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为了解决传统电动代步车智能化程度不高，在道路上行驶时需要驾驶人主动观察来车行驶情况，而电动代步车驾驶人多为老年人，反应意识不高，使用时代步车时安全威胁很大，现研发一种电动代步车跟车提醒辅助装置。装置以STM32F103微处理器为控制芯片，实现对四大模块的智能控制。第一部分为车尾的跟车监测模块，主要由超声波传感器来实现来车的监测。第二部分为位于驾驶端的预警模块，由喇叭做出语音提醒，振动马达做出振动提醒，以在嘈杂的环境中也能让驾驶人感知到预警信息;第三模块位电量监测模块，根据对电源的电压的检测来进行电量监控，当电量不足时，指示灯开启，及时提醒用户及时更换电池。车尾装置和驾驶端装置由无线通信模块来实现信息的交互。所有单元全部由微处理器进行统一控制。装置结构简单，功能实用，成本不高，具有一定的市场，对于保障电动代步车驾驶人特别是老年人的行驶安全有极大地积极作用。
0 引言
电动代步车凭借着经济实惠和驾驶方便等特点，得到了越来越多文化程度不高而无法驾驶机动车的中老年人的青睐。但是这一部分人群驾驶安全意识不够高，反应较为迟钝，行驶时对后方来车不敏感，而且相当一部分代步车被安装了车棚，挡住了后视镜的视野，所以驾驶代步车时受到很大的安全威胁。我们希望设计一个装置，通过利用传感器和单片机的结合，来为驾驶人提供实时跟车判断预警，并利用一定的硬件来把单片机的预警信号可感知化，为千万“小快灵”驾驶人，特别是反应迟钝的老年人安全驾驶提供一定的保障。
1 研究背景
电动代步车是新近几年出现的产品，主要是适应高龄人口与绿色环保趋势的需求，已成为传统轮椅产业中另一新兴产业。主要发达国家为了适应高龄化社会，纷纷将老年代步工具纳入政策补助项目。而国内为了促进这个行业的良性发展也制定了相关的优惠政策和标准[1]。随着我国城镇化的进行，城镇村居民的消费观念已经开始转向精神生活的追求。此外随着智慧城市和国家绿色产业的发展，可以感觉到电动代步车的未来发展的巨大前景。
然而我们知道，随着公路的不断建设和汽车保有量的增加，交通事故发生的频率和次数也在逐年增长[2]。每年有数万人死于交通事故，由此造成的经济损失多达数十亿，给无数个家庭带来噩梦。得益于研究技术手段进步和硬软件的飞速更新升级，国内外有很多研究学者针对各种交通事故提出了自己的解决方案。但是，这些研究基本都是针对“汽车”和“高速公路”这两个关键词而展开的[3]。对于新兴的电动代步车，目前市面上暂时没有更多的兼顾实用性和经济性的产品和解决方案。
综上，我们团队设想了一款简易实用的基于物联网技术的跟车提醒辅助装置，为这个问题提供一个解决方案，为电动代步车驾驶人提供一个安全保护伞。
2 研究意义
伴随着道路交通网发展的不仅仅是经济的腾飞和生活水平的提高，交通事故发生率也在不断调高。然而市面上关于这方面的研究更多的集中于“汽车”和“高速公路”，对于新兴的电动代步车相对来说涉及的就很少了。而且考虑到电动代步车驾驶人群中中老年比例很高，这部分人反应意识比较慢，在驾驶代步车时，对于后方车辆感知不敏感，部分老年人听力衰弱，对后方来车的鸣笛也感知不及时，从而对他们的行驶造成了很大的安全隐患。再之，部分家庭在使用代步车时，为了方便平时载人拉货，遮风避雨，会加装一个车棚，阻挡了后方視野，这样后视镜的作用就没有了，驾驶人不能及时的获得后方车辆情况。此外，由于电动代步车相对于汽车来说使用极为方便，不用学习道路行驶安全知识，这就造成了驾驶人的驾驶安全意识不到位，和随意变更车道，改变行驶方向，道路逆行等一系类的不安全驾驶行为。这就对其他车辆和自己的安全造成的极大地隐患。
因此，研发一种能够获取道路信息，迅速检测后方来车情况并及时将信息反馈给驾驶人的简易使用，经济实惠的电动代步车跟车提醒辅助装置提高代步车主动安全性能，降低追尾事故发生率是迫切需要的。
3 整体设计
3.1 方案概述
装置的主要基于单片机设计开发，研究内容主要包括以下几个部分：
a. 通过安装在车尾的3 个超声波传感器[4]，检测后方来车信息，并通过无线传输模块将信号传输给单片机控制中心;
b. 单片机根据传感器传来的信号判断后方车辆跟车车距是否小于安全距离;
c. 单片机根据分析的结果给驾驶端的警报模块发送信号，控制相应的模块做出反应[5];
d. 车尾监测装置通过电压监测模块来监测电池电量，电量不足时通过无线传输模块向单片机发送信号，单片机向驾驶端的电量提示模块发送信号，提示驾驶人及时更换电池[6];
e. 在测试阶段，通过建立数学模型，来确定合适的报警车距[7]。
