基於物聯網的汽車主動避撞系統的製作方法

2023-06-02 09:12:26

專利名稱：基於物聯網的汽車主動避撞系統的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種基於物聯網的汽車主動避撞系統。
背景技術：
截至2012年6月底，中國機動車總保有量達2.33億輛，其中汽車1.14億輛，摩託車1.03億輛。全國機動車駕駛人達2.47億人，其中汽車駕駛人1.86億人。交通事故已成為「世界第一害」，而中國是世界上交通事故死亡人數最多的國家之一。目前，汽車安全電子均從汽車個體本身出發，採取類似基於測距傳感器的探測方法進行安全距離警示，如汽車行人安全系統、倒車雷達等。但是，實際上，道路上的汽車川流不息，每一臺汽車的安全是彼此影響的，比如，後面一臺車的剎車系統失靈，則前面一臺車減速時面臨著被撞的危險；如果前面一臺車的轉向燈失靈，則後面的車很難判斷前面一臺車的轉向意圖，此時超車極易發生危險；如果後面一臺車處飆車狀態，則前面及附近車輛則要小心避讓，避免超車，以減少風險。可見，個體汽車在道路上獨立運行，但是，彼此的安全是密切相關的，如果構建一套系統，將附近汽車的信息彼此交互，應能起到減少碰撞危險的作用。當前，科技飛速發展，各種無線通訊技術不斷完善，使得建立行駛中的汽車與汽車之間有效聯繫是可能的。

發明內容
為了克服現有汽車安全系統存在的汽車間信息交互不夠易造成碰撞的缺點，本發明提供一種基於物聯網的汽車主動避撞系統。本發明採用的技術方案是:基於物聯網的汽車主動避撞系統，其特徵在於:包括單片機控制器、讀取來自行車電腦CAN總線上的汽車速度、發動機、變速箱及其他電控系統的狀態及故障數據的CAN通訊組件、將CAN通訊組件讀入的數據定時轉發且採用定時刷新的方式將周圍其他節點發送的數據進行接收並對接收的數據進行判斷的Zigbee無線通訊組件、以及對周圍車輛的故障信息進行語音播報以提醒司乘人員的語音組件；所述Zigbee無線通訊組件和所述CAN通訊組件分別與所述單片機控制器雙向連接，所述CAN通訊組件與行車電腦雙向連接，所述Zigbee無線通訊組件與交互信息雙向無線連接；所述語音組件與所述單片機控制器單向連接；以所述單片機控制器為控制中心，通過所述Zigbee無線通訊組件接收附近其他車輛的狀態信息，其中包含車速信息和位置信息，同時，將自身的行車狀態信息發送出去；當接收到危險信息時，進行語音報警，並根據安全距離方法評估是否需要進行主動制動；設X1為自車開始制動到制動結束的制動時間t內行駛距離，X2為自車制動時間t內前車的行駛距離，d為當前自車與前車的距離,單位為米:當&-\+5〈(1-20時，沒有與前車相撞的危險，正常行駛；
當X1-XfSM時，進入主動制動模式，汽車開始減速，語言提示「系統自動剎車；當X1-XWSMM1-VS時，語言提示「請減速保持車距」，駕駛員應該適當剎車減小速度，以免進入主動制動模式。進一步，所述Zigbee無線通訊組件接收來自周圍車輛的信息，該信息格式如下:數據格式1:1位字符的起始位+10位字符的車號+3位字符的車速+2位字符的故障類型+1位字符的停止位，其中，所有字符均為ASCII碼；起始位:恆為「A」；車速:000-999;車號限速標誌位:恆為I ;車道數據位:0-63，共可表示64條車道；限速數據位:0-255，限速值可在0-255千米/小時之間設定；停止位:「A」；10位字符的車號中，前2位為省、直轄市、自治區及軍、公、檢、法等車牌首字符編號，第3位為地區代號，第4-8位為現行車牌號，第9-10位為預留位，以備車牌號升級，均用原車牌號字符所對應的字符標識。