1 系統(tǒng)原理及結(jié)構(gòu)框架

　　在汽車(chē)發(fā)生意外碰撞時(shí)最大限度地確保駕駛員和乘客的安全，是汽車(chē)工業(yè)追求的目標(biāo)之一。本自動(dòng)定位報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)采用Atmega128單片機(jī)作為整個(gè)系統(tǒng)的中央處理器，與MEMS加速度傳感器、GPs定位模塊、GSM通信模塊相連?？梢栽谲?chē)禍發(fā)生后自動(dòng)撥打緊急電話，告知相關(guān)部門(mén)車(chē)禍發(fā)生的精確位置、時(shí)間，使其在第一時(shí)間派出救援隊(duì)，給援救傷員爭(zhēng)取更多時(shí)間，挽救更多的生命。

　　一旦MEMS加速度傳感器檢測(cè)到有加速度變化，Atmega128將對(duì)此數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，若判為發(fā)生車(chē)禍，則GSM模塊以發(fā)短信或打電話的形式將GPS接收到的定位信息傳遞給有關(guān)部門(mén)，使其迅速派出急救隊(duì)進(jìn)行救援工作;反之，系統(tǒng)自動(dòng)復(fù)位，循環(huán)檢測(cè)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

　　2 主要硬件模塊

　　2.1 MEMS加速度傳感器模塊

　　加速度傳感器是一種能夠測(cè)量加速力的電子設(shè)備，有角加速度計(jì)和線加速度計(jì)兩種型號(hào)。本系統(tǒng)采用的MEMS加速度傳感器型號(hào)是ADX L202JE，此傳感器在同一硅片中刻蝕了一個(gè)多晶硅表面微機(jī)械傳感器，并集成了一套精密的信息處理電路，如圖2所示。

　　傳感器主要是由一個(gè)利用表面微機(jī)械加工的多晶硅機(jī)構(gòu)和一個(gè)差動(dòng)電容器組成。在加速度的作用下，多晶硅結(jié)構(gòu)會(huì)產(chǎn)生偏移使電容值發(fā)生變化。在信號(hào)處理電路中，差動(dòng)電容器的變化信號(hào)由調(diào)制器解調(diào)后通過(guò)一個(gè)RC濾波器(由內(nèi)部RFx和外部CFx，RFx構(gòu)成)送到占空比調(diào)制器中，由調(diào)制器轉(zhuǎn)換為占空比和加速度成正比的方波，方波的周期(T2)可以通過(guò)Rs確定。這個(gè)方波可以直接送到單片機(jī)進(jìn)行處理，通過(guò)使用計(jì)數(shù)器測(cè)量方波周期T2以及脈的寬度T1(圖3)，從而得到加速度的值。

　　加速度：a=(T1/T2-Uog)/Ulg

　　式中：T2由占外接電阻器Rs確定，其關(guān)系為T(mén)2=Rs/125MΩ;Uog為0g對(duì)應(yīng)的占空比，其變形值是50%;Ulg表示lg加速度變化引起的占空比變化值，對(duì)于ADXL202JE，lg的典型值是12.5%。

　　2.2 GPS定位模塊

　　GPS(Global PosiTIoning System)是當(dāng)前應(yīng)用最為廣泛的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，使用方便、成本低廉。全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)有：全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的導(dǎo)航、定位和定時(shí)功能。

　　本模塊使用SKYnav GB10，結(jié)構(gòu)及其引腳如圖4所示。該模塊具有低功耗、抗干擾能力和抗遮擋能力強(qiáng)等特點(diǎn)，它具有12個(gè)數(shù)據(jù)并行接受通道，包括8個(gè)數(shù)據(jù)位、1個(gè)起始位、1個(gè)停止位、無(wú)校正位，輸出電平為CMOS電平、電流為1mA。通信方式是采用異步串行通信，電路連接方法非常簡(jiǎn)便，只需將本模塊的TXD0和RXD0引腳分別與單片機(jī)的RXD0和TXD0引腳相連，即可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，默認(rèn)的通信速率是4 800 b/s，接受頻率為1 575.42±1.0MHz。