救护车远程预警系统

目前，救护车等特殊车辆都是通过鸣笛来提醒人们注意避让，这种方式虽然有一定的警示效果，但存在以下弊端。

声音的传播距离近，且传播不集中；尖锐的鸣笛声也让人产生不悦感，尤其是对老人和小孩；听到警示铃声后，道路车辆往往不能及时避让，以致救护车无法及时到达目的地。

综合考虑上述问题后，我们设计了一种救护车远程预警系统。

一、设计思路

救护车远程预警系统由GPS模块、无线收发模块、Arduino、液晶显示屏组成。GPS与无线通信技术结合，为救护车定位，并将其计划路径信息传递给交警指挥中心，交警指挥中心及时将相关信息显示在红绿灯灯杆处的显示屏上，为驾驶员提供充裕的避让时间。

二、设计内容

系统工作流程图如图1。

1.主要技术及构件

（1）无线电传输——电磁波

变化的电场周围会产生磁场，这种变化的磁场和电场交替总是在发生，并且向远方传递，电磁场由产生区域向远方传播。变化的电场和变化的磁场互相依存又互相激发，并以有限的速度在空间传播。这就是电磁波。

（2）Arduino

Arduino能通过各种各样的传感器感知环境，通过控制灯光、马达和其他装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可通过Arduino的编程语言编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。

對Arduino的编程利用Arduino编程语言 （基于 Wiring）和Arduino开发环境（基于 Processing）来实现。基于Arduino的项目可以只包含Arduino，也可以包含Arduino和其他一些在电脑上运行的软件，它们之间通过通信来实现。

我们选用的是Arduino型号中比较适合中学生的一种——Arduino UNO。

（3）LED显示屏

将救护车即将到达某条道路的信息呈现在LED显示屏上，让该条街道上的汽车能及时避让。

（4）GPS模块

GPS是全球定位系统（Global Positioning System）的缩写，这种定位系统基于卫星，用于获得地理位置信息以及准确的通用协调时间。

（5）GPRS/GPS/GSM三合一模块

GPRS（General Packet Radio Service）是通用分组无线服务技术的简称，它是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务，属于第二代移动通信中的数据传输技术。GPRS可以说是GSM的延续。

GPRS与以往连续在频道传输的方式不同，是以封包式传输，因此使用者所负担的费用以其传输资料单位计算，并非使用整个频道。GPRS的传输速率可提升至56Kbps甚至114Kbps。

2.硬件设计与搭建

硬件电路图设计如图2、图3所示。

（1）定位信息发射端：GPS定位模块；无线信息发送模块；Arduino。

（2）定位信息接收端：无线信息接收模块；Arduino。

（3）定位信息接收端模拟交警指挥中心。

三、仿真测试

将定位信息发射端置于房间左侧窗户处，接通电源，GPS模块天线正对天空，使其接收到卫星定位信息。

房间右侧的电脑上连接定位信息接收端和液晶显示屏，按下开关后，电脑接收到完整信息，经处理后显示出经纬度信息。

1.定位信息发射端

GPS定位模块接收信息，通过Arduino处理后交给无线信息发射模块，通过无线信息发射模块远程传送给无线信息接收模块，模拟交通指挥中心。

2.定位信息接收端

接收到无线信息发射模块传送过来的信息后，信息经Arduino处理被输入电脑。

3.显示屏

通过电脑输出救护车的实时位置信息，可以看到显示屏上已经显示出了经纬度信息。这说明在有信号的地方，该系统能够正常运行。

我们可将接收的信息导入电脑，在谷歌地球软件上将实时定位的位置信息显示出来，通过电脑控制道路上的显示屏显示提示信息。

4.GPS信号接收测试

此系统搭建完成后，我们进行了多次仿真实验和数据分析，定位信息数据，再把定位数据导入谷歌地球显示位置，实验成功。

通过一系列仿真实验，证实该系统在有GPS信号时能完成预期目标。

四、展望与设想

1.装置简化

使用三合一模块可大大减少工程量，简化装置，后期我们决定使用GSM/GPS/GPRS三合一模块完成此系统的构建。

对于GSM/GPS/GPRS三合一模块，我们用Arduino的GND口连接模块的GND，Arduino的RXD和TXD分别连接模块的TXD、RXD，就形成了Arduino与模块之间的通信，接着在相应的程序下由模块发出信息与交通控制指挥中心通信，由控制中心根据所得数据将相应的信息显示在LED显示屏上，提醒驾驶员及时避让。

2.后期工作

我们计划在120急救指挥中心救护车以及交警交通控制中心实现三网联通，加速城市急救系统的建设，使其更好地为人们服务。（指导老师：张晓容）