進一步，還包括I/O電路和報警燈，所述I/O電路與所述單片機控制器單向連接，所述報警燈與所述I/o電路電連接。進一步，所述單片機控制器上設置有用於電子信息系統誤報或需要靜音環境時的「一鍵靜音」按鍵，「一鍵靜音」按鍵為自復位按鍵，按一次靜音，再按一次取消靜音，而且，靜音指示在儀錶盤和系統機殼外指示燈同步顯示，該功能通過程序實現。進一步，所述的交互信息包含定位信息、車牌號、車速和故障內容。進一步，所述的語音組件包括語音晶片和音頻喇叭。本發明故障類型由2字符標識，如:「A1」代表剎車失靈，「A2」代表轉向燈故障，「A3」代表超速行駛。本發明CAN通訊組件通過汽車CAN總線讀取汽車主要控制系統，如:E⑶、ABS、安全氣囊、車燈控制系統等的工作狀態，提取故障信息。該故障信息按照數據格式I進行無線發送，並依據故障緊急程度，特殊情況下，如:前方車輛安全氣囊工作，意味著發生交通事故，通過語音進行緊急播報。本發明中，該系統上電即開始運行，首先完成初始化。考慮Zigbee的自組網時間，程序延時20ms後，自CAN總線讀取本車的狀態信息，包括:車速、發動機控制系統(ECU)、底盤控制系統、車身電子控制系統的報警信息，並通過Zigbee進行無線廣播，以便周圍車輛接收。信息發送完成後，自Zigbee讀取周圍車輛廣播的狀態信息。如果存在緊急危險信息，則進行語音，同時，報警信息在汽車數顯儀錶盤上進行顯示。如果僅僅接收到其他車輛的非危險信號，則在儀錶盤上顯示「周圍車況無異常」等提示信息。本發明的有益效果體現在:1、單片機控制器帶CAN通訊組件，便於與其他電子控制系統通訊；2、該系統帶有Zigbee無線通訊組件，由於Zigbee具有自組網功能,方便與周圍的車輛自動連接，實現信息交互；3、該系統帶有語音報警，緊急情況下進行語音提醒，以方便駕駛人採取避險措施；4、該系統自帶「一鍵靜音」按鍵，以便在需要靜音環境或系統誤報時進行消音處理，增加了使用者的體驗；5、Zigbee無線通訊組件帶定位引擎技術，能夠對周圍車輛進行定位，通過對安全距離進行計算，在存在碰撞危險時，系統啟動主動制動模式，主動減速，增加車距，避免碰撞;6、該系統的讀取車輛發送來的信息，也可以為行車電腦所讀取，進而顯示在行車電腦顯示界面或汽車儀錶盤上，進而為司乘人員提供詳細的其他車輛狀態信息。


圖1是本發明原理框圖。圖2是本發明語音播報流程圖。圖3是本發明控制程序流程圖。圖4是本發明一鍵靜音流程圖。
具體實施例方式參照圖1至圖4，基於物聯網的汽車主動避撞系統，包括單片機控制器1、讀取來自行車電腦CAN總線上的汽車速度、發動機、變速箱及其他電控系統的狀態及故障數據的CAN通訊組件2、將CAN通訊組件2讀入的數據定時轉發且採用定時刷新的方式將周圍其他節點發送的數據進行接收並對接收的數據進行判斷的Zigbee無線通訊組件3、以及對周圍車輛的故障信息進行語音播報以提醒司乘人員的語音組件；所述Zigbee無線通訊組件3和所述CAN通訊組件2分別與所述單片機控制器I雙向連接，所述CAN通訊組件2與行車電腦5雙向連接，所述Zigbee無線通訊組件3與交互信息6雙向無線連接；所述語音組件與所述單片機控制器I單向連接；以所述單片機控制器I為控制中心，通過所述Zigbee無線通訊組件3接收附近其他車輛的狀態信息，其中包含車速信息和位置信息，同時，將自身的行車狀態信息發送出去；當接收到危險信息時，進行語音報警，並根據安全距離方法評估是否需要進行主動制動；設X1為自車開始制動到制動結束的制動時間t內行駛距離，X2為自車制動時間t內前車的行駛距離，d為當前自車與前車的距離,單位為米:當&-\+5〈(1-20時，沒有與前車相撞的危險，正常行駛；當X1-XfSM時，進入主動制動模式，汽車開始減速，語言提示「系統自動剎車；當^+25>(1>^+5時，語言提示「請減速保持車距」，駕駛員應該適當剎車減小速度，以免進入主動制動模式。