车辆通讯装置、路边通讯装置和系统及其通讯联络的方法

摘要

车辆通讯装置、路边通讯装置和系统及其通讯联络的方法，提供按行驶方位、公路类型和行驶车道参数组成通讯联络码分配信道，实现直接的车-车通讯、车-路通讯的装置和方法，属IST智能交通范畴。由微处理器、无线收发器、天线、通讯联络器、定距离发射、距离判别、微加速度计、加速度/速度转换、语音报警、LED显示等电路组成；具有司机对话，刹车预警，车距控制，实时传输车辆状态信息，对速度、速差、加减速、超车、会车、停车、撞车等通讯显示及语音报警，沟通移动车辆与现代通讯等多项功能，特别对夜间或雨雪、大雾、砂尘天气减少追尾和碰撞、雾里导航和反劫盗具有显著作用；适用于车辆交通事故预防和救援、社区泊车防范和构建各种智能交通系统。

权利要求

1.一种车辆通讯装置，包括微处理器(1)、无线收发器(2)、天线电路(3)、语音报警电路(6)和/或数字语音通讯电路(8)、电源(50)，其特征在于，还包括通讯联络器，所述的通讯联络器包括行驶方位器(4)和公路类型、行驶车道输入键盘电路(12)；所述的语音报警电路(6)由语音集成电路和扬声器件组成，所述的数字语音通讯电路(8)由数字语音通讯集成电路和电声器件组成，所述的键盘电路(12)是一个具有功能键和数字键的功能一数字键盘或者仅有功能键的功能键盘；其中，天线电路(3)与无线收发器(2)双向连接，无线收发器(2)与微处理器(1)双向连接；行驶方位器(4)是车辆之间通讯的关键，其输出端口与微处理器(1)的输入端口连接；键盘电路(12)与微处理器(1)双向连接；语音报警电路(6)的输入端口与微处理器(1)的输出端口连接；数字语音通讯电路(8)与微处理器(1)双向连接；以上各部件的电源端口与电源(50)的输出端口连接，各部件的接地端口与电源(50)的接地端口连接。

2.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，所述的行驶方位器(4)是电子指南针、或电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置、或是路边通讯装置、或是专控方向设定开关；所述的专控方向设定开关是一个磁性开关，并设有LED二极管指示开关状态；所述的键盘电路(12)设置的功能键有：公路类型、行驶车道输入键和刹车、会车、超车、故障报警键以及车牌号码、密码确认、密码修改、监控、区号、位号，行驶、驻车键。

3.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，所述的无线收发器(2)是射频收发器或射频无线数传模块，最大收发距离≤200M、最大发射功率≤10dB、频率为ISM频率范围；

还包括一个定距离发射电路(5)和一个距离判别电路(7)，或者只包括一个定距离发射电路(5)，它们与微处理器(1)和无线收发器(2)连接。

4.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，还包括一个MEMS微加速度计电路(9)；MEMS微加速度计电路(9)是双轴、单轴或三轴微加速度计，MEMS微加速度计(2)每轴最大量程范围为±1g～±2g，其输出端与微处理器(1)的输入端口连接。

5.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，还包括一个加速度/速度转换器(11)，用于测量车辆行驶速度，其输入端口与MEMS微加速度计(2)输出端口连接，其输出端口与微处理器(1)的输入端口连接。

6.根据权利要求1所述的通讯装置，其特征在于，所述的天线电路(3)是可控方向天线电路，由天线选择开关和两个天线组成，其中，两个天线是双定向天线或是一个定向天线、一个全向天线；双定向天线由两个背靠背的天线A(61)、天线B(62)和处于它们两者之间的外为绝缘层、内为金属的屏蔽反射体(60)以及一个或二个天线选择开关组成，其中，屏蔽反射体(60)的金属部分与地连接，天线A(61)、天线B(62)通过天线选择开关与无线收发器(2)的天线端口连接，天线选择开关的两个选择控制输入端口与微处理器(1)的两个输出端口连接；通过微处理器(1)控制实现两个天线单独定向收发和联合双向收发功能；定向角度为180°或90°～105°。

7.根据权利要求1至6中任何一项所述的通讯装置，其特征在于，还包括一个LED驱动器(15)、一个LED显示器(16)，用于显示车辆状态报警信息，一个LED超车禁止灯(16-1)；

其中，LED超车禁止灯(16-1)与微处理器(1)输出端口连接；LED驱动器(15)通过串行总线(14)与微处理器(1)连接，LED驱动器(15)输出端与LED显示器(16)输入端口连接；

所述的LED显示器(16)是高亮度或超高亮度单基色或双基色或三基色LED二极管为光源的显示器件；所述的LED驱动器(15)是恒流驱动集成电路或专用驱动集成电路。

8.根据权利要求1至6中任何一项所述的通讯装置，其特征在于，还包括一个用于显示方向的LCD显示屏(25)，它的输入端与微处理器(1)输出端口连接，具有图形指针式显示功能，其中，一个指针显示车辆行驶方向，另一个指针显示道路方向或领航车行驶方向，第三个指针显示正北方向。

9.根据权利要求1至6中任何一项所述的通讯装置，其特征在于，还包括一个限制车辆启动电路(17)和/或一个车辆制动电路(18)，它们的输入端与微处理器(1)输出端口有线连接或者通过无线收发器(2)无线连接；所述的限制车辆启动电路(17)和车辆制动电路(18)，是静态不耗电的磁保持继电器电路、或是磁保持电磁阀电路、或是记忆自锁继电器电路；限制车辆启动电路(17)控制对象是车辆的油路、车门、电源、启动马达或点火控制电路，车辆制动电路(18)控制对象是车辆的制动油路和气路。

10.一种路边通讯装置，包括微处理器(41)、无线收发器(42)、天线电路(33)、电源(51)，其特征在于，还包括行驶方位器(44)和公路类型、行驶车道输入键盘电路(42)，路边信息存储器(49)；所述的路边信息存储器(49)是微处理器(41)存储器的组成部分；其中，天线电路(33)与无线收发器(42)双向连接，无线收发器(42)与微处理器(41)双向连接；

行驶方位器(44)的输出端口与微处理器(41)的输入端口连接，公路类型、行驶车道输入键盘电路(42)与微处理器(41)双向连接连接；以上各部件的电源端口与电源(51)的输出端口连接，各部件的接地端口与电源(51)的接地端口连接。

11.根据权利要求10所述的路边通讯装置，其特征在于，所述的路边通讯装置的行驶方位是由与其通讯的车辆的行驶方位确定，公路类型是指路边通讯装置所处位置的公路类型，行驶车道是指与路边通讯装置通讯的哪个车辆所处的车道；行驶方位参数除由行驶方位器自动产生，或是由行驶方位器人工产生外，还可将行驶方位固化在内存储器中，公路类型参数和行驶车道参数除分别通过键盘电路输入外，也可固化在内存储器中，通常行驶车道设置为0车道，即公共信道，表示与对应路段上的车辆实现路-车通讯。

12.一种路边通讯系统，包括远端计算机控制中心(31)和若干个安装在道路上方或路旁的路边通讯装置(32)；所述的路边通讯装置(32)包括微处理器(41)、无线收发器(42)、有线/无线数传MODEM(45)、道路设备(48)、路边信息存储器(49)、电源(51)、全向天线(46)或定向天线(47)，其特征在于，还包括通讯联络器，所述的通讯联络器包括行驶方位器(44)和公路类型、行驶车道输入键盘电路(43)；其中，所述的无线收发器(42)是射频收发器、或无线数传模块、或射频发射器和射频接收器组合；所述的键盘电路(43)用于公路类型和行驶车道参数输入、或行驶方位输入以及对道路设备(48)的控制；路边信息存储器(49)是微处理器(41)存储器的组成部分，无线收发器(42)与微处理器(41)双向连接；行驶方位器(44)是车-路之间通讯的关键，其输出端口与微处理器(41)的输入端口连接，无线收发器(42)通过全向天线(46)或定向天线(47)与对应路段上的车辆通讯装置无线双向连接，完成车-路通讯，微处理器(41)与有线/无线数传MODEM(45)双向连接，道路设备(48)以串行总线与微处理器(41)连接；以上各部件的电源端口与电源(51)的输出端口连接，各部件的接地端口与电源(51)的接地端口连接；各路边通讯装置(32)之间通过有线/无线数传MODEM(45)双向连接，完成路边接力通讯，路边通讯装置(32)和计算机控制中心(31)通过无线/有线数传MODEM(45)双向连接，完成信息总收发，计算机控制中心(31)用于系统的信息加工、处理、控制和管理。

13.根据权利要求12所述的路边通讯系统，其特征在于，所述的行驶方位器(44)是电子指南针、或电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置、或是方位信息寄存器、或是专控方向设定开关；所述的专控方向设定开关是一个磁性开关，并设有LED二极管指示开关状态。

14.一种通讯联络的方法，它涉及微处理器、无线收发器、天线、通讯联络器、电源硬件条件，其特征在于，它包括以下内容：通过通讯联络器自动或者人工产生行驶方位参数、公路类型参数、行驶车道参数；

车辆通讯装置的行驶方位参数是由行驶方位器自动产生，或是通过行驶方位器人工产生；用键盘输入数字表示公路类型和行驶车道参数，公路类型的数字表示方法是：1表示高速公路、2表示高架公路、3表示有隔离带普通公路、4表示无隔离带普通公路；行驶车道数字表示方法是：以中央分隔带或中央分界线为基准，不论同向和逆向，距离基准最近的车道为1号车道，其次近的为2号车道，再次近的为3号车道…依次类推，对于没有中央分界线的单车道，车道号输入1即可；输入0号车道，表示与路边通讯装置或系统通讯；车辆通讯装置进入不同类型的公路或者变换车道参数要输入相应的数字，进行切换，实现同一车道内前、后车辆的通讯；车辆通讯装置也可以将车道参数输入为相邻的车道号，表示与相邻车道上的车辆通讯；

路边通讯装置的行驶方位是由与其通讯的车辆的行驶方位确定，公路类型是指路边通讯装置所处位置的公路类型；行驶车道是指与路边通讯装置通讯的哪个车辆所处的车道，行驶方位参数除由行驶方位器自动产生，或是由行驶方位器人工产生外，还可将行驶方位固化在内存储器中，公路类型参数和行驶车道参数除分别通过键盘电路输入外，也可固化在内存储器中，通常行驶车道设置为0车道，即公共信道，表示与对应路段上的车辆实现路-车通讯；其中，原则是用于路边通讯装置或系统的方法必须与用于车辆通讯装置的方法配套一致，用数字表示公路类型和行驶车道参数的方法相同；

将产生的行驶方位、公路类别和行驶车道三参数输入到微处理器中，再通过程序组合成一个完整的通讯联络码；

建立通讯联络码与信道之间对应关系；

根据上述对应关系，给无线收发器分配信道；

通讯联络码用于产生通讯密钥、或控制信道编码，从而使得具有相同通讯联络码的通讯装置，具有相同的通讯密码或相同的通讯信道，可以进行通讯；而具有不同通讯联络码的通讯装置，具有不同的通讯密码或不同的通讯信道，不能进行通讯，防止干扰；密码或信道编码形式是地址编码、频率编码、相位码、扩频码序列、PN码中的一种或是它们的一种组合；

另外，还包括设置一个会车通讯信道。

15.根据权利要求14的通讯联络的方法，其特征在于，所述的通过通讯联络器自动或者人工产生行驶方位参数、公路类别参数、行驶车道参数，具体包括：

1).用于车辆通讯装置的方法叙述如下：

①.由行驶方位器(4)产生行驶方位参数的步骤是：

A.通过行驶方位器(4)自动产生行驶方位参数的步骤是：

a.当行驶方位器(4)采用的是电子指南针时，则在安装时将电子指南针机首方向与车辆前进方向一致，再将电子指南针指示方位代码输入到微处理器，然后将其进行换算或查表转换成行驶方位参数；

b.当电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置时，则在安装时将该装置中方向传感器X轴正方向与车辆前进方向一致，由方向传感器采集地理方向信息，通过接口电路进入微处理器，经过计算程序，算出车辆前进方向与地理上的真北方向的夹角所处的方位，提取方位特征码，然后将其进行换算或查表转换成行驶方位参数；

c.当行驶方位器(4)采用的是路边通讯装置时，则行驶方位参数的步骤是：切换到会车频道通过地址编码进行路-车通讯，只要将采集到的方位码作为行驶方位参数即可；

B.通过行驶方位器(4)人工产生行驶方位参数的步骤是：

当行驶方位器4是专控方向设定开关时，由高速公路或高等级公路入口处的专职管理员，使用专用工具小磁钢控制操作磁性专控方向设定开关，并通过LED二极管监测开关输入状态，如果是上行，则用小磁钢的N极靠近一下磁性开关，LED二极管显示红色；如果是下行，则用小磁钢的S极靠近一下磁性开关，LED二极管显示绿色，该开关输入的代码就是行驶方位参数；

②.公路类型参数的产生由驾驶员通过操作键盘电路(12)输入，步骤是：

a.如果键盘电路(12)是功能-数字键盘，先按公路类型功能键，再输入当前行驶公路类型对应的数字；

b.如果键盘电路(12)是功能键盘，按下对应的公路类型功能键即可；

③.行驶车道参数的产生由驾驶员通过操作键盘电路(12)输入，步骤是：

a.如果键盘电路(12)是功能-数字键盘，先按下行驶车道功能键，再输入当前行驶的车道号，更改车道行驶的，车道号也要作相应改变；

b.如果键盘电路(12)是功能键盘，按下对应的行驶车道功能键即可；

特殊情况下容许由驾驶员输入相邻的车道号，旨在与相邻车辆短暂通讯。也容许驾驶员与路边通讯系统实现车-路通讯；遇上停车、撞车、翻车和劫车等事故，由车辆通讯装置自动切换到0车道即公共信道用于通过路边通讯系统报警；

