救護(hù)車遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)

目前，救護(hù)車等特殊車輛都是通過鳴笛來提醒人們注意避讓，這種方式雖然有一定的警示效果，但存在以下弊端。

聲音的傳播距離近，且傳播不集中；尖銳的鳴笛聲也讓人產(chǎn)生不悅感，尤其是對老人和小孩；聽到警示鈴聲后，道路車輛往往不能及時避讓，以致救護(hù)車無法及時到達(dá)目的地。

綜合考慮上述問題后，我們設(shè)計了一種救護(hù)車遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)。

一、設(shè)計思路

救護(hù)車遠(yuǎn)程預(yù)警系統(tǒng)由GPS模塊、無線收發(fā)模塊、Arduino、液晶顯示屏組成。GPS與無線通信技術(shù)結(jié)合，為救護(hù)車定位，并將其計劃路徑信息傳遞給交警指揮中心，交警指揮中心及時將相關(guān)信息顯示在紅綠燈燈桿處的顯示屏上，為駕駛員提供充裕的避讓時間。

二、設(shè)計內(nèi)容

系統(tǒng)工作流程圖如圖1。

1.主要技術(shù)及構(gòu)件

（1）無線電傳輸——電磁波

變化的電場周圍會產(chǎn)生磁場，這種變化的磁場和電場交替總是在發(fā)生，并且向遠(yuǎn)方傳遞，電磁場由產(chǎn)生區(qū)域向遠(yuǎn)方傳播。變化的電場和變化的磁場互相依存又互相激發(fā)，并以有限的速度在空間傳播。這就是電磁波。

（2）Arduino

Arduino能通過各種各樣的傳感器感知環(huán)境，通過控制燈光、馬達(dá)和其他裝置來反饋、影響環(huán)境。板子上的微控制器可通過Arduino的編程語言編寫程序，編譯成二進(jìn)制文件，燒錄進(jìn)微控制器。

對Arduino的編程利用Arduino編程語言 （基于 Wiring）和Arduino開發(fā)環(huán)境（基于 Processing）來實現(xiàn)?；贏rduino的項目可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在電腦上運行的軟件，它們之間通過通信來實現(xiàn)。

我們選用的是Arduino型號中比較適合中學(xué)生的一種——Arduino UNO。

（3）LED顯示屏

將救護(hù)車即將到達(dá)某條道路的信息呈現(xiàn)在LED顯示屏上，讓該條街道上的汽車能及時避讓。

（4）GPS模塊

GPS是全球定位系統(tǒng)（Global Positioning System）的縮寫，這種定位系統(tǒng)基于衛(wèi)星，用于獲得地理位置信息以及準(zhǔn)確的通用協(xié)調(diào)時間。

（5）GPRS/GPS/GSM三合一模塊

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無線服務(wù)技術(shù)的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，屬于第二代移動通信中的數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)。GPRS可以說是GSM的延續(xù)。

GPRS與以往連續(xù)在頻道傳輸?shù)姆绞讲煌?，是以封包式傳輸，因此使用者所?fù)擔(dān)的費用以其傳輸資料單位計算，并非使用整個頻道。GPRS的傳輸速率可提升至56Kbps甚至114Kbps。

2.硬件設(shè)計與搭建

硬件電路圖設(shè)計如圖2、圖3所示。

（1）定位信息發(fā)射端：GPS定位模塊；無線信息發(fā)送模塊；Arduino。

（2）定位信息接收端：無線信息接收模塊；Arduino。

（3）定位信息接收端模擬交警指揮中心。

三、仿真測試

將定位信息發(fā)射端置于房間左側(cè)窗戶處，接通電源，GPS模塊天線正對天空，使其接收到衛(wèi)星定位信息。

房間右側(cè)的電腦上連接定位信息接收端和液晶顯示屏，按下開關(guān)后，電腦接收到完整信息，經(jīng)處理后顯示出經(jīng)緯度信息。

1.定位信息發(fā)射端

GPS定位模塊接收信息，通過Arduino處理后交給無線信息發(fā)射模塊，通過無線信息發(fā)射模塊遠(yuǎn)程傳送給無線信息接收模塊，模擬交通指揮中心。

2.定位信息接收端

接收到無線信息發(fā)射模塊傳送過來的信息后，信息經(jīng)Arduino處理被輸入電腦。

3.顯示屏

通過電腦輸出救護(hù)車的實時位置信息，可以看到顯示屏上已經(jīng)顯示出了經(jīng)緯度信息。這說明在有信號的地方，該系統(tǒng)能夠正常運行。

我們可將接收的信息導(dǎo)入電腦，在谷歌地球軟件上將實時定位的位置信息顯示出來，通過電腦控制道路上的顯示屏顯示提示信息。

4.GPS信號接收測試

此系統(tǒng)搭建完成后，我們進(jìn)行了多次仿真實驗和數(shù)據(jù)分析，定位信息數(shù)據(jù)，再把定位數(shù)據(jù)導(dǎo)入谷歌地球顯示位置，實驗成功。

通過一系列仿真實驗，證實該系統(tǒng)在有GPS信號時能完成預(yù)期目標(biāo)。

四、展望與設(shè)想

1.裝置簡化

使用三合一模塊可大大減少工程量，簡化裝置，后期我們決定使用GSM/GPS/GPRS三合一模塊完成此系統(tǒng)的構(gòu)建。

對于GSM/GPS/GPRS三合一模塊，我們用Arduino的GND口連接模塊的GND，Arduino的RXD和TXD分別連接模塊的TXD、RXD，就形成了Arduino與模塊之間的通信，接著在相應(yīng)的程序下由模塊發(fā)出信息與交通控制指揮中心通信，由控制中心根據(jù)所得數(shù)據(jù)將相應(yīng)的信息顯示在LED顯示屏上，提醒駕駛員及時避讓。

2.后期工作

我們計劃在120急救指揮中心救護(hù)車以及交警交通控制中心實現(xiàn)三網(wǎng)聯(lián)通，加速城市急救系統(tǒng)的建設(shè)，使其更好地為人們服務(wù)。（指導(dǎo)老師：張曉容）