4 系統(tǒng)軟件設計

　　系統(tǒng)工作時，首先進行系統(tǒng)自檢和初始化設置，并通過LCD模塊顯示“歡迎使用”界面。然后通過衛(wèi)星導航模塊接收經(jīng)緯度信息并輸入到單片機，單片機通過控制射頻收發(fā)模塊，采用nRF2401模塊的通道1發(fā)送經(jīng)緯度信息，同時采用通道2接收周圍的經(jīng)緯度信息，并將接收到的周圍車輛的經(jīng)緯度信息輸入到單片機進行處理。

　　由兩車的經(jīng)緯度通過測距測速模型計算出兩車之間的距離，并將兩車車距與安全距離進行比較，如果車距小于安全距離，判斷車輛的相對行駛方向及前后方位，若為同向且小于安全距離，則單片機控制LED燈閃爍，距離越小LED燈的閃爍頻率越快，同時控制蜂鳴器發(fā)出聲音報警。

　　系統(tǒng)軟件流程如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)軟件流程圖

　　5 算法模型

　　5.1 汽車測距測速模型

　　射頻收發(fā)模塊接收到的信息主要是經(jīng)緯度信息，系統(tǒng)通過對這些信息和本車的實時經(jīng)緯度信息進行動態(tài)處理，可獲得每一時刻的最新車距信息。首先對經(jīng)緯度信息進行格式定義。定義緯度信息北緯為“正（+）”，南緯為“負（－）”；經(jīng)度信息東經(jīng)為“正（+）”，西經(jīng)為“負（－）”。地球的周長大約40008km。則平均緯度1度大約等于111km。本系統(tǒng)采集到的經(jīng)緯度信息精度為0.0001，則每萬分之一單位代表距離近似等于11.1m，可滿足系統(tǒng)精度需求。于是，可得一般測距模型：

　　其中，E1和E2分別表示本車和其他車輛的經(jīng)度信息，W1和W2分別表示本車和其他車輛的緯度信息，a表示經(jīng)緯度1°代表長度，約1.11×105m。對于特殊情況，例如在東經(jīng)180°與西經(jīng)180°分界區(qū)域，需在運算前進行經(jīng)度換算處理。本車車速的計算，可應用上述測距模型對本車測得的兩次經(jīng)緯度計算得出衛(wèi)星導航芯片經(jīng)緯度掃描周期T內(nèi)車輛移動距離，從而得出車速v。

　　5.2 汽車行駛方向判定模型

　　在實際情況中，周圍汽車行駛方向與本車主要有同向和相向兩種情況。此兩種情況的經(jīng)緯度變化方向完全相反。則設某車多個時刻的經(jīng)緯度信息矩陣分別為[A1,B1]，[A2,B2]…[An,Bn]，通過判斷[An,Bn]的正負，及與[An-1,Bn-1]的值進行比較，可判斷其大致的行駛方向。用矩陣表示汽車行駛方向，其中E、W、S、N分別表示東、西、南、北方向。設汽車駛向的方向為1，若其他汽車與本車行駛方向相同，將代指兩車行駛方向的矩陣相減，即可得到零矩陣。通過對零矩陣進行判別，可粗略獲知周圍汽車與本車的相對行駛方向，還可得知周圍汽車在本車前后的方位。

　　6 系統(tǒng)測試

　　系統(tǒng)測試和驗收測試重點在于檢驗設計的合理性和驗證系統(tǒng)的功能和可靠性。對于本設計的測試，主要從電路原理測試、系統(tǒng)硬件模塊測試、軟件系統(tǒng)測試和軟硬件聯(lián)合調(diào)試四個方面進行。

　?。?）穩(wěn)壓電源模塊測試。將電源輸出端接到示波器上，觀測電壓波動范圍在系統(tǒng)要求范圍內(nèi)，可滿足系統(tǒng)應用要求。

　?。?）對12864LCD顯示模塊進行測試，實現(xiàn)了字符、漢字及特定圖像的顯示，模塊測試無誤。

　?。?）衛(wèi)星導航模塊測試。將程序?qū)懭雴纹瑱C，連接衛(wèi)星導航模塊，將接收到的數(shù)據(jù)在LCD顯示器上顯示，顯示結果穩(wěn)定。

　?。?）射頻收發(fā)模塊測試。連接單片機，用兩組模塊進行收發(fā)測試，全部正確收發(fā)信息。

　?。?）聲光報警模塊檢測。該模塊的電氣連接良好。將檢測聲光報警的程序?qū)懭雴纹瑱C中，該模塊可正常發(fā)出聲光信號。

　　7 結語

　　本系統(tǒng)利用衛(wèi)星導航和RFID技術實現(xiàn)車距測量，通過調(diào)試，系統(tǒng)運行正常，達到了預期目標。但是，還有許多地方需要進一步探究，比如衛(wèi)星導航的精確度及RFID的更遠距離通信等。由于條件有限，僅在實驗室中做了測試，在抗干擾試驗等方面還需要更深入地研究。