進一步，所述Zigbee無線通訊組件3接收來自周圍車輛的信息，該信息格式如下:數據格式1:1位字符的起始位+10位字符 的車號+3位字符的車速+2位字符的故障類型+1位字符的停止位，其中，所有字符均為ASCII碼；起始位:恆為「A」 ；
車速:000-999；車號限速標誌位:恆為I ; 車道數據位:0-63，共可表示64條車道；限速數據位:0-255，限速值可在0-255千米/小時之間設定；停止位:「A」；10位字符的車號中，前2位為省、直轄市、自治區及軍、公、檢、法等車牌首字符編號，第3位為地區代號，第4-8位為現行車牌號，第9-10位為預留位，以備車牌號升級，均用原車牌號字符所對應的字符標識。進一步，還包括I/O電路4和報警燈7，所述I/O電路4與所述單片機控制器I單向連接，所述報警燈7與所述I/O電路4電連接。進一步，所述單片機控制器I上設置有用於電子信息系統誤報或需要靜音環境時的「一鍵靜音」按鍵，「一鍵靜音」按鍵為自復位按鍵，按一次靜音，再按一次取消靜音，而且，靜音指示在儀錶盤和系統機殼外指示燈同步顯示，該功能通過程序實現。進一步，所述的交互信息7包含定位信息、車牌號、車速和故障內容。進一步，所述的語音組件包括語音晶片8和音頻喇叭9。本發明單片機控制器I為控制中心，通過Zigbee無線通訊組件3接收附近其他車
輛的狀態信息，同時，將自身的行車狀態信息發送出去。當接收到危險信息時，進行語音報
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目O本發明故障類型由2字符標識，如:「A1」代表剎車失靈，「A3」代表轉向燈故障，「A2」代表超速行駛。本發明CAN通訊組件2通過汽車CAN總線讀取汽車主要控制系統，如:E⑶、ABS、安全氣囊、車燈控制系統等的工作狀態，提取故障信息。該故障信息按照數據格式I進行無線發送，並依據故障緊急程度，特殊情況下，如:前方車輛安全氣囊工作，意味著發生交通事故，通過語音進行緊急播報。本發明中，該系統上電即開始運行，首先完成初始化。考慮Zigbee的自組網時間，程序延時20ms後，自CAN總線讀取本車的狀態信息，包括:車速、發動機控制系統(ECU)、底盤控制系統、車身電子控制系統的報警信息，並通過Zigbee進行無線廣播，以便周圍車輛接收。信息發送完成後，自Zigbee讀取周圍車輛廣播的狀態信息。如果存在緊急危險信息，則進行語音，同時，報警信息在汽車數顯儀錶盤上進行顯示。如果僅僅接收到其他車輛的非危險信號，則在儀錶盤上顯示「周圍車況無異常」等提示信息。本說明書實施例所述的內容僅僅是對發明構思的實現形式的列舉，本發明的保護範圍的不應當被視為僅限於實施例所陳述的具體形式，本發明的保護範圍也及於本領域技術人員根據本發明構思所能夠想到的等同技術手段。
權利要求