2).用于路边通讯装置或系统的方法叙述如下：

①.通过行驶方位器(44)产生行驶方位参数的步骤是：

A.由行驶方位器(44)自动产生行驶方位参数的步骤是：

a.当行驶方位器(44)采用的是电子指南针时，则在安装时将电子指南针机首方向与需要通讯车辆的前进方向一致，再将电子指南针指示方位数值，通过接口输入到微处理器(51)，然后将其进行换算或查表转换成行驶方位参数；

b.当行驶方位器(44)采用的是电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置时，在安装时将该装置中方向传感器X轴正方向与需要通讯车辆的前进方向一致，由方向传感器采集地理方向信息，通过接口电路进入微处理器(51)，经过计算程序，算出车辆前进方向与地理上的真北方向的夹角所处的方位，提取方位特征码，然后将其进行换算或查表转换成行驶方位参数，该参数用于区别同向行驶与逆向行驶的车辆；

B.通过行驶方位器(44)人工产生行驶方位参数的步骤是：

a.当行驶方位器(44)采用的是方位信息寄存器时，因为道路方向是固定的，所以可以使用而不需要安装电子指南针，将指南针的机首方向与需要通讯车辆的前进方向一致，测试出道路方位，然后将读数，通过键盘(43)输入到方位信息寄存器，然后通过微处理器2

(51)将其进行换算或查表转换成行驶方位参数，并且固化在EPMOM中，供调用；

b.当行驶方位器是专控方向设定开关时，由高速公路或高等级公路的专职管理员，使用专用工具小磁钢控制操作磁性专控方向设定开关，并通过LED二极管监测开关输入是否正确，如果是上行，则用小磁钢的N极靠近一下磁方向开关，LED二极管显示红色；如果是下行，则用小磁钢的S极靠近一下磁方向开关，LED二极管显示绿色，该开关输入的代码就是行驶方位参数；

②.公路类型参数的产生步骤是：

由专职管理员通过操作键盘电路(43)，输入路边通讯装置所处位置的公路类型；

③.行驶车道参数的产生步骤是：

路边通讯装置由专职管理员设定，路边通讯系统由计算机中心程序设定，通常设置为

0，即公共信道，表示与对应路段上的车辆实现路-车通讯；也可设置为某个车道，表示路边通讯装置与该车道上的车辆通讯。

说明书

车辆通讯装置、路边通讯装置和系统及其通讯联络的方法

(一)技术领域

[0001] 本发明涉及无线电传输装置和系统，涉及车辆行驶和驻车安全的预警装置和通讯联络的方法，特别涉及一种车辆之间状态信息传输、车辆驾驶员之间直接通讯的装置以及该装置与路边通讯装置和路边通讯系统的通讯，还有它们通讯联络的方法，属于IST智能交通系统范畴。(二)背景技术

[0002] 车辆之间直接通讯不是一个陌生的问题，传统的、迄今为止还沿用的汽车喇叭、灯光信号系统就是汽车之间最简单直接通讯，它通过驾驶员控制喇叭和灯光，由人的视觉和听觉完成通讯，结构简单，成本低廉，适用于车速低，道路简单，交通量少的场合，为安全行车起到了重要作用，但随着车速提高，车道、道路增加，交通量增长，特别是高速公路大量建成，这种落后通讯方式的局限性和缺点就日益暴露无遗。

[0003] 首先喇叭是广播式通讯，不用密码或明码，因选择性差，用于多车道、大流量场合，喇叭一响，前后左右都能听到，不应该听的也听到了，易误认报警。加上噪音大，很多场合都禁止使用，其作用越来越小。

[0004] 传统的车辆信号灯光系统主要有转向灯、尾灯、倒车灯和刹车灯等，其中刹车灯问题比较多，长期未能解决。它们采用是开关控制，由驾驶员人工操作，通过踩踏板或按开关来点亮车灯，这种控制方法反应速度慢，往往浪费了不少宝贵处警时间。

[0005] 对于行驶中的驾驶员最想了解的是对方车辆行驶动态，传统的车辆信号灯光系统没有任何信号提醒后方来车注意，前方车辆正处于什么状态，是加速还是减速，是缓慢刹车还是急刹车，后方车辆不能了解前车的速度和速度变化；传统的刹车灯包括第三高位刹车灯要么亮，要么不亮，没有渐进的动态变化，没有由量变到质变过程，所以不能见微知著，不可能具有预警性，起不到提前警告作用。

[0006] 传统的车辆信号灯光系统表达显示的形式有些单一，视觉效果差，特别是刹车信号含糊不清，难于辨认，当车辆无论出现停车、缓慢刹车、急刹车甚至是撞车，后方车辆看到的都是红色信号，无法将它们一一辨别，从而耽误时间，造成反应滞后；现实中绝大多数刹车都是可预见性的，但没有办法表达，从而对尾随的车辆造成突然袭击；传统的车辆信号灯光系统没有明确的安全信号显示，不亮红灯就视为安全，往往会带来错误判断；车辆停止时又没有设置对应的停止灯；而故障灯在两车发生追尾时，驾驶者可能弃车逃命，也可能死亡或昏迷不醒，根本无法启动故障灯。

[0007] 传统的灯光信号系统最大缺点是传播距离短，信号不能传递，在雨雪、大雾、砂尘等天气或夜间视线不明等情况下，因能见度低往往会成倍增加交通事故，大雾天高速公路上汽车一撞就是几百辆的事屡见不鲜……大雾天高速公路只能关闭，造成巨大经济损失。交通事故凶猛于虎，事故发生之后往往不能在第一时间发出和收到求救信号，延误了抢救时间，丧失了不少生命。自发明汽车以来，全世界共有2500万人因车祸而丧生，汽车安全事故每年给全球造成了近200亿美元的直接经济损失，间接损失巨大无法统计。随着高速公路大量建成以及车速和流量大为提高，交通事故急剧上升。

[0008] 造成交通事故原因很多，其中主要原因之一是人的视觉信息处理能力只适于走、跑的速度，当高速驾驶时，人的反应能力跟不上。把人眼看到的信息传递给大脑，大脑再向肢体传递指令需要1.5秒的时间。即1.5秒的生理反应时间，时速80公里，1.5秒意味着从驾驶员看到险情到动脚踩刹车时，车子已经开出33.3米反应距离。车子停下还需相应长的刹车距离。这便是高速公路上汽车接二连三多车连环追尾的原因。造成交通事故主要原因之二是，传统的灯光、喇叭信号系统是驾驶员人工操作信号系统，上述好多问题长期得不到解决，反应迟缓、速度慢、存在着低速时代落后的通讯技术与高速行驶的现代汽车不能适应的矛盾，尽管车辆本身向高科技方向发展，但是驾驶员几乎在隔绝的条件下工作，车辆之间的联系仍旧停留在依靠车灯、喇叭低级落后通讯来维系，远远不能适应大流量、高速行驶的要求。只要不改变仅依靠车灯、喇叭通讯的局面，车辆之间碰撞和追尾的交通事故就是不可能避免的。凡事预则立，不预则废。关国交通部的研究报告表明，如果汽车驾驶员的反应动作提前半秒钟，就可以避免60％的汽车追尾事故和30％左右的正面碰撞事故，避免车辆追尾事故的重点，在于最大可能地争取预警时间，使后者尽可能提前做出相应反应，生死攸关，其意义重大。所以从技术层面讲没有车辆行驶预警机制也是发生事故一个主要原因，而车辆行驶预警机制的创立有赖于先进的车辆之间通讯系统，它们的关系是：创立车辆行驶预警机制是目的，车辆之间通讯系统是实现该目的的手段，没有现代化的通讯就没有现代化的交通。

[0009] 本发明涉及的车辆通讯是车辆之间不需要通过第三者的直接通讯，而不是现有技术中诸如汽车电话之类的即需要通过第三者(例如移动通讯基站或GPS卫星或网络等)所进行的间接通讯，现有技术的通讯不论是简单的对讲机，还是利用移动通讯基站或GPS卫星的间接通讯，都必须具备一个条件：至少有一方事先知道对方的通讯联络码(例如电话号码、或信道编码、或通讯密码、或网络地址等)才能进行有选择的通讯。然而行驶中前后相邻的汽车之间是彼此陌生，随机相处，行驶次序又是随时变化的，加上道路复杂，所以车辆与道路处于无序状态，无法事先知道对方的通讯联络码。因此这类车辆之间直接通讯在现有技术中还是一个空白；又因为间接通讯要通过第三者，测距时间过长，不能满足车辆防撞这种实时性要求很高的场合；利用移动通讯基站或GPS卫星覆盖成本高昂，带宽有限，而且GPS系统的信号由于障碍物或恶劣的天气被阻断，而产生死区；车辆之间直接通讯又由于全程监控，使用时间长，长期占用通道，一是不容许，二是使用费太高。车辆之间直接通讯，对解决辅助安全驾驶和全自动驾驶中的车辆防撞都是一个瓶颈。

[0010] 中国专利公开号CN1208214A，名称为《车辆信号串联遥控方法和报警制动防撞系统》的申请案，采用“前、后车辆依次串联发射信号，并依次相继接收、报警、显示和制动”。虽然与车辆之间直接通讯擦肩而过，但有可取之处，也存在一些问题，其中“车辆行驶方向的规定：把各条高速公路的行驶方向分为上、下行。例如沪宁高速公路，规定驶向上海方向的为上行，驶向南京方向的为下行，车辆上行时，驾驶员接通上行电路电源，车辆下行时，驾驶员接通下行电路电源。”这种由驾驶员设定行驶方向的方法缺乏普遍适用性，首先以起、止地点的简称给公路命名不符合国际惯例，不能用于国外；其次我国现有的以起、止地点的简称命名高速公路的办法，从今年起将按国际惯例逐步过渡，改用编号形式命名，如沪宁高速公路，编号为A11。再其次存在大量不按照起、止地点命名的路，例如环线高速公路外环线、三环线，国道312，中山路、八一大道等等，如何确定上、下行？更不用说还有不熟悉或连路名都叫不出的普通公路。由驾驶员设定行驶方向的方法存在很大安全隐患，即使在上、下行分明的沪宁高速公路上，因人多手杂也难免出错，万一有一辆车方向设定错了，就会对迎面开来的所有车辆的通讯造成全路性的灾难。

[0011] 安全保护类的汽车电子产品对可靠性要求特别高，而该专利较多地采用分立元件和接触件，降低了可靠性。在关键器件的选择上问题很大，例如惯性自动接触器体积大，触点多，易磨损、易受水、尘、油污染，不耐冲击，可靠性差；特别是选择了一个非标准件，没有技术标准，不能计量车辆加速度，不能反映车辆行驶动态信息，报警含糊不清，不能区分缓刹车、急刹车还是撞车，导致整个技术方案没有‘量’的慨念，没有‘量’就没有‘质’，严重影响专利设计的质量，对生产、维修都会带来后患。

[0012] 该专利是以人工报警为主，驾驶员负担加重，自动装置没有发挥潜力去减轻驾驶员负担，工作效率太低，仅仅用于发生严重碰撞报警。该专利没有定距离发射和接收电路的具体技术方案，这是一个很大遗憾；该专利也没有设置定向天线，这样就可能造成通讯混乱。

[0013] 不断提高的车辆失窃率是一个目前无法避免的问题，尤其是流行车型更易被盗。在香港，平均每三个小时就有一辆车被盗；在中国大陆很多地区，失窃率甚至更高；在美国的情况更糟，平均每30秒就有一辆车被盗。目前电子车辆防盗报警器主要分触摸式、振动式、入侵式和密码遥控式四类，前两类误报警率高，扰民严重，不仅不让人关注，还让人讨厌，易产生麻痹心理，让坏人趁机得逞；后两类对整车偷盗无能为力。它们仅仅限于防盗报警，不能用于防止劫持抢车，尤其没有实现一机多能，既可以用于防止偷车和劫车，又可以用于行驶安全，为驾驶员提供生命财产双保险的装置。

[0014] 一份资料显示，我国汽车数量为日本的1/9，但交通事故是其20倍以上。因为日本较为普遍采用IST智能交通。IST智能交通主要问题是投资巨大，提高汽车安全性，推出低成本的IST系统成为世界各国二十一世纪的汽车工业和交通事业的发展方向。

[0015] (三)发明的内容：

[0016] 本发明的目的在于：克服现有技术不足，提供一种车辆通讯装置及其通讯联络的方法，实现车辆之间的直接通讯。

[0017] 本发明的目的还在于：提供一种路边通讯装置和系统及其通讯联络的方法，实现车-路直接通讯。

[0018] 通过对道路和车辆行驶的长期观察研究和分析，车辆之间不能通讯原因是道路和车辆行驶错综复杂，处于无序状态。为什么会无序，主要是道路方向和行驶方向无序造成的。如果给车辆和道路都装备电子指南针，就能够对道路方向和行驶方向实行标识和量化，即有序化，就可以从中找到规律，这就是本发明的原始创新思想。通过进一步分析找到车辆与车辆可依靠车道来联系，于是对道路类型和行驶车道数字化、信息化，用车道的联系因子构造通讯信道，采用现代的RF射频收发技术构建通讯信道，从而突破瓶颈，实现车-车直接通讯；车辆与道路的联系点是停止在路边的车辆，它具有移动车辆的通讯属性，即有车辆通讯装置，又具有道路的属性，它停在路边，可作为路边信息化的载体，这是现代技术很容易实现的事情，把这个停止在路边的车辆通讯装置取名为路边通讯装置，于是就架构了移动车辆与道路的通讯桥梁，将移动的车辆与固定的路边通讯系统联系，实现了车-路通讯，将车辆和道路有机地统一起来。