3.2 技术路线
车尾超声波传感器采集后方来车信息后，将信号通过无线传输模块传输给单片机控制中心，控制中心判断是否达到预警条件，如果达到预警条件，向预警模块发送信号，声音模块接受到信号后发出“请注意避让后方来车”预警语音，振动模块接受到信号后作出振动提醒。当我车后方无来车或与来车距离不在预警距离之内，控制中心向预警模块发送取消提醒信号，预警模块关闭。电池监测模块通过实时测量电池电压来达到监测电量的目的，通过电量提醒模块提醒驾驶人更换电池。车尾监测模块通过预定的“口令”与单片机实现一对一的特定互连，避免与安装了同样设备的其他车辆的信息干扰。车尾设置3 个超声波传感器，以检测到更宽的车道上的来车。 装置组成图，实现对四个模块的智能控制。第一部分为车尾的跟车监测模块，主要由超声波传感器根据声波的反射的时间差来实现对后方来车的监测。第二部分为位于驾驶端的预警模块，由喇叭做出“请注意，后方有来车，注意安全”的语音提醒，振动马达做出振动提醒，以在嘈杂的环境中也能让驾驶人感知到预警信息;第三模块位电量监测模块，根据对电源的电压的检测来进行电量监控，当电量不足时，指示灯开启，及时提醒用户及时补充电量。车尾装置和驾驶端装置之间的信息交互由无线收发通信模块来实现[8]。
4 研究总结
此电动代步车跟车提醒辅助装置的研制，充分利用了物联网技术，是物联网技术在生活中的又一种应用，装置能够切实解决实际生活中的问题。而且实际价格亲民。装置所使用的硬件设备大部分在制造工艺和应用技術上较为成熟，装置总体价格不高，适合消费能力较为保守的中老年人。加上装置的安装和操作都很简单，中老年人容易上手，可以实现自行安装，省去了请别人安装的安装费，在一定程度上可以降低电动代步车的事故发生的几率。
参考文献：
[1] 本刊编辑部.老年代步车在我国的发展现状[J].汽车与安全，2018（04）：39-40.
[2] 江于进.基于驾驶人主观因素的追尾预警系统设计[D].长安大学，2015.
[3] 肖梅.高速公路追尾碰撞预防报警系统再研究[D].长安大学，2003.
[4] 马世中，刘宏添，高宁，李彤，董曦诺.基于51单片机的超声波测距系统[J].计算机产品与流通，2020（01）：158.
[5] 贺国秀，薛家秀，赵炜.基于单片机的语音提醒系统设计开发[J].智能计算机与应用，2015，5（01）：46-47+52.
[6] 孙越，李聪，芦茜，周月.基于单片机的用电量智能监测装置[J].科技视界，2019（22）：42-43+109.
[7] 杨万三.车辆行驶安全特性及其模型研究[D].青岛理工大学，2013.
[8]文灏.无线通信技术在单片机通信系统中的应用[J].信息记录材料，2020，21（05）：198-199.
塔里木大学国家级创新创业训练计划202010757050
0 引言
电动代步车凭借着经济实惠和驾驶方便等特点，得到了越来越多文化程度不高而无法驾驶机动车的中老年人的青睐。但是这一部分人群驾驶安全意识不够高，反应较为迟钝，行驶时对后方来车不敏感，而且相当一部分代步车被安装了车棚，挡住了后视镜的视野，所以驾驶代步车时受到很大的安全威胁。我们希望设计一个装置，通过利用传感器和单片机的结合，来为驾驶人提供实时跟车判断预警，并利用一定的硬件来把单片机的预警信号可感知化，为千万“小快灵”驾驶人，特别是反应迟钝的老年人安全驾驶提供一定的保障。
1 研究背景
电动代步车是新近几年出现的产品，主要是适应高龄人口与绿色环保趋势的需求，已成为传统轮椅产业中另一新兴产业。主要发达国家为了适应高龄化社会，纷纷将老年代步工具纳入政策补助项目。而国内为了促进这个行业的良性发展也制定了相关的优惠政策和标准[1]。随着我国城镇化的进行，城镇村居民的消费观念已经开始转向精神生活的追求。此外随着智慧城市和国家绿色产业的发展，可以感觉到电动代步车的未来发展的巨大前景。
然而我们知道，随着公路的不断建设和汽车保有量的增加，交通事故发生的频率和次数也在逐年增长[2]。每年有数万人死于交通事故，由此造成的经济损失多达数十亿，给无数个家庭带来噩梦。得益于研究技术手段进步和硬软件的飞速更新升级，国内外有很多研究学者针对各种交通事故提出了自己的解决方案。但是，这些研究基本都是针对“汽车”和“高速公路”这两个关键词而展开的[3]。对于新兴的电动代步车，目前市面上暂时没有更多的兼顾实用性和经济性的产品和解决方案。
综上，我们团队设想了一款简易实用的基于物联网技术的跟车提醒辅助装置，为这个问题提供一个解决方案，为电动代步车驾驶人提供一个安全保护伞。
2 研究意义
