救護車遠程預警系統

目前，救護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，以致救護車無法及時到達目的地。

綜合考慮上述問題后，我們設計了一種救護車遠程預警系統。

一、設計思路

救護車遠程預警系統由GPS模塊、無線收發模塊、Arduino、液晶顯示屏組成。GPS與無線通信技術結合，為救護車定位，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、設計內容

系統工作流程圖如圖1。

1.主要技術及構件

（1）無線電傳輸——電磁波

變化的電場周圍會產生磁場，這種變化的磁場和電場交替總是在發生，并且向遠方傳遞，電磁場由產生區域向遠方傳播。變化的電場和變化的磁場互相依存又互相激發，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境，通過控制燈光、馬達和其他裝置來反饋、影響環境。板子上的微控制器可通過Arduino的編程語言編寫程序，編譯成二進制文件，燒錄進微控制器。

對Arduino的編程利用Arduino編程語言 （基于 Wiring）和Arduino開發環境（基于 Processing）來實現。基于Arduino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。

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

（3）LED顯示屏

將救護車即將到達某條道路的信息呈現在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（Global Positioning System）的縮寫，這種定位系統基于衛星，用于獲得地理位置信息以及準確的通用協調時間。

（5）GPRS/GPS/GSM三合一模塊

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分組無線服務技術的簡稱，它是GSM移動電話用戶可用的一種移動數據業務，屬于第二代移動通信中的數據傳輸技術。GPRS可以說是GSM的延續。

GPRS與以往連續在頻道傳輸的方式不同，是以封包式傳輸，因此使用者所負擔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.硬件設計與搭建

硬件電路圖設計如圖2、圖3所示。

（1）定位信息發射端：GPS定位模塊；無線信息發送模塊；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

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

房間右側的電腦上連接定位信息接收端和液晶顯示屏，按下開關后，電腦接收到完整信息，經處理后顯示出經緯度信息。

1.定位信息發射端

GPS定位模塊接收信息，通過Arduino處理后交給無線信息發射模塊，通過無線信息發射模塊遠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

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

3.顯示屏

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

我們可將接收的信息導入電腦，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

此系統搭建完成后，我們進行了多次仿真實驗和數據分析，定位信息數據，再把定位數據導入谷歌地球顯示位置，實驗成功。

通過一系列仿真實驗，證實該系統在有GPS信號時能完成預期目標。

四、展望與設想

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的構建。

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，接著在相應的程序下由模塊發出信息與交通控制指揮中心通信，由控制中心根據所得數據將相應的信息顯示在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急救指揮中心救護車以及交警交通控制中心實現三網聯通，加速城市急救系統的建設，使其更好地為人們服務。（指導老師：張曉容）