針對道路中急轉彎處因盲區會車的信息采集、信息反饋、信息處理失誤而引發交通事故的問題，設計了新型實用的急轉彎會車提示預警系統。以TIMSP430MCU和CC1101低功耗多通道無線射頻內核的CC430F5137芯片為控制核心,由地磁傳感器檢測采集車輛信息,系統中的兩塊大面積電子顯示屏給出信息告知預警,前方車況及時反饋到來向和去向的駕駛人員。道路實地模擬測試表明該系統對于車輛在彎道處的良好檢測率,彌補了傳統警示標志的不足。急轉彎盲區道路安全解決方案在智能化交通上具有廣闊的應用前景。

隨著社會對文明駕駛和交通安全的日益重視，人們不斷提高車輛駕駛的安全性和智能交通設施建設。其中我國山區公路地形復雜，路窄、彎道多、坡陡。車輛遇到彎道時，駕駛者對前方交通狀況缺乏足夠的了解，短暫的應變時間會使司機發生誤判從而導致交通事故。急轉彎地形導致事故的問題亟待解決。

交通領域國內外專家學者針對這一問題主要研究出兩種方法。第一種是將彎道地形作為單獨研究單元，對彎道進行線形設計與優化設計，公路彎道道路線形與交通特性分析顯然是治標不治本的途徑。第二種就是科學改善道路限速和交通安全設施，增強駕駛人安全駕駛意識及規范車輛上路合格檢測管理。雖然近些年我國交通管理部門和路政機關在彎道地形區域預先設立了多種多樣的提示標語與警示標志，但避免交通事故的效果還是不夠理想。

針對急轉彎、陡坡彎道等不利地形的交通安全問題，迫切需要采用智能化交通系統等先進技術對道路交通進行即時動態的偵測、警告、引導和管制，實現道路交通安全有序、保障駕駛人生命和財產安全的目標。為此，本文設計了一種急轉彎處會車的智能提示預警系統，擬解決急轉彎盲區道路會車的問題，增強急轉彎地形安全會車的可靠性，減少事故發生的可能性。

1急轉彎會車預警系統的設計方案

1.1系統設計的主要構成部分

急轉彎會車提示預警系統主要有兩個部分，在急轉、彎處一定距離的前后位置分別設置兩個地磁傳感器，電子顯示屏設置在彎道的入口處和出口處。整體系統平面圖如圖1所示，包括一對內車道的地磁傳感器檢測器、來向車輛、去向車輛以及一對電子顯示屏。內車道上安裝有所述車輛地磁檢測器2，地磁檢測器2位于去向車輛的前方，地磁檢測器2的另一側是電子顯示屏2。在急轉彎道路的另一個方向，來向車輛在外車道駛來，此時來向車輛正處于去向車輛的盲區。急轉彎會車提示預警系統給出安全會車的解決方案：來向車輛的前方路面上設置有地磁檢測器1，地磁檢測器1的另一側是電子顯示屏1，電子顯示屏1上面顯示去向車輛信息，電子顯示屏2上面顯示來向車輛信息。電子顯示屏提前告知駕駛人員前方車況，提醒駕駛人員急轉彎道后方的車輛信息，便于駕駛人員提前減速，保證彎道內駕駛的安全性。

1.2系統設計的可行性對比分析

與當前普及的廣角鏡相比，彎道會車預警系統不受視野角度的限制，能夠適應各類復雜路況，對于夜間行車，大霧陰雨天氣的彎道會車有著明顯的優勢，可根據路況需要合理配置傳感器及顯示模塊的方位，使得駕駛員能夠提早接收前方車況信息。若有超速或低速拐彎的車輛駛來時，駕駛員也能提前獲知彎道盲區的來車情況，從而及時做出減速或規避等避險措施。

地磁傳感器檢測距離范圍覆蓋整個路面寬度，傳感器提前檢測到車輛，能夠及時在系統顯示屏上預告，從而使司機能夠在進入彎道會車之前就正確得到來車信息提示。在彎道入口處，由于駛入彎道和駛出彎道的汽車經過兩個地磁傳感器，引起兩個地磁傳感器擾動信號變化，從而單片機CC430F5137（CC430）可識別出車輛駛入和駛出彎道時的速度。通過單片機內部的計時器，檢測車輛引起擾動所用時間，從而計算車輛速度。顯示模塊實時發布車輛來向和車速，使駕駛人員依據電子屏反饋信息及時減速或停車避讓，避免會車失控的事故發生。

