘要】本实用新型提供了一种机动车行车事故自动报警系统，包括GPS接收模块、处理器、GSM通信模块和用于采集车辆姿态信息数据的传感器模块，GPS接收模块和传感器模块分别与处理器相连，处理器与GSM通信模块相连，所述传感器模块包括用于测量加速度的加速度计、用于测量角速度的陀螺仪和用于测量角度的磁力计。当车辆在发生车祸时，本实用新型机动车行车事故自动报警系统能使受害者在最短的时间内得到援救，减少车祸伤亡。
【IPC分类】G08B25/00
【公开号】CN204650729
【申请号】CN201520151024
【发明人】田帅帅, 邵钒, 刘雷, 黄科东
【申请人】田帅帅, 邵钒, 刘雷, 黄科东
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年3月17日
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