伴随着道路交通网发展的不仅仅是经济的腾飞和生活水平的提高，交通事故发生率也在不断调高。然而市面上关于这方面的研究更多的集中于“汽车”和“高速公路”，对于新兴的电动代步车相对来说涉及的就很少了。而且考虑到电动代步车驾驶人群中中老年比例很高，这部分人反应意识比较慢，在驾驶代步车时，对于后方车辆感知不敏感，部分老年人听力衰弱，对后方来车的鸣笛也感知不及时，从而对他们的行驶造成了很大的安全隐患。再之，部分家庭在使用代步车时，为了方便平时载人拉货，遮风避雨，会加装一个车棚，阻挡了后方視野，这样后视镜的作用就没有了，驾驶人不能及时的获得后方车辆情况。此外，由于电动代步车相对于汽车来说使用极为方便，不用学习道路行驶安全知识，这就造成了驾驶人的驾驶安全意识不到位，和随意变更车道，改变行驶方向，道路逆行等一系类的不安全驾驶行为。这就对其他车辆和自己的安全造成的极大地隐患。
因此，研发一种能够获取道路信息，迅速检测后方来车情况并及时将信息反馈给驾驶人的简易使用，经济实惠的电动代步车跟车提醒辅助装置提高代步车主动安全性能，降低追尾事故发生率是迫切需要的。
3 整体设计
3.1 方案概述
装置的主要基于单片机设计开发，研究内容主要包括以下几个部分：
a. 通过安装在车尾的3 个超声波传感器[4]，检测后方来车信息，并通过无线传输模块将信号传输给单片机控制中心;
b. 单片机根据传感器传来的信号判断后方车辆跟车车距是否小于安全距离;
c. 单片机根据分析的结果给驾驶端的警报模块发送信号，控制相应的模块做出反应[5];
d. 车尾监测装置通过电压监测模块来监测电池电量，电量不足时通过无线传输模块向单片机发送信号，单片机向驾驶端的电量提示模块发送信号，提示驾驶人及时更换电池[6];
e. 在测试阶段，通过建立数学模型，来确定合适的报警车距[7]。
3.2 技术路线
车尾超声波传感器采集后方来车信息后，将信号通过无线传输模块传输给单片机控制中心，控制中心判断是否达到预警条件，如果达到预警条件，向预警模块发送信号，声音模块接受到信号后发出“请注意避让后方来车”预警语音，振动模块接受到信号后作出振动提醒。当我车后方无来车或与来车距离不在预警距离之内，控制中心向预警模块发送取消提醒信号，预警模块关闭。电池监测模块通过实时测量电池电压来达到监测电量的目的，通过电量提醒模块提醒驾驶人更换电池。车尾监测模块通过预定的“口令”与单片机实现一对一的特定互连，避免与安装了同样设备的其他车辆的信息干扰。车尾设置3 个超声波传感器，以检测到更宽的车道上的来车。 装置组成图，实现对四个模块的智能控制。第一部分为车尾的跟车监测模块，主要由超声波传感器根据声波的反射的时间差来实现对后方来车的监测。第二部分为位于驾驶端的预警模块，由喇叭做出“请注意，后方有来车，注意安全”的语音提醒，振动马达做出振动提醒，以在嘈杂的环境中也能让驾驶人感知到预警信息;第三模块位电量监测模块，根据对电源的电压的检测来进行电量监控，当电量不足时，指示灯开启，及时提醒用户及时补充电量。车尾装置和驾驶端装置之间的信息交互由无线收发通信模块来实现[8]。
4 研究总结
此电动代步车跟车提醒辅助装置的研制，充分利用了物联网技术，是物联网技术在生活中的又一种应用，装置能够切实解决实际生活中的问题。而且实际价格亲民。装置所使用的硬件设备大部分在制造工艺和应用技術上较为成熟，装置总体价格不高，适合消费能力较为保守的中老年人。加上装置的安装和操作都很简单，中老年人容易上手，可以实现自行安装，省去了请别人安装的安装费，在一定程度上可以降低电动代步车的事故发生的几率。
参考文献：
[1] 本刊编辑部.老年代步车在我国的发展现状[J].汽车与安全，2018（04）：39-40.
[2] 江于进.基于驾驶人主观因素的追尾预警系统设计[D].长安大学，2015.
[3] 肖梅.高速公路追尾碰撞预防报警系统再研究[D].长安大学，2003.
[4] 马世中，刘宏添，高宁，李彤，董曦诺.基于51单片机的超声波测距系统[J].计算机产品与流通，2020（01）：158.
[5] 贺国秀，薛家秀，赵炜.基于单片机的语音提醒系统设计开发[J].智能计算机与应用，2015，5（01）：46-47+52.
[6] 孙越，李聪，芦茜，周月.基于单片机的用电量智能监测装置[J].科技视界，2019（22）：42-43+109.
[7] 杨万三.车辆行驶安全特性及其模型研究[D].青岛理工大学，2013.
[8]文灏.无线通信技术在单片机通信系统中的应用[J].信息记录材料，2020，21（05）：198-199.
塔里木大学国家级创新创业训练计划202010757050