[0019] 为解决上述技术问题，本发明所采用技术方案的基本构思是：设计这样一种车辆通讯装置，硬件上创造一个通讯联络器，由行驶方位器和公路类型、行驶车道输入键盘组成，软件上创造一种与通讯联络器配合使用的通讯联络的方法，使无序行驶的车辆和道路有序化，建立一种通讯模型，将行驶方位、公路类型和行驶车道三个参数，输入到微处理器中，再通过程序组合成一个完整的通讯联络码，通讯联络码用于产生通讯密钥、或控制信道编码，架构车辆无线收发器之间的通讯信道。通过软硬结合实现车-车通讯的目的；基于同一发明构思，采用相同的软、硬件，仅仅只需修改车道参数为公共车道，也就可以设计出一种与车辆通讯装置配套使用的路边通讯装置，将若干个相同的路边通讯装置串行连接与计算机组成路边通讯系统，从而实现全路车-路通讯的目的，车辆通讯装置和路边通讯系统具有相同特定的通讯联络器，并且使用同样的通讯联络的方法，架构二者之间的配套通讯信道，车辆通讯装置发射由路边通讯系统接收，路边通讯系统发射由车辆通讯装置接收，构成相应的技术特征。车-车通讯和车-路通讯的瓶颈突破之后，通讯、计算机、自动控制、网络等现代技术就可以通行无阻地加入其中，发挥作用，创造许多发明。在车-车通讯的基础上，进而完成安全距离预警和车辆危险提前预警；在车-路通讯的基础上，进而完成全路行驶安全预警和紧急救助报警，实现驻车后，反盗、反劫防范预警。

[0020] 为解决上述技术问题，本发明的具体技术方案是：

[0021] 方案【1】一种车辆通讯装置包括微处理器1、无线收发器2、天线电路3、电源50、语音报警电路6和/或数字语音通讯电路8，还包括通讯联络器，所述的通讯联络器包括行驶方位器4和公路类型、行驶车道输入键盘电路12；所述的语音报警电路6由语音集成电路和扬声器件组成，语音是汉语、少数民族语或外语，所述的数字语音通讯电路8由数字语音通讯集成电路和电声器件组成，所述的键盘电路12是一个具有功能键和数字键的功能-数字键盘或者仅有功能键的功能键盘，功能键设有：公路类型、行驶车道输入和刹车、会车、超车、故障报警；其中，天线电路3与无线收发器2双向连接，无线收发器2与微处理器1双向连接；行驶方位器4是车辆之间通讯的关键，其输出端与微处理器1的输入端口连接；键盘电路12与微处理器1双向连接；语音报警电路6的输入端与微处理器1的输出端口连接；数字语音通讯电路8与微处理器1双向连接；以上各部件的电源端与电源50的输出端连接，各部件的接地端与电源50的接地端连接。可选用电子器件及型号：微处理器采用独立设置的单片微型计算机SCMC如AT90S8515、或微控制器MCU如MC68HC908、或片上系统SoC如SPCE061A、或包含无线收发器的微控制器如CC1010；语音报警电路：RS4820、IS22C040、ISD4003、ISD 5008、PM50、API8108A；数字语音通讯电路：XE3005、XE3006、TLV320AIC11等。

[0022] 方案【1】车辆通讯装置还可以是：

[0023] 所述的行驶方位器4是电子指南针、或电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置、或是路边通讯装置、或是专控方向设定开关；所述的专控方向设定开关，并设有LED二极管指示开关状态；所述的键盘电路12设置的功能键还有车牌号码、密码确认、密码修改、监控键；所述的键盘电路12设置的功能键还设有：车牌号码、密码确认、密码修改、监控、区号、位号，行驶、驻车键。可以选用的电子器件型号：电子指南针1490、VC1000；电子指南针电路模块：HMC6352、HMR3100、HMR3200、XW 3200平面电子罗盘、XDCM3二维数字罗盘模块、ZCC-E-H八方位指南针；方向敏感器：两轴磁传感器HMC1052L、KMZ52。磁性开关：霍尔效应磁敏无触点开关SS400、SS100等。

[0024] 所述的无线收发器2是射频收发器或射频无线数传模块，最大收发距离≤200M、最大发射功率≤10dB、频率为ISM频率范围。优选下述四类射频收发器或射频无线数传模块之一：①发射/接收频率和发射功率都可编程的；②发射/接收频率可编程，具有RSSI接收信号强度输出端的；③发射/接收频率可编程，具有外接偏压电阻器来调节发射功率的；④具有通讯信道设置/选择的；

[0025] 还包括一个定距离发射电路5和一个距离判别电路7，或者只包括一个定距离发射电路5；定距离发射电路5是变阻单元，作为外部偏压电阻器，通过程序调节外部偏压，用控制发射电流，控制发射功率，实现定距离发射；或是收发器芯片内部电路，用发射功率控制指令，控制发射功率，实现定距离发射；或是上述两种电路，综合实现定距离发射；变阻单元由数字电位器、或可变电阻、或电子选择开关和电阻组成，其控制输入端与微处理器1的输出端口连接，其变阻输出端与射频收发器的发射功率调节输入端口连接；距离判别电路7是RSSI接收信号强度指示器，以数字量或者模拟量输出。如果强度指示值是数字量，能从无线收发器2的状态寄存器读取的，则经过微处理器1换算为距离判别值，并输出距离报警；如果强度指示值是模拟量，则将射频收发器的RSSI接收信号强度输出端与一个外接的电平检测电路连接，该电路由低通滤波器、高分辨率比较器和双基色LED二极管组成，用该LED二极管显示发光的颜色作为距离报警；或将RSSI接收信号强度输出经过A/D转换，由微处理器1读取处理、输出距离报警；无线收发器2可选用的射频收发器有CC1010、CC1000、AT86RF211、XE1202、TRF6901、nRF905、nRF903、nRF403、RFM505、MICRF501；射频无线数传模块：上海桑锐SRWF-1、北京华荣汇TR100H；数字电位器MAX5400、AD8402等。

[0026] 还包括一个MEMS微加速度计电路9；MEMS微加速度计电路9是双轴、单轴或三轴微加速度计，MEMS微加速度计2每轴最大量程范围为±1g～±2g，其输出端与微处理器1的输入端口连接。MEMS微加速度计9与微处理器1连接方式是：如果MEMS微加速度计输出信号是模拟量，则与微处理器1的连接采用A/D转换方式或电压/频率转换方式或基于∑-Δ原理的ADC转换方式或基于双斜率原理的ADC转换方式；如果MEMS微加速度计输出信号是数字量脉宽占空比，则与微处理器1的连接可以采用测量脉宽方式；MEMS双轴微加速度计可以采用ADI公司ADXL311或ADXL202，也可以采用MEMSIC美新公司MXD2020或MXA2312，还可以采用飞思卡尔公司MMA6200Q系列或VTI公司SCA1000；单轴微加速度计可以采用VTI公司SCA600系列，三轴微加速度计可以采用VTI公司SCA3000等。

[0027] 还包括一个加速度/速度转换器11，用于测量车辆行驶速度，其输入端与MEMS微加速度计2输出端口连接，其输出端与微处理器1的输入端口连接。加速度/速度转换器11由积分电路和放大电路组成，而它们都主要由运算放大器构成，可采用LT1366。

[0028] 所述的天线电路3是可控方向天线电路，由天线选择开关和两个天线组成，其中，两个天线是双定向天线或者是一个定向天线、一个全向天线；双定向天线由两个背靠背的天线A 61、天线B 62和处于两者之间的外为绝缘层、内为金属的屏蔽反射体60以及一个或二个天线选择开关组成，其中，屏蔽反射体60的金属部分与地连接，天线A 61、天线B 62通过天线选择开关与无线收发器2的天线端连接，天线选择开关的两个选择控制输入端与微处理器1的两个输出端连接；通过微处理器1控制实现两个天线单独定向收发和联合双向收发功能；定向角度为180°或90°～105°。双定向天线根据金属对电磁波屏蔽反射原理，具有定向信号增强、反向信号阻断功能，根据所使用的无线收发器2天线接口结构可以采用以下不同设计。

[0029] 当所述的无线收发器2是收发共用一个天线时：

[0030] ①天线电路3由第一定向天线13、第二定向天线33、第一天线选择开关10和第二天线选择开关30组成，其中，第一天线选择开关10和第二天线选择开关30静接点与无线收发器2的天线端连接，第一天线选择开关10的一个动接点与第一定向天线13连接，第二天线选择开关30的一个动接点与第二定向天线33连接，第一天线选择开关10的选择控制输入端与微处理器1的一个输出端连接，第二天线选择开关30的选择控制输入端与微处理器1的另一个输出端连接；通过微处理器1控制第一定向天线13和第二定向天线33，实现同时定向接收、同时定向发射、分别单独定向发射和分别单独定向接收功能，参照图11-1-1原理图和图11-1-2真值图。

[0031] ②天线电路3或者由全向天线23、第一定向天线13和第一天线选择开关10组成，其中，第一天线选择开关10的静接点与无线收发器2的天线端连接，第一天线选择开关10的一个动接点与全向天线23连接，另一个动接点与第一定向天线13连接，第一天线选择开关10的选择控制输入端与微处理器1的输出端连接；通过微处理器1控制全向天线23和第一定向天线13，实现单独全向收、单独全向发、单独定向收、单独定向发功能，参照图11-2-1原理图和图11-2-2真值图。

[0032] 当所述的无线收发器2是收、发各用一个天线时：

[0033] ①天线电路3由第一定向天线13、第二定向天线33、第一天线选择开关10和第二天线选择开关30组成，其中，第一天线选择开关10和第二天线选择开关30各有一个动接点与无线收发器2的发射天线端连接，各有另一个动接点与无线收发器2的接收天线端连接，第一定向天线13与第一天线选择开关10的静接点连接，第二定向天线33与第二天线选择开关30的静接点连接，第一天线选择开关10的选择控制输入端与微处理器1的一个输出端连接，第二天线选择开关30的选择控制输入端与微处理器1的另一个输出端连接；通过微处理器1控制第一定向天线13和第二定向天线33，实现二天线同时定向接收、同时定向发射、分别单独定向发射、分别单独定向接收功能；参照图11-3-1原理图和图11-3-2真值图。

[0034] ②天线电路3由全向天线23置换第二定向天线33，其它结构和连接与①方案相同，参照图11-4-1原理图和图11-4-2真值图；通过微处理器1控制全向天线23和第一定向天线13，实现单独全向收、单独全向发、单独定向收、单独定向发功能。

[0035] 以上所述的第一天线选择开关10和第二天线选择开关30是二选一天线选择开关。可选用器件及型号是，天线：SANT-302、吸盘天线SANT-303，微带天线、螺旋天线、缝隙天线；天线选择开关电路：HMC436MS8G、μPD5710TK等。

[0036] 还包括一个LED驱动器15、一个LED显示器16，用于显示车辆状态报警信息，一个LED超车禁止灯11；其中，LED超车禁止灯11与微处理器1输出端连接；LED驱动器15通过串行总线14与微处理器1连接，LED驱动器15输出端与LED显示器16输入端口连接；所述的串行总线14是是通用异步串行总线UART、或是通用同步异步串行总线USART、或是同2
步外设串行总线SPI、或是双线同步串行总线IC、或者通用串行总线USB，或是SCI串行通讯接口、或是汽车总线，例如本地互联网络串行总线LIN、或是控制区域网络串行总线CAN；
所述的LED显示器16是高亮度或超高亮度单基色或双基色或三基色LED二极管为光源的显示器件；所述的LED驱动器15是恒流驱动集成电路或专用集成电路。可以选用的带总线LIN单片机：MC68HC908GZ16、PIC16C432、LPC76X；LIN总线收发器：TJA1020、MC33399、MCP201；带总线CAN单片机：PIC18F442、PIC18F448、MC68HC908GZ16、P8XC591、T89C51CC02；
CAN总线控制器：SJA1000、MCP2510、80C91、82527；CAN总线收发器：PCA82C250、MC33388D、AMIS-30663；LED驱动器：恒流驱动集成电路或专用集成电路或分立电路；恒流驱动专用集成电路可以采用华方公司HM62726，SITL公司ST2221a，ST2221c；Infineon公司TLE4242G；
专用集成电路可以采用华方公司HM6B595。

[0037] 还包括一个用于显示方向的LCD显示屏25，它的输入端与微处理器1输出端连接，具有图形指针式显示功能，其中，一个带箭头的长指针显示电子指南针机首方向，另一个不带箭头的长指针显示路边通讯装置无线传输过来的道路方向或在同一车道上前方行驶的领航车辆无线传输过来的行驶方向，第三个不带箭头的短指针显示正北方向。可提供二次开发的指南针LCD显示屏有：星网迅达公司XDCM3，或周立功单片机公司，XDCM3是一个高性能、低价格的数字方位传感，航向精度：±2°、分辨率：0.5°、重复度：±3°、响应：最高可达35次/秒；也可选LCD显示屏如LM3037设计开发。