1.基於物聯網的汽車主動避撞系統，其特徵在於:包括單片機控制器、讀取來自行車電腦CAN總線上的汽車速度、發動機、變速箱及其他電控系統的狀態及故障數據的CAN通訊組件、將CAN通訊組件讀入的數據定時轉發且採用定時刷新的方式將周圍其他節點發送的數據進行接收並對接收的數據進行判斷的Zigbee無線通訊組件、以及對周圍車輛的故障信息進行語音播報以提醒司乘人員的語音組件；所述Zigbee無線通訊組件和所述CAN通訊組件分別與所述單片機控制器雙向連接，所述CAN通訊組件與行車電腦雙向連接，所述Zigbee無線通訊組件與交互信息雙向無線連接；所述語音組件與所述單片機控制器單向連接； 以所述單片機控制器為控制中心，通過所述Zigbee無線通訊組件接收附近其他車輛的狀態信息，其中包含車速信息和位置信息，同時，將自身的行車狀態信息發送出去；當接收到危險信息時，進行語音報警，並根據安全距離方法評估是否需要進行主動制動； 設X1為自車開始制動到制動結束的制動時間t內行駛距離，X2為自車制動時間t內前車的行駛距離，d為當前自車與前車的距離,單位為米: 當X1-XfSUjO時，沒有與前車相撞的危險，正常行駛； 當X1-XfSM時，進入主動制動模式，汽車開始減速，語言提示「系統自動剎車； 當X1-XfZSMM1-XdS時，語言提示「請減速保持車距」，駕駛員應該適當剎車減小速度，以免進入主動制動模式。
2.如權利要求1所述的基於物聯網的汽車主動避撞系統，其特徵在於:所述Zigbee無線通訊組件接收來自周圍車輛的信息，該信息格式如下: 數據格式1:1位字符的起始位+10位字符的車號+3位字符的車速+2位字符的故障類型+1位字符的停止位，其中，所有字符均為ASCII碼； 起始位:恆為「A」 ； 車速:000-999 ； 車號限速標誌位:恆為I ; 車道數據位:0-63，共可表示64條車道； 限速數據位:0-255，限速值可在0-255千米/小時之間設定； 停止位:「A」 ； 10位字符的車號中，前2位為省、直轄市、自治區及軍、公、檢、法等車牌首字符編號，第3位為地區代號，第4-8位為現行車牌號，第9-10位為預留位，以備車牌號升級，均用原車牌號字符所對應的字符標識。
3.如權利要求1或2所述的基於物聯網的汽車主動避撞系統，其特徵在於:還包括I/O電路和報警燈，所述I/O電路與所述單片機控制器單向連接，所述報警燈與所述I/O電路電連接。
4.如權利要求3所述的基於物聯網的汽車主動避撞系統，其特徵在於:所述單片機控制器上設置有用於電子信息系統誤報或需要靜音環境時的「一鍵靜音」按鍵。
5.如權利要求4所述的基於物聯網的汽車主動避撞系統，其特徵在於:所述的交互信息包含定位信息、車牌號、車速和故障內容。
6.如權利要求5所述的基於物聯網的汽車主動避撞系統，其特徵在於:所述的語音組件包括語音晶片和音頻喇叭。
全文摘要
本發明公開了一種基於物聯網的汽車主動避撞系統，包括單片機控制器、讀取來自行車電腦CAN總線上的汽車速度、發動機、變速箱及其他電控系統的狀態及故障數據的CAN通訊組件、將CAN通訊組件讀入的數據定時轉發且採用定時刷新的方式將周圍其他節點發送的數據進行接收並對接收的數據進行判斷的Zigbee無線通訊組件、以及對周圍車輛的故障信息進行語音播報以提醒司乘人員的語音組件；所述Zigbee無線通訊組件和所述CAN通訊組件分別與所述單片機控制器雙向連接，所述CAN通訊組件與行車電腦雙向連接，所述Zigbee無線通訊組件與交互信息雙向無線連接；所述語音組件與所述單片機控制器單向連接。本發明Zigbee通訊組件帶定位引擎技術，能夠對周圍車輛進行定位，對安全距離進行計算。
文檔編號B60Q5/00GK103192784SQ20131007893
公開日2013年7月10日 申請日期2013年3月13日 優先權日2013年3月13日
發明者林勇, 朱根興, 錢少明, 楊友東, 丁述勇 申請人:浙江工業大學