工业技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
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DOI：10.16660/jki.1674-098X.2019.06.082
①
邓晶晶 胡治伟 夏诗雨 范悉荣 李卫 许佳帅(湖南第一师范学院教育科学系 湖南长沙 410205)
摘 要：一种汽车乘客下车防撞警示装置基于北斗+GPS双模定位模块，通过对Arduino开发板的研究，智能控制舵机和语音单元，给出了针对乘客下车安全问题的解决方案。采用的北斗+GPS双模定位模块能够迅速而准确的采集车辆的定位数据，并且实时传输给Arduino主控板从而计算出车速，并给出相应控制指令。这使得汽车乘客下车防撞警示装置在产品功能上具有实时、准确的特点。
关键词：警示系统 下车安全 Arduino开发板 定位模块
中图分类号：U463.6;TP368.1 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2019)02(c)-0082-03Abstract: anti-collision device for passengers alighting is based on Beidou+GPS dual-mode positioning module. Combination of Arduino development board, intelligent control of steering gear and voice unit, a solution for passengers alighting safety is given. The Beidou+GPS dual-mode positioning module, which we used is able to accurately collect vehicle positioning data, and transmit it to the Arduino main control board in real time. As a result, to calculate the vehicle speed, and to give the corresponding control instructions.
Key Words: Warning system; Getting off safety; Arduino development board; Positioning module
①基金项目：湖南省大学生研究性学习和创新性实验计划，汽车乘客下车安全警示系统（项目编号：2017864）。 作者简介：夏诗雨（1998—），女，汉族，湖南益阳人，本科，研究方向：小学科学教育。 范悉荣（1999—），女，汉族，湖南长沙人，本科，研究方向：科学教育。 李卫（1998—），女，汉族，湖南长沙人，本科，研究方向：小学科学教育。
随着当代社会汽车的拥有量越来越大，驻车时由于开门不当造成的事故备受众关注，如何保障汽车乘客的下车安全也成为了汽车安全研究的重点项目之一。南京林业大学王刚刚等人通过车门与控制系
统，提出了一套开门策略[1]。王陆林等人在重庆理工大学学报中公开了一种基于多普勒雷达的开门防撞机制，该系统也需要对车门进行改装[2]。目前市场上涉及该功能的技术还有调频连续波、毫米波、雷达技术等，但对于目前大量已投入使用的汽车而言，整车回厂改装不切实际，市场需要一种轻便的、价格低廉且独立的系统。本研究小组设计并制作一种独立于车身的汽车乘客下车安全警示装置，通过凸面镜、主控模块以及语音警示单元，解决汽车后排乘客开门与道路旁的行人或机动车发生冲突碰撞的车祸问题，同时提高国民交通安全意识，让广大众普遍受益。
1 设计思路与方案
汽车防撞系统1.1 系统简介
基于Arduino的汽车乘客下车防撞警示装置包括凸面镜和电路控制箱，其中电路控制箱包括定位模块、主控模
块、舵机、语音模块和喇叭，辅助结构有电源，其中定位模块是北斗+GPS双芯定位模块，主控模块是Arduino板，如图1所示。
系统的运行流程为: 定位模块获取汽车位置信息，将数据传输给主控模块（Arduino板），并由CPU处理数据得到车速，当车速低于10km/h时，Arduino板将发出两项指令，一项指令是舵机通过拉杆将凸
角镜镜面拉动150°，镜面将转向乘客，第二项指令是触发语音警示单元播报语音提示；当车速大于10km/h时，Arduino板的控制中心将发出一项指令，舵机通过拉杆将凸角镜镜面拉动150°，装置回归初始状态，以防镜面晃动对后排乘客造成晕车现象影响乘客乘车体验，如图2所示。
1.2 北斗+GPS双模定位模块
汽车乘客下车防撞警示装置中所需要的汽车位置信息由北斗+GPS双模定位模块提供。研究表明，北斗和GPS组合系统在定位精度和稳定性、卫星个数、电离误差方面都优于北斗和 GPS 单系统[3]。所使用模块的型号是ATGM332D-5N-31，其额定电源为3.3~5V。冷启动捕获灵
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