[0038] 还包括一个限制车辆启动电路17和/或一个车辆制动电路18，它们的输入端与微处理器1输出端有线连接或者通过无线收发器2无线连接；所述的限制车辆启动电路17和车辆制动电路18，是静态不耗电的磁保持继电器电路、或是磁保持电磁阀电路、或是记忆自锁继电器电路；限制车辆启动电路17控制对象是车辆的油路、车门、电源、启动马达或点火控制电路，车辆制动电路18控制对象是车辆的制动油路和气路。可以选用的磁保持继电器：上海永嘉DB-2A型 直流12V大功率磁保持继电器；磁保持电磁阀：温岭市绿色水处理厂SF系列磁保持电磁先导阀；记忆自锁继电器：ZS-01F等，点火集成电路可采用MC33093或L497或CA3165E等。

[0039] 方案【2】一种路边通讯装置，包括微处理器41、无线收发器42、天线电路33、电源51，包括行驶方位器44和公路类型、行驶车道输入键盘电路42，路边信息存储器49；所述的路边信息存储器49是微处理器41存储器的组成部分；其中，天线电路33与无线收发器42双向连接，无线收发器42与微处理器41双向连接，行驶方位器44输出端口与微处理器41的输入端口连接公路类型、行驶车道输入键盘电路42与微处理器41双向连接，以上各部件的电源端口与电源51的输出端口连接，各部件的接地端口与电源51的接地端口连接。元器件选用同方案【3】。

[0040] 方案【2】还进一步具体包括：路边通讯装置的行驶方位是由与其通讯的车辆的行驶方位确定，公路类型表示路边通讯装置所处位置的公路类型，行驶车道表示路边通讯装置与哪个车道上的车辆通讯；行驶方位参数除由行驶方位器自动产生，或是由行驶方位器人工产生外，还可将行驶方位固化在内存储器中，公路类型参数和行驶车道参数除分别通过键盘电路输入外，也可固化在内存储器中，通常行驶车道设置为0车道，即公共信道，表示与对应路段上的车辆实现路-车通讯。

[0041] 方案【3】一种路边通讯系统，包括远端计算机控制中心31和若干个按照道路里程点和/或道路方向变化点位置，间隔安装在道路上方或路旁的路边通讯装置32；所述的路边通讯装置32包括微处理器41、无线收发器42、有线/无线数传MODEM45、道路设备48、路边信息存储器49、电源51、全向天线46或定向天线47，还包括通讯联络器，所述的通讯联络器包括行驶方位器44和公路类型、行驶车道输入键盘电路43；所述的无线收发器42是发射/接收频率可编程或具有通讯信道设置/选择的射频收发器、或无线数传模块、或射频发发射器和射频接收器组合；所述的键盘电路43用于公路类型和行驶车道参数输入以及对道路设备48的控制；所述的路边信息存储器49包含当前所处站点的里程、道路精确方向、地名、路名、公路编号、分叉路指示、下个路口名称和距离信息；所述的道路设备48包含当前所处站点的电子警察设备、通讯设备、广播设备、大雾照明设备、显示设备中的一个或组合等；其中，路边信息存储器49是微处理器41存储器的组成部分，无线收发器42与微处理器41双向连接；行驶方位器44是车-路之间通讯的关键，其输出端与微处理器41的输入端口连接，无线收发器42通过全向天线46或定向天线47与对应路段上的车辆通讯装置无线双向连接，完成车-路通讯，微处理器41与有线/无线数传MODEM45双向连接，道路设备48以串行总线与微处理器41连接；以上各部件的电源端与电源51的输出端连接，各部件的接地端与电源51的接地端连接；各路边通讯装置32之间通过有线/无线数传MODEM45双向连接，完成路边接力通讯，路边通讯装置32和计算机控制中心31通过无线/有线数传MODEM45双向连接，完成信息总收发，计算机控制中心31用于系统的信息加工、处理、控制和管理。可以选用的射频收发器有CC1010、CC1000、AT86RF211、XE1202、TRF6901、nRF905、nRF903、nRF403、RFM505、MICRF501等；无线数传模块：上海桑锐SRWF-1、北京华荣汇TR100H；射频发发射器：TDF51XX系列、射频接收器：TDF52XX系列等；无线/有线数传MODEM：普天通达PT3000 GPRS RTU、中兴公司MZ28、讯通科技GPRS100、西门子TC35、MC35。

[0042] 方案【3】路边通讯系统还可以是：所述的行驶方位器44是电子指南针、或电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置、或是方位信息寄存器、或是专控方向设定开关；所述的专控方向设定开关是一个磁性开关，并设有LED二极管指示开关状态。可以选用的电子器件型号：电子指南针1490、VC1000；电子指南针电路模块：HMC6352、HMR3100、ZCC-E-H八方位指南针；方向敏感器：两轴磁传感器HMC1052L、KMZ52。磁性开关：霍尔效应磁敏无触点开关CS3075、SS400、SS100等。

[0043] 方案【4】一种通讯联络的方法，涉及微处理器、无线收发器、通讯联络器硬件条件，包括下面内容：

[0044] 通过通讯联络器自动或者人工产生行驶方位参数、公路类型参数、行驶车道参数；

[0045] 车辆通讯装置的行驶方位参数是由行驶方位器自动产生，或是通过行驶方位器人工产生；用键盘输入数字表示公路类型和行驶车道参数，公路类型的数字表示方法是：1表示高速公路、2表示高架公路、3表示有隔离带普通公路、4表示无隔离带普通公路；行驶车道数字表示方法是：以中央分隔带或中央分界线为基准，不论同向和逆向，距离基准最近的车道为1号车道，其次近的为2号车道，再次近的为3号车道…依次类推，对于没有中央分界线的单车道，车道号输入1即可；输入0号车道，表示与路边通讯装置或系统通讯；车辆通讯装置进入不同类型的公路或者变换车道要输入相应的数字，进行切换，实现同一车道内前、后车辆的通讯；车辆通讯装置可以将车道参数输入为相邻的车道号，表示与相邻车道上的车辆通讯。

[0046] 路边通讯装置的行驶方位是由与其通讯的车辆的行驶方位确定，公路类型是指路边通讯装置所处位置的公路类型；行驶车道是指与路边通讯装置通讯的哪个车辆所处的车道，行驶方位参数除由行驶方位器自动产生，或是由行驶方位器人工产生外，还可将行驶方位固化在内存储器中，公路类型参数和行驶车道参数除分别通过键盘电路输入外，也可固化在内存储器中，通常行驶车道设置为0车道，即公共信道，表示与对应路段上的车辆实现路-车通讯；其中，原则是用于路边通讯装置或系统的方法必须与用于车辆通讯装置的方法配套一致，用数字表示公路类型和行驶车道参数的方法相同；

[0047] 将产生的行驶方位、公路类别和行驶车道三参数输入到微处理器中，再通过程序组合成一个完整的通讯联络码；

[0048] 建立通讯联络码与信道之间对应关系；

[0049] 根据上述对应关系，给无线收发器分配信道；

[0050] 通讯联络码用于产生通讯密钥、或控制信道编码，从而使得具有相同通讯联络码的通讯装置，具有相同的通讯密码或相同的通讯信道，可以进行通讯；而具有不同通讯联络码的通讯装置，具有不同的通讯密码或不同的通讯信道，不能进行通讯，防止干扰；密码或信道编码形式是地址编码、频率编码、相位码、扩频码序列、PN码中的一种或是它们的一种组合；另外，还包括设置一个会车通讯信道。

[0051] 方案【4】通讯联络的方法还进一步具体包括：

[0052] 1).用于车辆通讯装置的方法叙述如下，所述的行驶方位参数是由行驶方位器4自动产生，或是通过行驶方位器4人工产生，所述的公路类型参数和行驶车道参数分别通过键盘电路12输入，行驶方位参数用于区别正向行驶与逆向行驶的车辆；公路类型参数用于区别同向行驶在不同类型公路上的车辆；行驶车道参数用于区别同向行驶在同一公路不同车道上的车辆；其中，

[0053] ①.由行驶方位器4产生行驶方位参数的步骤是：A.由行驶方位器4自动产生行驶方位参数的步骤是：

[0054] a.当行驶方位器4采用的是电子指南针时，则在安装时将电子指南针机首方向与车辆前进方向一致，再将电子指南针指示方位代码输入到微处理器，然后将其进行换算或查表转换成行驶方位参数；

[0055] b.当电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置时，则在安装时将该装置中方向传感器X轴正方向与车辆前进方向一致，由方向传感器采集地理方向信息，通过接口电路进入微处理器，经过计算程序，算出车辆前进方向与地理上的真北方向的夹角所处的方位，提取方位特征码，然后将其进行换算或查表转换成行驶方位参数；

[0056] c.当行驶方位器4采用的是路边通讯装置时，则行驶方位参数的步骤是：切换到会车频道通过地址编码进行路-车通讯，只要将采集到的方位码作为行驶方位参数即可；

[0057] B.通过行驶方位器4人工产生行驶方位参数的步骤是：

[0058] 当行驶方位器4是专控方向设定开关时，由高速公路或高等级公路入口处的专职管理员，使用专用工具-小磁钢控制操作磁性专控方向设定开关，并通过LED二极管监测开关输入状态，如果是上行，则用小磁钢的N极靠近一下磁性开关，LED二极管显示红色；如果是下行，则用小磁钢的S极靠近一下磁性开关，LED二极管显示绿色，该开关输入的代码就是行驶方位参数；

[0059] ②.公路类型参数的产生由驾驶员通过操作键盘电路12输入，步骤是：

[0060] a.如果键盘电路12是功能-数字键盘，先按公路类型功能键，再输入当前行驶公路类型对应的数字，

[0061] b.如果键盘电路12是功能键盘，按下对应的公路类型功能键即可。

[0062] ③.行驶车道参数的产生由驾驶员通过操作键盘电路12输入，步骤是：

[0063] a.如果键盘电路12是功能-数字键盘，先按下行驶车道功能键，再输入当前行驶的车道号，更改车道行驶的，车道号也要作相应改变；

[0064] b.如果键盘电路12是功能键盘，按下对应的行驶车道功能键即可。

[0065] 特殊情况下容许由驾驶员输入相邻的车道号，旨在与相邻车辆短暂通讯。也容许驾驶员与路边通讯系统实现车-路通讯；遇上停车、撞车、翻车和劫车等事故，由车辆通讯装置自动切换到0车道或者公共车道用于通过路边通讯系统报警。

[0066] 2).用于路边通讯装置或系统的方法叙述如下，

[0067] ①.由行驶方位器44产生行驶方位参数的步骤是：A.由行驶方位器44产生行驶方位参数的步骤是：

[0068] a.当行驶方位器44采用的是电子指南针时，则在安装时将电子指南针机首方向与需要通讯车辆的前进方向一致，再将电子指南针指示方位数值，通过接口输入到微处理器51，然后将其进行换算或查表转换成行驶方位参数；

[0069] b.当行驶方位器44采用的是电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置时，在安装时将该装置中方向传感器X轴正方向与需要通讯车辆的前进方向一致，由方向传感器采集地理方向信息，通过接口电路进入微处理器51，经过计算程序，算出车辆前进方向与地理上的真北方向的夹角所处的方位，提取方位特征码，然后将其进行换算或查表转换成行驶方位参数，该参数用于区别同向行驶与逆向行驶的车辆；

[0070] B.通过行驶方位器44人工产生行驶方位参数的步骤是：

[0071] a.当行驶方位器44采用的是方位信息寄存器时，因为道路方向是固定的，所以可以使用而不需要安装电子指南针，将指南针的机首方向与需要通讯车辆的前进方向一致，测试出道路方位，然后将读数，通过键盘43输入到方位信息寄存器，然后通过微处理器512
将其进行换算或查表转换成行驶方位参数，并且固化在EPMOM中，供调用；

[0072] b.当行驶方位器是专控方向设定开关时，由高速公路或高等级公路的专职管理员，使用专用工具——小磁钢控制操作磁性专控方向设定开关，并通过LED二极管监测开关输入是否正确，如果是上行，则用小磁钢的N极靠近一下磁方向开关，LED二极管显示红色；如果是下行，则用小磁钢的S极靠近一下磁方向开关，LED二极管显示绿色，该开关输入的代码就是行驶方位参数；

[0073] ②公路类型参数的产生步骤是：

[0074] 由专职管理员通过操作键盘电路43，输入路边通讯装置所处位置的公路类型。

[0075] ③.行驶车道参数的产生步骤是：

[0076] 路边通讯装置由专职管理员设定，路边通讯系统由计算机中心程序设定，通常设置为0，即公共信道，表示与对应路段上的车辆实现路-车通讯；也可设置为某个车道，表示路边通讯装置与该车道上的车辆通讯。

[0077] 下面对本发明作进一步阐述：

[0078] 以上车辆通讯装置在硬件上创造一个通讯联络器，架构车辆无线收发器之间的通讯信道，通讯联络的方法在软件上创造一种使无序行驶的车辆和道路有序化的方法，建立一种通讯模型，通过软硬结合实现车-车通讯的目的；设置三个参数是充分考量现实中存在高速公路、高架公路和普通公路平行或分层平行、交叉等复杂路况，避免相互干扰，另外为安全距离的设计提供速度参数，因为三个参数都和行驶速度有关。

