基于多传感器融合技术的校车安全辅助装置开发与设计

马慧敏 MA Hui-min；邓冰超 DENG Bing-chao；俞闽京 YU Min-jing；

许哲 XU Zhe；高瑞祥 GAO Rui-xiang

（东北石油大学，大庆 163318）

摘要： 本设计为提升校车的安全系数，从技术手段上加强对校车安全隐患的监管,开发一套具有校车安全辅助装置的智能系统。

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关键词 ： 校车事故；安全辅助装置；智能系统

中图分类号：TP273 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）03-0198-02

基金项目：2014年黑龙江省大学生创新创业训练项目——基于多传感器融合技术的校车安全辅助装置开发与设计。

作者简介：马慧敏（1993-），女，黑龙江牡丹江人，本科在读，研究方向为工业自动化仪表。

0 引言

近年来，随着经济的发展，人们生活水平提高，生活节奏的加快，中小学生及幼儿上、下学乘车需求也日益增强，接送学生的校车越来越多，我国校车交通安全事故、校车意外事故频发，造成了许多未成年人的伤亡，导致了悲剧的发生，给家庭和社会带来了巨大的心理阴影，校车安全事故已成为社会广泛关注的焦点。校车的安全问题受到政府的重视，国务院也已责成有关部门迅速制订校车安全管理条例和校车安全技术条件国家标准，完善校车标准，做好校车的硬件配置、车体结构与强度、电气性能、驾驶人和服务管理等角度提出了明确的要求，严禁超速超载，对校车的行驶安全管理提出了更高的要求，并建立相应管理制度。解决校车安全问题在全国实施校车安全工程已经到了刻不容缓的地步。

1 校车事故分析

我国校车安全隐患主要是车辆超载、超速、驾驶员酒后驾驶、政府缺乏有效监管等诸多因素共同造成的。其实影响校车安全的主要因素是校车的超载情况和驾驶员违规驾驶的行为，我们可以通过采集校车承载的人数、司机当时的状态、载重量、所行驶的里程、司机的驾驶习惯和所处地理位置等诸多车辆安全信息，并辅助政府相应的监管手段，由此可以提高校车安全行驶的水平，减少校车安全事故。例如，我们可以检测司机是否酒后驾驶，汽车是否超载，汽车关闭后车内是否有人等。如果我们用这些信息辅助控制校车启动，将大大提升校车安全系数。因此，为减少校车事故采集车辆实时状况信息控制校车将十分必要。

2 系统设计内容

多传感器融合技术的校车安全辅助装置是一套具有视频监控、超载监控、酒驾监控、实时报警的校车安全辅助智能系统。以下分析各个部分的具体功能。视频监控：视频监控模块可以将车内画面实时传输到远程控制端，在远程控制端可以看到车内画面并进行记录，当遇到紧急情况时可以及时采取措施，从而可以提高校车在行驶过程中的安全系数。超载监控：通过在车门处安装计数器来计算载荷的人数，一旦人数超标，通过语音模块校车自动发出语音告诉车辆超载并阻止车辆启动，直至车上人数恢复至核定载荷人数之内方可启动车辆，此功能可以实现自动控制车内人数，避免校车超载现象。同时，为使当司机离去校车封闭后，车内没有遗忘的儿童，车内设置有红外感应装置，系统会根据计数器及红外感应装置检测车内是否有被遗忘的儿童。如果发现被遗忘儿童，则发出警报并自动发出语音说明遗忘了几名儿童，避免了儿童被遗忘在车内而被闷死现象的发生。酒驾监控：驾驶员座位附近安装有酒精浓度检测装置，校车启动前，系统会先启动酒精浓度探测，直到检测合格后才可启动校车，此装置避免了驾驶员酒后驾驶校车现象的发生。实时报警：当车内火焰检测装置检测到车内发生火灾，校车会自动报警或者当视频监控监控到紧急情况，看到画面的人员可实时报警。如图1所示为整个系统的设计框图。

3 元器件选择和技术方法

本设计应用无线收发模块NRF24L01作为无线通讯装置，工作在2.4GHz~2.5GHZ频段，传输模块与远程网络传输通信技术，掌握视频监控相关技术与传输信道的通信协议。红外计数装置的基本原理是应用红外线发射电路的产生，向外发射头发射红外线，红外线接收头接收直射或阻挡红外线信号并将其转换为电脉冲，通过芯片分析，计算遮挡的次数，从而计算机经过人数。通过采用酒精传感器检测司机是否酒后驾驶、火焰传感器检测车内是否发生火灾。语音芯片采用WT588D多语种语音芯片，它能够与主控芯片实现一线串口通信，由单片机及一些其它控制装置来控制语音芯片播放特定语言。掌握嵌入式系统开发的工作流程，选择合适的控制器完成校车安全辅助装置的开发与设计，将各部分模块统一整合为一个整体，构成一套完整的就有多种功能的系统。

4 应用前景

通过对于校车事故分析，知道解决校车安全问题在全国已经到了刻不容缓的地步，由于中国的儿童非常多，然而校车又是儿童上学必不可少的交通工具，我们不可能为了解决校车安全问题而减少或不用校车，因此只有改进校车配置做好校车安全设施，提高校车安全系数，可见此基于多传感器融合技术的校车安全辅助装置的开发与设计有着很好的应用前景。

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参考文献：

[1]刘志平.基于nrf24L01的近距离无线数据传输[J].应用科技，2008，03.

[2]胡俊锋.无线图像采集传输系统[D].浙江：浙江大学，2005.

[3]王涛.基于nRF24L01的2.4GHz无线通信系统设计[J].无线电通信技术，2011（03）.