2系統的硬件模塊和軟件程序設計

系統的硬件設計主要用到TI的CC430F5137芯片。芯片內部以MSP430MCU為控制核心，設置ADC采集地磁傳感器檢測模塊數據，基于CC1101低功耗多通道無線射頻內核，通過外設天線與對應的電子液晶顯示屏無線通信，其中點對點通信由外設撥碼開關設定地址配對建立連接，系統整體架構圖如圖2。

2.1CC430MCU主控模塊與RF無線通信模塊

CC430MCU主控模塊是車輛信息實時采集的硬件基礎。系統主控電路原理圖如圖3所示。MCU具有超低功耗，具有高達25MHz的峰值執行性能，主動模式功耗僅僅為160μA/MHz，待機模式（LPM3RTC模式）：2μA，關閉模式

（LPM4RAM保留）：1μA，處理器8MHz僅1.3mA。超低功耗的運行模式可增加地磁檢測器的電源的使用壽命，埋于地下的地磁檢測器暗盒里可以用獨立包裝的電池作為采集系統的電源供給。

CC430芯片外部振蕩電路使用26MHz晶振，程序設計通過讀取AD的模塊數值用一個定時器外部中斷控制。程序調試的下載端口采用最常用的標準調試接口JTAG接口。射頻收發器CC1101采用基于433MHz的載波頻率，配以合適的阻抗電路。

2.2基于地磁傳感器的車輛檢測器模塊

放有地磁檢測器附近區域的地球磁場可以看成是均勻磁場空間，車輛一般都有鐵磁體金屬物質，均勻磁場就會發生擾動，地磁檢測器會對磁場產生的擾動進行采集和分析。大量科學實驗表明，這種擾動對于磁阻傳感器監測是很敏感的，由此可以判斷車輛的存在，更加精確的磁場檢測甚至可以測出車輛引起擾動的時間。實驗測試運動小車對磁場的擾動，發現汽車經過地磁傳感器上方時，磁場發生擾動，具體表現為地磁場強度在Z軸方向明顯發生一定幅度的變化。車輛駛離地磁檢測器附近區域，地球磁場會恢復之前狀態。通過磁場強度的擾動變化，就可以確定車位有無停車。單一的地磁檢測會有一定錯誤和遺漏，系統可以采用增加光敏傳感器、圖像識別等其他輔助檢測手段，提高車速檢測的準確性，該文不再贅述。

會車預警系統地磁檢測器主要由飛思卡爾公司的三軸磁阻信號傳感器MAG3110組成。內置高性能鋰亞硫酰氯電池供電，主控芯片采用低功耗運行方式，電池為整個地磁采集功能電路板供電的工作壽命達3~5年。地磁車輛檢測器固定于路口中間區域，采用高強度ABS和PC材料注塑成型，有防水、抗酸堿腐蝕、抗沖撞功能。以芯片CC430為主控電路水平放置于距離地磁檢測功能印制電路板一側0.15m的地方，以防附近電路板對地磁測量的干擾。地磁傳感器外圍電路原理圖如圖4所示。

2.3系統軟件程序設計與優化

系統低功耗器件的硬件設計最大效率地利用電池的能量，延長地磁檢測器和主控開發板的使用壽命。與此同時，靈活的電源管理軟件程序控制CC430單片機以及高效的糾錯矯正能力十分重要。

地磁傳感器的數據采集由單片機端口控制實現,空閑時段均處于高阻態，數據采集時為輸入或輸出狀態。中心接收節點的MCU狀態可以由程序設計進行科學節能管理。間歇性地接收探測節點發來的數據，可使CPU同樣常處于低功耗模式，LPM3電壓為3V，頻率為32768Hz，該模式下的工作電流小于2μA。

維護人員通過軟件首次由CC430單片機對地磁檢測器參數（包括產品序列號、射頻的頻段、發送功率等）進行配置。通過人工初次進行八路撥碼開關地址配置，觸發進入固定頻段的配置模式，實現地磁檢測器2與電子顯示屏1（地磁檢測器1與電子顯示屏2）參數配置和無線數據鏈接，完成車輛監測、無線互傳、電子屏顯示的基本功能。軟件設計無線通信部分采用SimpliciTI協議棧設計，系統程序流程圖如圖5所示。系統遇到外設破壞，尤其是地磁傳感器檢測功能出現異常（抑或單片機端口采集異常）時，CC430單片機將進入警告提醒模式，及時把故障反饋給電子顯示屏，便于設備維護人員及時檢修。