[0079] 通讯联络器关键是行驶方位器，用于区别同向行驶的车辆与异向行驶的车辆。按照行驶道路的不同可以分别采用下列不同方法：

[0080] 1).高速公路，其特征是设置中央分隔带、车辆分向、分车道行驶并全部控制出入的干线公路，全封闭管理。具备实施本发明最好条件，所以行驶方位参数的产生既可以是自动方式，又可以是人工方式。其中人工的方法是：本发明装置采用道路进入口处发放，出口处回收，通过改变上下行设定，再转送到入口处循环使用的办法。为此设立专门管理人员并且还要采用专用工具来控制的磁性开关，设定上下行。目的是提高安全性，不能有丁点闪失。采用自动方式可以节省人力，安全性更高。

[0081] 2).高架公路，其特征是设置中央分隔带，车辆分向、分车道行驶的公路，部分控制出入。所以不具备设立专门管理人员控制行驶方位单元的条件，必须每辆车安装本发明装置，因为行驶分向、分车道，所以行驶方位单元可采用的是路边通讯装置，即在道路入口处或分叉口设立路边通讯装置，采用路-车通讯会车频道自动设置方向。

[0082] 3).有隔离带普通公路，其特征是设置中央分隔带、车辆分向、分车道行驶，不控制出入。可以采用上述高架公路所用的方法。

[0083] 4).无隔离带普通公路，其特征是不设置中央分隔带、车辆不分向、分车道行驶。这是车-车通讯中最难解决的问题，它不但要解决从公路、方向、车道和前后诸多因素中选择通讯目标的问题，还要解决因为无隔离带引起的会车预警，只有在该公路双向一车道才会会车，为此专门为双向会车设置一个共同频道，通过地址编码和其它信号区别，并采用定向角度90°～105°的可控双定向天线，向右前方或右后方发射，还能接收来自右前、右后方的信号，阻断向左后侧发射信号。所以只能每辆车安装本发明装置，并且行驶方位单元是采用电子指南针、或电子指南针电路模块、或方向传感器组成的方位装置，才能迎刃而解。装置方向精度不需要高，2～8个方位即可，这样价格低，而且道路曲率不是很大时，方位值可以保持不变，有利于通讯。

[0084] 本发明应用于车辆导航时，车辆通讯装置上只需要用一个方向精度比较高的电子指南针，微处理器根据需要使用不同精度，用于导航选高精度，用于行驶方位选低精度。本发明选用电子指南针，是因为它全部为固态元件，抗震性能好，可简单直接地和微处理器接口。电子指南针系统中磁场传感器的磁阻(MR)技术是最佳的解决方法。和现在很多电子指南针还在使用的磁通量闸门传感器相比较，MR技术不需要绕线圈，而且可以用IC生产过程大批量生产，质量稳定一致、性价比高，由于MR高灵敏度，所以精度可以做得很高，它比使用霍尔元件更好。

[0085] 本发明选用天线选择开关与两个天线(定向/全向)组合，可以节省一套收发器，采用可控方向天线目的是为了更准确地选择目标通讯，通常无线收发器工作在全向接收状态，当车辆状态发生变化或者人工需要报警或告警时，根据接受对象，确定发射方向是向前、向后或前后全向。比如刹车信号只让后车知道，可用向后定向发射；而超车前、后车都要知道，可用全向发射；会车时采用会车频道加地址编码，其中地址编码附含方位码，处于前方的会车对象和同车道车辆可能根据地址编码进行区别。

[0086] 无线收发器选用RF射频无线收发器，并采用数字信号单片射频收发芯片，以往这一部分是采用中小规模集成电路和大量的分立元件设计而成，具有电路复杂、调试繁琐、易出故障且成本较高等缺点；以往设计无线数传产品往往需要相当高的无线电专业知识和价格高昂的专业设备，传统的电路方案不是电路繁琐就是调试困难，因而影响了用户的使用和新产品的开发，数字信号单片射频收发芯片的出现使人们摆脱了无线产品设计的困难。数字信号单片射频收发芯片采用具有较强抗干扰能力的FSK调制方式，工作频率稳定可靠，外围元件少，便于设计生产，功耗极低，适合于便携式及手持产品的设计，由于采用了低发射功率和高接收灵敏度的设计，因而可满足无线管制要求，无需使用许可证，是目前低功率无线数传的理想选择。特别是选用了例如CC1010内嵌微控制器的单片射频收发芯片，克服了以往微控制器与RF射频无线收发器各自分开存在的如下问题：数字信号具有高的摆幅和快速切换并包含大量高频谐波，RF信号很微弱，二者可能相差100万倍(120dB).除了RF部分，PCB板上通常还有其它模拟信号，例如微控制器内置模数转换器(ADC)和电源噪声等，如果模拟和数字信号不能正确的分隔和处理，微弱的RF信号可能会被破坏，导致射频特性变差甚至毫无作用，模数转换受到严重干扰。

[0087] 在短程无线通信工程系统中，常见的有基于802.11的无线局域网WLAN、蓝牙(blueTooth)、HomeRF及欧洲的HiperLAN(高性能无线局域网)。但其硬件设计、接口方式、通信协议及软件堆栈复杂，需专门的开发系统，开发成本高、周期长，最终产品成本也高。RF产品就不存在这些问题，加之短距离无线数据传输技术成熟，功能简单、携带方便，使得其在嵌入式短程无线产品中得到广泛应用。这些产品一般均工作在无执照(Unlicensed)无线接入频段，如出一辙315/433/868/915MHz频段。

[0088] 下面对如何实现本发明目的设计预警机制，争取预警时间作进一步说明。

[0089] 对‘突发事件引起的急刹车预警’是一个世界级的技术难题，至今还没有办法解决，因为它涉及对驾驶员瞬间思维和行为的判断，有赖于未来的智能传感器、生物芯片和神经网络等众多科技领域的突破，但不等于无能为力和无所作为，本着未雨绸缪，防患于未然的宗旨，有了车-车通讯的基础，本发明从以下方面另辟蹊径，达到异曲同工的目的。，分析问题和实现功能的大前提是前后车辆都安装了车辆通讯装置。

[0090] 1).采用遥测技术与多媒体技术结合，实现驾驶室内听/视觉报警。即把前方车辆作为遥测日标，因每个车辆通讯装置内部都安装了MEMS微加速度计和加速度/速度转换器，相当于后方车辆在前方车辆中安装了车辆状态自动检测的传感器件，采集前方车辆的速度和加速度信号，经过车辆通讯装置的微处理器分析、加工处理，形成一种与车辆状态信息对应的数字代码，并且通过无线发射器传递到后方的车辆通讯装置，经过微处理器译码，既可通过语音报警电路表达，让前方车辆说话，告诉后方车辆驾驶员；也可通过驾驶室LED显示：前车的车速是多少，是减速还是加速，是缓慢刹车还是急刹车、以及减速/加速大小等，从而实现了前方车辆与后方驾驶员的通讯。后方驾驶员从中获得的各种潜在或显露的危险信号，捕捉那些可能引发事故的苗头，提前得到警示，以便在事故发生之前有所准备，并随时密切关注车辆行驶状态变化，一旦事故确认就可以采取针对性措施，从而争取到预警时间，提高了车辆行驶的安全性。其中“减速预警法”特别有效，即当前方车辆传来突然减速，紧随其后的车辆应该做好准备，立即松开油门，将脚移到刹车踏板上，密切监听或监视前方车辆行驶动态，一旦确认前方车辆刹车，后方车辆就可几乎在第一时间与前方车辆驾驶员同时踩下刹车，避免追尾，因为造成追尾原因是前后车辆刹车不同步，存在时间差。

[0091] 另外通讯装置利用加速度/速度转换器，既可测到本车辆的车速，用于超速报警，又可收到前方车辆的车速，当大于前方车辆的车速时，会产生超速差报警，提醒驾驶员可能追尾，须预防。因为十次事故九次快，超速行驶是事故发生的直接原因。

[0092] 语音报警电路内部由振荡器、语音存储单元、前置放大器、自动增益控制电路、抗干扰滤波器、输出放大器和扬声器组成。与灯光信号相比，语音信号具有准确率高，不用记忆，一听就明白，极大地减轻驾驶员的负担，不仅可以实现车辆与驾驶员的人机通讯，还可以按照车辆的主人的民族或者国籍，实现各种语言的电脑语音信号预警，没有语言障碍，可以在全世界使用。

[0093] 采用无线遥控的驾驶室LED车辆状态显示器具有小型化、低功耗、不受雾雪、沙尘天气影响特点。彻底改变了传统的驾驶员操作灯光信号系统，由传感器电子控制取代人工控制，后方驾驶员从被动接受前方灯光指示到主动检测前方车辆状态，从只能感受操作变化到可以感受车辆状态从量变到质变过程，比如刹车，不仅能显示是缓慢刹车还是急刹车，还能显示刹车的程度。按“红灯停-绿灯行-闪灯急-黄灯警”，采用量化和红黄绿彩色显示，用双基色LED或VFD组成的双箭头条形图案表示，即

[0094] ←-----→具体含义如下：

[0095] 1】车辆加速：绿灯组成的条形加速度越大 绿灯条形越长；

[0096] 2】车辆匀速：断续相间的绿灯条形；

[0097] 3】车辆减速：|负加速度|＞a1，黄灯组成的全条形；

[0098] 4】车辆刹车：|负加速度|＞a2，刹车力度越大，红灯条形越长；

[0099] (a2、a1为正数，其中a2＞a1)

[0100] 5】故障预警：红灯黄灯轮流显示条形；

[0101] 6】车辆停车：红灯黄灯轮流闪烁条形；

[0102] 7】超速或速差报警：黄灯组成的闪烁条形；

[0103] 8】车辆左转：黄灯组成的向左箭头形；←

[0104] 9】车辆右转：黄灯组成的向右箭头形：→

[0105] 10】刹车预警：断续相间的红灯条形；

[0106] 11】车辆碰撞：红灯组成的闪烁条形。

[0107] 微电子机械系统(MEMS)是指可批量制作的，集微型机构、微型传感器、微型执行器和信号处理，以及控制电路、接口、通信和电源等于一体的微型器件或系统。MEMS是随着半导体集成电路微细加工技术和超精密机械加工技术的发展而发展起来的多学科交叉的新兴学科，它以微电子及机械加工技术为依托，范围涉及微电子学、机械学、力学、自动控制学、材料科学等多种工程技术和学科。其特点是：1、微型化：体积小、重量轻、耗能低、惯性小、谐振频率高、响应时间短。2、当前以硅为主要材料，机械电器性能优良。3、集成化：可把不同功能、不同敏感方向或制动方向的多个传感器或执行器集成于一体。4、多学科交叉：微系统涉及电子、机械、材料、制造、信息与自动控制、物理、化学和生物等多种学科，并集约了当今科学技术发展的许多尖端成果。

[0108] 选择双轴MEMS微加速度计，水平安装，将它的X轴正方向与车辆前进方向一致，Y轴正方向与车辆右方向一致。因为它具有可以测量加速度，振动，冲击，运动和重力加速度等多种功能，所以可以用于产生各种危险及预警信号。例如利用它可以测量动态加速度，根据X轴加速度的方向和大小，就能判断出车辆减速还是加速，是一般缓刹还是急刹；利用它可以测量冲击，就能判断出车辆是否撞车，前后左右哪个方位撞车；利用它可以测量振动，就能判断出车辆是否中途熄火抛锚；利用它可以测量静态加速度，就能判断出车辆是否翻车；利用它可以测量倾斜角，就能判断出车辆是否有侧翻危险；根据Y轴加速度的方向和大小，就能判断出车辆是否转弯，甚至于爆胎。因为在高速行驶中如果发生爆胎，尤其是前轮发生爆裂时，不仅汽车会颤动，会造成车辆向破胎一侧跑偏，发生倾斜，方向盘也会突然被一股很大的力量拉向爆胎的那一边，而后胎爆破会使车辆尾部发生摇摆现象。

[0109] 在本发明充分挖掘MEMS微加速度计潜力，空间上是全方位的，有X轴方向，也有Y轴方向或/和Z轴方向；时间上不是仅仅用于测量某一时刻，而是周而复始测量从车辆启动到行驶再到熄火驻车再到启动全程状态信息；同时又是多功能的，有动态功能，也有静态功能。改变以往在传感器使用上的传统做法，即功能专用(在一个产品上一个传感器只使用它一个功能，例如加速度传感器要么用它测量加速度，要么用它测量倾斜，而不会用它测两项)。将一个传感器的多种功能集中体现在一个产品上，通过微处理器实现了功能多用，MEMS微加速度计的多种功能实现有赖于微处理器智能作用，用普通电子电路实现多种功能需要使用大量元器件，线路极也大，焊点多，功本费高而采用微处理器通过软件编程取代硬件开销，可靠性提高，设计的灵活性、可拓展性增强，从而大大降低了系统成本，又一次提高了性能价格比。只花一个传感器的成本，得到多个传感器的功能，取得了非常高的性能价格比，取得了预想不到的技术效果。

[0110] 2).安全距离预警，给突发事件留有可化险为夷的时间和空间。任何过程都由时间和空间组成，‘对突发事件引起的急刹车预警’也是一个过程，在时间上预测有困难，转向以空间换时间，在空间寻找突破，办法是采用安全距离预警，让车辆行驶时保持安全车距。保持安全距离有利于驾驶员观察其它车辆的动向，把自己的行驶意图用信号提前传递给其它车辆；保持安全距离有利于缓解驾驶员在心理上的压迫感和恐惧感，营造宽松环境，从而让驾驶员心情愉悦，耐心沉着稳定，一旦遇上突发事件，也能处之泰然，不惊慌失措。在安全距离范围内，即时地对危险信号作出报警就是一种预警。

[0111] 射频信号经过变频(通常为二次变频)利中放后分为两路，一路经过解调器解调出有关通讯信息内容的数字信号，另一路则是经过整流和低通滤波反映射频输入强度的模拟信号，分两种方法测量RSSI，既可A/D变换，变成与射频输入强度成正比的“接收信号强度指示”数字信号；也可用对数放大器放大，变成与射频输入强度(分贝值)成正比的直流电压。RSSI常和发射功率调节电路联合使用。用途一是当接收到RF输入信号使RSSI输出增加时，RSSI能作为信号指示器，用于唤醒电路。无信号时，电路可以处于睡眠模式以延长电池寿命。另一个运用是能测定发射功率是否可以减少一些，如果RSSI检测到一强信号，则告诉发射器减少发射功率以减少电流消耗。RSSI信号可用作故障检测、收发中的握手信号以及射频通道的选择信号；在有些应用中，它还可以用作ASK和OOK的解调信号。但是现有技术中利用对RSSI测量来完成安全距离判别的应用还没有先例。

[0112] 本发明创造了将定距离发射电路和距离判别电路组成“无线电子卷尺”，用于安全距离预警，前者实际上是发射功率调节电路，后者实际上是接收信号强度指示(RSSI)电路，其原理是：微波具有直线传播的特性。通常在没有障碍的两点(称为可视距离)建立点对点的传输，叫视距传输，把电磁波在真空中的传播称之为自由空间传播。在某些环境中，假定有用信号只是由于在自由空间所产生的传播损耗。即把大气看成为近似真空的均匀介质，电磁波沿直线传播，不发生反射、折射、绕射和散射等现象，这时在大气中的传播就等效于自由空间传播。装有本发明车辆通讯装置的两汽车行驶在同一车道上，当前后相距在可视距离(高速公路200米或普通公路100米之内)，它们所处的温度、湿度、空气密度等气候因素相同，发射功率不超过10dB时，由于是微功率传输，发生反射、折射、绕射和散射等极为低弱，通过工作频率选择，使得由于大气中水蒸气和氧气对微波的吸收，由于雨、雪、雾引起的气体衰落和降水衰落、散射，由于降雨与其它大气微粒产生的交叉极化等影响因素降低到可以忽略不计，这样它们之间的传播就近似于自由空间传播。通信传输距离与发射功率、接收灵敏度和工作频率有关。

[0113] 自由空间中电波传输损耗Lfs计算公式：

[0114] [Lfs](dB)＝32.44+20lg D(km)+20lgF(MHz)……(1)

[0115] 式中[Lfs]＝10lg Lfs单位为dB；D为传输距离，单位为km；F为频率，单位为MHz。

[0116] 自由空间传播功率分布等式：

[0117] SRX＝PTX+GTX+GRX-[Lfs]……(2)

[0118] 式中PTX为发射输出功率(dB)GTX为发射天线增益(dB)GRX为接收天线增益(dB)SRX接收灵敏度(dB)

[0119] 将(1)代入(2)整理后得发射输出功率与传输距离D关系为：

[0120] PTX＝GTX+GRX-SRX-[32.44+20lg D(km)+20lgF(MHz)]……(3)

[0121] ∴PTX＝{GTX+GRX-SRX-32.44-20lgF(MHz)}-20lg D(km)……(3*)

[0122] 将(1)代入(2)整理后得SRX接收灵敏度与传输距离D关系为：

[0123] SRX＝PTX+GTX+GRX-[32.44+20lg D(km)+20lgF(MHz)]……(4)

[0124] ∴SRX＝{PTX+GTX+GRX-32.44-20lgF(MHz)}-20lg D(km)……(4*)

[0125] 由(3*)式可知当工作频率确定、发射天线增益和接收天线增益确定、最低接收灵敏度(即满足误码率BER达标条件，保证通讯可靠)确定后，大括号里是一个常量，发射输出功率与传输距离呈一一对应关系，这就形成定距离发射的理论依据。再通过实验，产生发射输出功率与传输距离实验数据对照表；根据不同类型公路的不同车道有不同的车辆限制速度规定，不同车速又对应不同安全距离，就可以形成不同类型公路的不同车道对应的不同安全距离对照表；用安全距离置换发射输出功率与传输距离实验数据对照表中的传输距离，就可以形成安全距离与发射输出功率对照表，通过上述对照表的链接，就可以在不同类型公路的不同车道上发射不同功率，以产生对应的安全距离预警。或者根据前后速度差制定安全距离更科学。

[0126] 由(4*)式可知当工作频率确定、发射天线增益和接收天线增益确定、发射输出功率确定后，大括号里是一个常量，接收灵敏度与传输距离呈一一对应关系，这就是根据接收灵敏度大小(即RSSI数值)确定两车车距的理论依据。再通过实验，产生接收灵敏度与传输距离实验数据对照表，用于同一车道上前后两车接近程度的预警。

[0127] 具体方法有四，可供选择：(此方法是以RSSI模拟测量为例，也适用于数字测量，数字量替代分贝值)

[0128] (1)定发射输出功率，定接收灵敏度。例如甲车发射一个一定功率(假设8dB)代表一个危险距离(假设150米)的信号，若乙车以定接收灵敏度(假设-90dB)能接收到信号，则表示甲乙两车处于临危距离，必须拉开距离。反之，接收不到信号，则表示甲乙两车处于安全距离。

[0129] (2)定发射输出功率，变接收灵敏度。例如甲车发射一个一定功率(假设8dB)信号，若乙车能接收到信号，接收灵敏度指示为-90dB，表示甲乙两车处于150米，进入临危距离，须密切注视动向；若乙车能接收到信号，接收灵敏度指示为-110dB，表示甲乙两车处于200米，进入安全距离，放心开车；若乙车能接收到信号，接收灵敏度指示为-70dB，表示甲乙两车处于100米，进入危险距离，须采取紧急避让。

[0130] (3)如果安装了加速度/速度转换器也可以根据经验公式(5)设计安全距离报警。

[0131] 安全距离(米)＝本车速(米/秒)×3秒……(5)

[0132] 首先定发射输出功率(如10dB)，定接收灵敏度(如-110dB)，然后通过实验，产生接收灵敏度与传输距离实验数据对照表，例如10dB，定接收灵敏度为-110dB，对应200米距离，接收灵敏度指示为-105dB，对应180米距离…接收灵敏度指示为-50dB，对应100米距离…等等，车辆行驶中如果没有收到信号，表示两车处于200米之外，放心开车；如果能收到信号，微处理器做一个除法，将本车即时接收灵敏度指示对应的距离除以即时车速，对所得的商进行判断，如果商小于或等于3秒，则报警进入危险距离；否则为安全距离。比如接收灵敏度指示为-50dB，对应100米距离，即时车速33.3米/秒(即120Km/h)时，100÷33.3≤3则报警；而接收灵敏度指示为-50dB，即时车速27.7米/秒(即100Km/h)时，100÷27.7＞3则不报警。

[0133] (4)定发射输出功率，根据前后速度差制定安全距离作速差报警，方案更加先进。

[0134] 为了避免前车通讯装置有故障或者没安装带来的问题，规定车辆通讯装置定时发射检测信号，采用(2)、(3)或(4)就可在安全距离之内，有意识接近前车进行试探检测。

[0135] 当前后车辆的距离进入临危区时，系统报警，通常由驾驶员减速，拉开距离；进入临危险时，微处理器1会通过车辆制动电路18，控制后面跟踪车辆的制动油路和气路，自动刹车或操作离合器，使车距始终保持在一定范围，以免车辆发生“追尾”事故。如车辆为油压制动，可采用上述公开号CN1208214A中国专利中图8所示的“附属式自动控制制动装置”，车辆制动电路18就是该专利中使用的“电磁控制气阀39”；车辆为气压制动，只要在原有传动装置的气路上，接入辆制动电路18，即电磁控制气阀，制动时与气源相通，解除制动时与大气相通。不同的是采用了静态不耗电的磁保持电磁阀，既可以节能，又没有烧坏线圈的问题。

[0136] 本发明采用下列方法实现发射功率控制达到定距离发射目的：一是用数字电位器作为外部偏压电阻器，通过程序调节外部偏压，控制发射电流，实现发射功率的控制；二是用发射功率控制指令，利用芯片内部功能，实现发射功率的控制；三是综合上述两种方法，实现发射功率的控制。

[0137] 现有技术中一次雷达采用反射波测距、二次雷达采用应答测距，都需要电磁波往返双程，需要精确测量、复杂计算，成本很高。本发明采用“无线电子卷尺”测距，就象使用卷尺，一拉到位，尺寸便知，只需要电磁波走单程，只需简单查表。所以节省时间，提高实时性，特别是成本低微。

[0138] 3).让驾驶员对话，采用数字语音通讯电路，它包括数字语音通讯模块和电声器件，可实现驾驶员之间语音通讯，扩大安全预警范围，特别适用于大雾天气或交通拥挤场合通报情况，沟通思想，增进了解，化解矛盾。比如预告超车、并线，路况、堵车情况等。采用车辆通讯装置，交警、交管人员可在车上或路上实现与驾驶员语音通讯，加强管理，疏导交通。进一步设计可实现不同国家语言的简明交通用语的翻译。

[0139] 4).针对传统的车辆灯光信号系统的缺点进行改造。

[0140] 人工产生危险及预警信号，减少人为造成的突发事件。实践中绝大多数刹车都是可预见性的，对前车来说是有准备的可预见性的刹车，因为没有预警机制，才对尾随的车造成突发事件的。为此我们设置刹车预警和故障预警按键，当遇上有准备的刹车时，事先按下刹车预警键，向后车通告后再刹车，这样后随者几乎可在第一时间与前方车辆驾驶员同时踩下刹车；当遇上故障包括车辆、路况、甚至驾驶员身体原因，需要停车时都可以按下故障预警键，及时向后车示意停车，让后车有所准备。

[0141] 为了安全超车，设置超车预警按键和超车禁止灯，需要超车时，须先看超车禁止灯，如果超车禁止灯亮，表示禁止超车操作，须耐心等待超车禁止灯经过一段延时后自动熄灭，这时才允许超车，但超车前还必须按下超车预警键，通过无线收发器向前后150米范围内的车辆发送控制信号，打开它们的超车禁止灯，从而确保该范围内只有一辆车超车。设置会车预警按键和专门信道，夜间照明不良时不用或互闭远光灯也能提前收发会车预警，采取减速或避让，克服了因会车出问题引发的碰撞事故。

[0142] MEMS微加速度计作为车辆状态自动检测的传感器件，也可以用于安装在车辆外部的高亮度双色LED显示器组成的车辆状态信号系统，也可以争取到预警时间，提高了车辆行驶的安全性。其详细技术方案记载在本人同时提交的“一种车辆状态信号系统”的发明专利申请案中。

[0143] 下面对如何实现本发明目的车-路通讯，进而完成全路行驶安全预警和紧急救助报警作进一步说明。

[0144] 车辆通讯装置是移动体之间的通讯，而路边通讯系统是固定体之间的通讯，本发明的贡献之一在于将移动的车辆与固定的路边通讯系统架构了通讯桥梁：车-路通讯。而路边通讯系统大部分构件是现有技术，很容易凭借现代通讯技术实现全路行驶安全预警和紧急救助报警，平时路边通讯系统处于待机状态，一旦发生撞车、翻车事故，事故车辆上的车辆通讯装置，一方面会立马通知其后的车辆防止事故扩大；另一方面会通知邻近的路边通讯装置32，启动路边通讯系统，既通知沿途有关路边通讯装置32，通过其道路设备48，例如广播设备，实行预警方案，又通过无线/有线数传MODEM 45将事故性质和准确地点发送给计算机控制中心31，立即启动紧急救助预案，以最短的时间、最快的速度、最好的服务处理事故，达到降低乘员的伤害程度，挽救更多生命，降低损失、疏通道路目的。时间就是生命，与GPS相比，速度快是路边通讯系统的特点，另外它是分布式通讯，设备价格低廉，运行成本低，比如使用GPRS100无线高速远传MODEM，因它永远在线，而且按照数据流量收费，所以不延时、费用少，具有灵活、快速组网，自成一体、克服了现有无线联网有“盲区”、信道阻塞的缺点，可用于地下室、建筑群，范围可大可小，不必非要电子地图，省去了布线，节省了资金和时间，提高了效率；它很容易实现高速远传，与各种有线/无线网络连接，包括移动通讯网、计算机互联网，固定电话网，在大范围与GPS、GIS、SMS相辅相成，相得益彰。值得说明的是路边通讯系统不能仅仅局限于路边，而应该理解与车辆有关的固定通讯装置。用于高速公路是高速公路安全预警和事故紧急救援系统，用于公交线路是公交报站系统，用于雾中行驶是导航系统，用于停车场是车辆监控系统。这些系统中移动部分与固定部分的通讯是相同的，只是道路设备配置各有不同而己。

[0145] 下面对如何创建车辆全程状态监测、驻车后反盗、反劫、防范预警作进一步说明。

[0146] 车辆全程状态监测不仅包括上述车辆行驶状态监测，还包括车辆静止状态故障警示和驻车状态监测。车辆由于种种原因会停止在公路上，传统灯光系统缺乏相应警示，或者驾驶员伤亡不能发出警示，往往会造成或扩大交通事故，为此利用微加速度计能测量静态加速度的特性，设计了停车、翻车、撞车自动警示。当车辆设置在行驶状态，而微加速度计检测不到任何振动变化，就可以判断为停车；检测到的Y轴加速度在+1g或-1g附近，就可以判断为翻车；检测到的X、Y轴加速度大大超过最大量程范围，就可以判断为撞车。除出现上述事故LED显示器自动报警外，如果是翻车或撞车，系统还会自动切断油路防止起火燃烧，并用语音呼喊“救命…救命”。

[0147] 驾驶员开车前必须设置行驶状态，并输入密码，按确认键后，如果密码正确，就会接通点火或油路，否则车就不能开动，相当给车加了密码车锁；如果出租车路上遭劫车，驾驶员只要设法按动一下行驶/驻车切换键，就会切换为驻车状态，微加速度计就会监测到加速度而自动切断油路，因为殘油存在不会马上停车而惊动劫贼，为了保障驾驶员安全，被劫车也不呼喊，而是车辆通讯装置通过无线收发器公共信道，向周围车辆或路边通讯系统发出语音报警，呼喊“劫车…请报110”；

[0148] 停车场或社区保安部门拥有路边通讯系统用于车辆监控，场地划分为若干区位，以区、位号表示，路边通讯装置的位号设置为公共位，按装置方向、区号与车辆的驻车方向、区号建立通讯联络关系，车主首次须凭车辆持有证注册登记车牌号和密码及联系电话，存入监控系统计算机中心，建立监控合同。车主以后每次驻车后，要输入车牌号、密码、区号和位号，设置监控请求，监控系统验明身份作出受理回答后，车辆便锁住，而现有防盗技术方案为了省电，耗能大的执行装置继电器或电磁阀往往设计成确认偷盗后才锁车，这就造成有机可乘，只要将控制器天线屏蔽，通过简单搭线或拆线就可解除防盗装置，采用静态不耗电的限制车辆启动电路17，解决了继电器或电磁阀因长时间通电既耗能还会导致烧坏线圈的问题。这样车主下车前就亲自将车锁好，堵住了上述漏洞，唯有输入正确密码才能解锁，即使损坏控制器也无济于事。之后车辆通讯装置的微加速度计会监测车辆静止状态的变化，如果遭整车铲走、拖动、拆卸轮胎等偷盗或触动车辆通讯装置，就会造成振动或倾斜变化，引起车辆通讯装置通过无线收发器，将车牌号无线发送给监控系统，监控系统会立即要求限时输入密码，因盗贼不知密码无法启动车辆，超过时限监控系统一边通知保安人员去对应的区位号抓贼，一边拨通车主电话报告。如果是车主开车，因输入密码正确，不会引起报警，并自动解除监控。

[0149] 综观上述与现有技术相比，本发明有益效果是：

[0150] 1.本发明传承指南针中国古代发明之文明，开拓创新电子指南针用于移动车辆直接通讯先河，突破了长期渴望解决的车-车直接通讯瓶颈，为采用通讯网络、计算机、自动控制等技术进入道路交通领域开辟了新的途径，起到穿针引线、奠定基础的作用。

[0151] 2.本发明站在ITS智能交通系统的高度，以信息通讯技术使人、车、路三者紧密协调、和谐统一，将车辆和道路的IT化(装备信息系统)，架构车辆与外部交换信息的车-车通讯、车-路通讯的桥梁，对车辆加以控制，创立了大范围、全方位发挥作用的实时、准确、高效的事故避免、事故预防和事故紧急救援三位一体的安全预警机制。对于避免和防止交通事故，保障国家财产和人民生命安全，提高运输能力和效率，减少汽车因待速增加排放带来的环境污染，于国于民具有很高的社会效益和经济效益。

[0152] 3.本发明既可以用于安全行驶，又可以用于防止偷车和劫车，核心价值就在于能为车主带来生命和财产双重安全保险，填补了现有技术空白。对驾乘人员而言，还有什么比生命财产安全更具价值？本发明用于社区或停车场的车辆监控系统，具有设备成本和运行成本都很低，不扰民，规模可大可小，组网灵活、自成一体、不受外界影响，克服现有无线联网有“盲区”、信道阻塞的缺点，地下室和建筑群中都可以使用，很适合目前我国的停车环境，既可以密码锁车，又可以在不惊动盗贼的情况下，通知保安全人员和车主，对铲车铲走、拖动等整车型偷盗或拆卸轮胎等破坏型偷盗或触动车辆通讯装置，都能报警。省去了布线，节省了资金和时间，提高了效率；它很容易实现高速远传，与各种有线/无线网络连接。

[0153] 4.本发明系统功能设计采用积木式结构，便于产品系列化和配套，用途广泛，通过车-车通讯、车-路通讯，实现-机多能。用于公交线路的公交报站系统，在小范围取代GPS，克服GPS系统的信号由于障碍物或恶劣的天气被阻断，而产生死区的问题；具有经济、灵活、快速组网，自成一体、克服了现有无线联网有“盲区”、信道阻塞的缺点，范围可大可小，省去了布线，节省了资金和时间，提高了效率；它很容易实现高速远传，与各种有线/无线网络连接。在大范围内与GPS、GIS相辅相成，相得益彰。

[0154] 5.本发明用于高速公路的安全预警和事故紧急救援系统，可以在小范围取代GPS，与GPS相比，(1)速度快，特别是解决了因利用移动通讯基站或GPS的间接通讯要通过第三者，测距时间过长，不能满足车辆防撞这种实时性要求很高的场合和事故紧急救援系统的问题；本发明使用GPRS100无线高速远传MODEM，因它永远在线，不延时、所以速度快，事故紧急救援系统，时间就是生命。(2)具有无法比拟的经济性。利用移动通讯基站或GPS卫星覆盖成本高昂，带宽有限，车辆之间直接通讯又由于全程监控，使用时间长，长期占用通道，一是不容许，二是使用费太高。本发明系统是分布式通讯，设备价格低廉，运行成本低，比如使用GPRS100无线高速远传MODEM，按照数据流量收费，所以费用少。(3)本发明采用将无序的道路有序化、数字化、信息化，使GPS配套的电子地图分散到各个路边通讯装置上，比较好解决国家信息安全与实际需要使用的矛盾，以及电子地图地广面大，制作信息量大，成本高，具体实际使用信息量小的矛盾。

[0155] 6.本发明集中了微电子机械系统(MEMS)微加速度计、电子指南针、RF射频收发器、数字语音通讯电路、语音报警和微处理器等高新技术，技术含量高，全部使用汽车标准化器件，有利于大规模批量生产和维修。因零部件都是可以大批量生产的，所以价格很低，性价比很高，在整机上又采用一机多能，从设计上保证了物超所值的市场竞争力，和作为全球汽车标准配置的低价格，适应使用越广泛，性能越完美的特征。本发明较好地解决目前ITS产品价格昂贵和因为昂贵就难以普及的问题。

[0156] 7.本发明通过采用定距离发射电路和距离判别电路，既解决了车辆之间直接通讯中的防干扰问题，又解决了安全距离预警的问题，在传递车辆状态信息(刹车，减速等信号)的同时附加安全距离信息，信号的内涵是车辆状态信息，而信号的外部特征强度是距离信息，一石二鸟，这也是现有技术不曾有过的；和无线电、激光、超声波测距雷达相比精度不高，但是很实用并且非常价廉，花钱极少甚至于不花钱。不是用于自动刹车，仅用于安全距离预警，高精度没有多大意义，却要付出高昂的成本代价。

[0157] 8.本发明采用高性能、低成本的MEMS微加速度计，作为车辆状态自动检测的传感器件，改写了传统的驾驶员操作信号灯光的历史，与传统的灯光信号系统相比，采用“减速预警法”可为后方驾驶员赢得了0.8～1秒的刹车准备时间；精心设计微加速度计的功能，使其在全方位、全时间、多用途上充分发挥效能，只花一个传感器的成本，得到多个传感器的功能，取得了非常高的性价比，取得了预想不到的技术效果。

[0158] 9.本发明采用微加速度计与加速度/速度转换器测量车速，实现了车辆状态全面测量，既可测加速度，实现减速、急刹车、缓刹车等显示报警，又可测速度，实现速度显示、超速报警，超速差报警，同定距离发射结合，还有安全距离预警作用，并且安装方便；克服了现有技术长期以来用转速传感器测速度的弊端，需要对车辆中的齿轮或转轴进行感应，依赖于车辆结构，不能便携式测量、测速不准确，与车轮轮胎大小和磨损有关，导致每一种车辆车速校验都需要化费长时间道路试验，严重缺乏通用性；安装调试麻烦，出厂后新添速度设备更困难。

[0159] 10.本发明创造采用遥测技术与多媒体技术结合，实现驾驶室内听/视觉报警和安全距离预警，事故避免技术和事故预防技术相辅相成，在高速公路上以安全距离预警为主，在市区公路上以危险信号报警为主，其它公路上兼而有之，取得一加一大于二效果。克服了现有技术单打一，只有危险信号报警或者只有安全距离预警，而不能适应不同道路的弊端，只要正确使用车辆通讯装置，就可以避免追尾，杜绝多车追尾事故，特别是在夜间或雨雪、大雾、砂尘等天气，具有显著的安全效果。

[0160] 11.本发明采用方向可控制天线，结合通讯联络的方法，将无序的道路有序化，克服了长期渴望解决会车、超车、刹车等信号准确地传递的困难，提高行车安全性。

[0161] 12.本发明解决了大雾天路边导航、前车领航、前后车超速差报警、安全距离预警、刹车等危险预警、自动刹车和事故求援等六大问题，达到方向、距离、速度三个保持和警惕危险事故苗头，解决大雾天关闭高速公路造成的巨大经济损失和对社会、对人民生活带来的恶劣影响，这是至今世界上未曾解决的难题。(四)附图说明：

[0162] 图1为车辆通讯装置的基本组成框图

[0163] 图2为车辆通讯装置的另一种基本组成框图

[0164] 图3为路边通讯装置的基本组成框图

[0165] 图4为路边通讯系统的基本组成框图

[0166] 图5-1、图5-2为两种手动型车辆通讯装置框图

[0167] 图6-1、图6-2为两种自动型车辆通讯装置框图

[0168] 图7为驾驶室内听/视觉报警型车辆通讯装置框图

[0169] 图8为驾驶员对话型车辆通讯装置框图

[0170] 图9为本发明用于防盗、反劫的车辆通讯装置框图

[0171] 图10为本发明用于高速公路大雾导航行驶的车辆通讯装置框图

[0172] 图11-1-1、图11-2-1、图11-3-1、图11-4-1为车辆通讯装置四种天线电原理图[0173] 图11-1、图11-2、图11-3、图11-4为车辆通讯装置四种天线真值图

[0174] 图11-5-1为双定向天线结构及电连接图；

[0175] 图11-5-2为定向角度1800的双定向天线横剖面图；

[0176] 图11-5-3为定向角度900的双定向天线横剖面图

[0177] 图12为限制车辆启动和车辆制动电路控制线圈的控制电原理图

[0178] 图13-1、图13-2为实施例1车辆通讯装置和路边通讯系统电原理图

[0179] 图14-1、图14-2为实施例2车辆通讯装置和路边通讯系统电原理图

[0180] 图15、图16、图17分别为实施例3、实施例4、实施例5车辆通讯装置电原理图[0181] 图18-1、图18-2为实施例6车辆通讯装置和路边通讯系统电原理图

[0182] 图19、图20分别为实施例7和实施例8车辆通讯装置电原理图

[0183] 图21为本发明车辆通讯装置、路边通讯系统及路边通讯装置的一种全景框图(五)具体实施方式

[0184] 下面结合附图对本发明优选实施例作进一步的描述。

[0185] 图1和图2为两种车辆通讯装置的基本组成框图，通讯联络器相同，前者构成驾驶员人工预警，语音报警的车辆通讯装置；后者构成驾驶员之间或者交警、交管人员与驾驶员之间语音对话的车辆通讯装置。图3为路边通讯装置的基本组成框图，图4为路边通讯系统的基本组成框图。

[0186] 图5-1，图5-2为两种手动型车辆通讯装置框图。都是人工预警，区别是前者只有定距离发射电路5，只能判断是否进入危险距离；后者有定距离发射电路5和距离判别电路7，可以判断安全区、临界区和危险区。

[0187] 图6-1，图6-2为两种自动型车辆通讯装置框图。采用MEMS微加速度计9自动产生预警信号，区别是前者只能判断是否进入危险区；后者可以判断安全区、临界区和危险区。后者还能通过加速度/速度转换器测量速度，进行超速报警，超速差预警。

[0188] 图7为室内听/视觉报警型车辆通讯装置框图。采用无线遥控的驾驶室LED车辆状态显示器16。可以不受夜间或雨雪、大雾、砂尘等天气的视觉影响。

[0189] 图8为对话型车辆通讯装置框图。属于高档配置，采用数字语音通讯电路8，除具有以上几种类型的功能外，还有驾驶员之间或者交警、交管人员与驾驶员之间语音对话功能。它和图3路边通讯装置和图4路边通讯系统可以组成高速公路行驶系统。只要将公交报站显示牌作为路边通讯装置的道路设备48，就可以构成公交报站系统。

[0190] 图9为本发明用于防盗、反劫的车辆通讯装置框图。采用限制车辆启动电路17控制车辆的油路、车门、电源、启动马达或点火控制电路，采用车辆制动电路18控制车辆的制动油路和气路，从而起到防盗、反劫的作用。它和图3路边通讯装置和图4路边通讯系统可以组成停车场/社区车辆监控系统。

[0191] 图10为本发明用于高速公路大雾导航行驶的车辆通讯装置框图。属于最高档配置，除具有以上几种类型的功能外，还有采用LCD显示屏25，具有图形指针式显示功能，它和图3路边通讯装置和图4路边通讯系统可以组成高速公路大雾导航行驶系统。

[0192] 图11为有关车辆通讯装置四种天线电原理和对应的真值图，双定向天线制作成合二为一的单根天线，根据金属对电磁波阻断反射原理，定向信号增强，反向阻断。

[0193] 图12为限制车辆启动电路和车辆制动电路控制线圈的控制原理图。静态不耗电的双稳态磁保持继电器电路、或是磁保持电磁阀电路、或是记忆自锁继电器电路的核心是控制线圈L和保持机构，微处理器1从P0端口输出一个正脉冲，使三极管T0、T2、T5导通，T1、T3、T4截止，线圈L中流过正脉冲电流，电路处于一种稳态；微处理器1从P1端口输出一个正脉冲，使三极管T0、T2、T5截止，T1、T3、T4导通，线圈L中流过反向脉冲电流，电磁力克服保持机构的维持力，电路翻转为另外一种稳态。

[0194] 实施例1：图13-1所示为车辆通讯装置，微控制器1和无线收发器2采用CC1010内嵌微控制器的单片射频收发芯片，天线电路3采用了两个μPD5710TK天线选择开关，控制90°定向角度的双定向天线，行驶方位器4采用方向敏感器：霍尼韦尔两轴磁传感器HMC1052L，它是一种以单组件设计的高性能磁阻传感器，这种设计的优点是磁阻芯片，它能传感低于0.1毫高斯的磁场，每轴磁阻传感器都配置为一个4-元件惠斯通电桥，可将磁场转换成差动输出电压，X轴和Y轴信号经过放大器，输入微控制器的两个输入端AD0和AD1进行A/D转换，通过程序得到行驶方位参数，连同键盘输入的公路类型和行驶车道二参数，微控制器再通过程序组合成一个完整的通讯联络码，通讯联络码用于产生通讯密钥、或控制信道编码，CC1010的工作频率可编程，所以用频率分配产生无线收发器的通讯信道，详况见实施例9。MEMS双轴微加速度计2采用ADI公司ADXL202，输出是数字量脉宽占空比信号，采用中断测量脉宽方式测量车辆加速度；连同键盘输入的人工报警信号，通过程序分析、加工处理，形成一种与车辆状态信息和人工报警信号对应的数字代码，并且通过无线发射器传递到后方的车辆通讯装置，经过微处理器译码，将事先存放在MP50100语音报警电路中的录音信号选出，相当让前方车辆说话，告诉后方驾驶员：前车是减速还是加速，是缓刹车还是急刹车、以及减速/加速大小或者是可预计刹车、故障、临时停车、超车等信息，从而实现了前、后方驾驶员的通讯。定距离发射电路5是依靠CC1010的发射功率可编程来完成的，而距离判别电路7是将CC1010输出的RSSI信号经过R1、C2低通滤波器形成0～1.2V电压，再经过程序设置RSSI位为1，将RSSI信号通过AD2输入，进行A/D转换，由微处理器实现距离判别。通过前方车辆通讯装置的定距离发射电路5和本车辆通讯装置的距离判别电路7，实现安全距离预警。可用于任何公路车-车通讯。

[0195] 图13-2所示为路边通讯系统，与图13-1的车辆通讯装置相比，它们有共同的特征部分即微控制器41、无线收发器42、行驶方位器44和公路类型和行驶车道输入键盘43，所使用的器件和线路一样，工作原理一样。所以也能产生行驶方位、公路类型和行驶车道三参数，再通过程序组合成一个完整的通讯联络码，通讯联络码用于产生通讯密钥、或控制信道编码，通过CC1010的工作频率编程，产生与图13-1所示的车辆通讯装置对应的车-路通讯信道。通过CC1010串口和键盘控制路边设备(示意图)，无线MODEM45采用成都科信的SGM2000/U，通过讯通科技UBS接口电路UBS130通用串行总线模块与微处理器41连接。计算机控制中心或者邻近路边通讯装置同样采用UBS130与各自的SGM2000/U连接，整个系统都通过SGM2000/U无线连接传递信息。图13-1、图13-2配套可构成最简捷最经济的IST智能交通网。

[0196] 实施例2：图14-1所示为车辆通讯装置，微控制器1采用Atmega161，无线收发器2采用nRF905，天线电路3采用一个μPD5710TK天线选择开关，控制一个全向天线和一个定向天线，通过程序控制定发射功率，达到定距离发射；行驶方位器4采用HMR3100指南针模块，通过UART接口输入行驶方位参数，键盘数字键0～9，双重功能键对照表：A-行驶/驻车切换、B-公路类型/区号输入键、C-行驶车道/位号输入键、D-刹车/密码确认、E-故障/密码修改、F-超车/车号、G-停车/监控、H-故障/自检、L倒车/车号、M-会车/暂停。通过键盘可输入公路类型和行驶车道，这样微处理器1就可合成一个完整的通讯联络码，nRF905的工作频率可编程，可用跳频码分配通讯信道。MEMS双轴微加速度计2采用ADXL202，产生车辆状态信息和键盘输入的人工报警信号，经过微处理器处理，通过无线发射器传递到后方的车辆通讯装置，经过后方微处理器译码，将事先存放在RS4820语音报警电路6中的录音信号选取、表达，也可以通过UART接口传递给LED驱动器HM5B595，驱动驾驶室中的LED显示器，实现预警功能。限制车辆启动电路17和/或一个车辆制动电路18可以是静态不耗电的双稳态磁保持继电器电路、或是磁保持电磁阀电路、或是记忆自锁继电器电路，其核心是控制线圈L和保持机构，微处理器Atmega161从PE.0端口输出一个正脉冲，使三极管T0、T3、T4导通，T1、T2、T5截止，线圈L中流过正脉冲电流，电路处于一种稳态；从PF.1端口输出一个正脉冲，使三极管T0、T3、T4截止，T1、T2、T5导通，线圈L中流过反向脉冲电流，电磁力克服保持机构的维持力，电路翻转为另外一种稳态。通过继电器或者电磁阀控制切断车辆的燃油油路、电源、点火控制电路、制动油路或气路来实现停车，还可作为大雾天防雾尾灯的控制器，比如控制FWD-200LED防雾灯，这些均为现有技术，故省略，未画其全部电路原理图。实施例可用于出租车反劫盗和事故求援。

[0197] 图14-2所示为路边通讯系统，也采用HMR3100指南针模块作为行驶方位器4，采用键盘的功能键稍有不同，对照表如下：A-自检、B-公路类型、C-行驶车道、D-区号输入键、E-位号输入键、F-控制1、G-控制2、H-控制3、L-控制4、M-暂停。所以具有产生与图14-1相配套的通讯信道的软、硬件。键盘控制键1～4，用于控制路边通讯设备。微控制器Atmega161采用串行接口电路MAX232与无线MODEM45连接，GPRS100为迅通公司无线高速远传MODEM，系统的计算机控制中心31也采用串行接口电路MAX232与GPRS100高速远传MODEM连接。两个GPRS100高速远传MODEM之间进行无线通讯，路边通讯装置也可采用同样技术方案与邻近路边通讯装置无线通讯，从而构成完整的路边通讯系统。图14-1、图14-2配套方案可用于停车场或社区系统车辆监控。

[0198] 实施例3：图15所示为车辆通讯装置，微控制器1采用AT90S8515，无线收发器2采用AT86RF211，天线电路3采用二个μPD5710TK天线选择开关，控制双定向天线，定距离发射电路5采用数字电位器AD8402调节发射功率与程序控制发射功率相结合，距离判别电路7采用控制寄存器设定，测量RSSI的数字指示值，并从状态寄存器(STAUS)第29～24位读出-105～-40dB动态范围，实现距离判别，具有很好的安全距离预警。AT86RF211可程控发射和接收频率，专控方向设定开关由CS3075自锁定霍尔开关和检测开关状态的红、绿色发光二极管LED2、LED3组成，根据专控方向设定开关的方位、键盘输入的公路类型和行驶车道三参数，程控频率编码用于产生通讯信道。MEMS双轴微加速度计2采用MEMSIC公司MXD2020，输出是数字量脉宽占空比信号，采用测量脉宽方式测量车辆加速度，适应高速公路发放回收式使用。(不包括自动刹车装置)

[0199] 实施例4：图16-1所示为车辆通讯装置，图16-2为从机显示图。微控制器1采用P8XC591带CAN总线控制器接口RXDC/TXDC可以扩充与电控汽车电器连接，无线收发器2采用MICRF500/501，发射/接收频率可编程，通过发射功率编程和调节PABIAS端R14电阻，实现定距离发射，RSSI信号送到P8XC591的ADC0端进行A/D转换，实现安全距离判别，天线2
电路3与例2相同，行驶方位器4采用HMC6352指南针模块通过IC接口输入行驶方位参数。本例特点是ADXL202加速度数字信号经捕获定时器输入，从XFILT获得模拟输出信号，经加速度/速度转换器产生车速，车辆加速度和速度状态信息及人工报警信号经过微处理器处理，声音信号通过无线收发器2传输到后车去语音报警，而视觉信号是通过LIN总线的收发器TLA1020，再经过接插件J1、J2连接，经从机的收发器TLA1020，传输到从机微处理器P87LPC76X，再经过LED恒流驱动集成电路HM62726S驱动安装在本车辆尾部的高亮度双基色LED尾灯。其它电路不再赘述。

[0200] 实施例5：图17所示为车辆通讯装置，微控制器1采用MC68HC908GZ8，无线收发器2采用MICRF505/506，MEMS双轴微加速度计2采用飞思卡尔公司MMA6200Q，输出信号是模拟量，与微处理器1的连接采用A/D转换方式，本例特点1是微加速度计MMA6200Q的X轴输出信号过加速度/速度转换器11，变成速度信号送到微处理器1的PTB2端，进行A/D转换，其中加速度/速度转换器11是由积分电路UA和放大电路UB组成，而它们都主要由LT1366运算放大器构成的。特点2是采用A/D转换方式的功能键盘电路，不同的键对应不同电压，经PTB4和PTB5端口A/D转换，进行识别。

[0201] 实施例6：图18-1所示为用于雾中的车辆通讯装置，微处理器1采用MPS430F135，利用定时器TA0、TB0和TA1、TB1做串行口，无线收发器2采用TRF6901，天线电路3采用两个μPD5710TK天线选择开关，控制双定向天线，二次开发星网迅达公司XDCM3或者周立功单片机公司带LCD显示屏指南针模块作为行驶方位器4，通过键盘可输入公路类型和行驶车道，可合成通讯联络码，TRF6901发射/接收频率可编程，可实现车辆无线收发器之间的通讯，LCD显示屏具有图形指针式显示功能，一个带箭头的长指针显示电子指南针机首方向，另一个不带箭头的长指针显示路边通讯装置无线传输过来的道路方向或在同一车道上前方行驶的领航车辆无线传输过来的行驶方向，第三个不带箭头的短指针显示正北方向。通过路边导航、前面车辆的领航可以解决行驶方向问题；发射功率可编程，所以可定距离发射，RSSI信号送A3端A/D转换，实现安全距离判别。采用微加速度计MMA6200和LT1366组成的加速度/速度转换器产生的加速度、速度状态信息，和键盘输入的人工报警信号经过微处理器处理，通过无线收发器2传输到后车驾驶室的LED显示器和MP50100语音电路告警，解决超限速报警和超过前车速度报警及危险预防问题。数字语音通讯电路8采用TIV320AIC11电路和放大器TPA4861，实现前、后车驾驶员之间的语音通讯，通过安全距离预警和自动刹车控制可以进一步解决行驶中‘我不撞别人，也不被别人撞’的问题。

[0202] 图18-2为配套路边通讯系统，采用MPS430F1232微处理器，经电子指南针测试的道路方位存在方位信息寄存器中，精确道路方向存在路边信息存储器49中，用于车-路通讯和路边导航，道路设备48采用磁保持继电器控制的杭州五湖电子公司FWD-200LED防雾灯，用于叉道口和拐弯处大雾照明，作为解决行驶方向问题的补充，通过以上措施，车辆就可在大雾中以基本相同的速度安全行驶。其它电路不再赘述。

[0203] 实施例7：图19所示为车辆通讯装置，微控制器1采用SPCE061A，并采用接口扩充电路SPBA01B与LCD显示屏电路LM3037和键盘电路连接；无线收发器2采用CC1000，天线电路3采用一个μPD5710TK天线选择开关，控制一个定向天线和一个全向天线；行驶方位器4采用飞利浦磁阻传感器KMZ52和模拟信号调整电路组成的指南针电路，由于KMZ52内部桥式结构的磁阻输出是差动电压，通过运算放大器可以成比例放大，因此，在测量地磁场信号时，为了将两个磁场传感器信号放大同样的倍数，可以将二者的翻转线圈串联，并对差动电压选用同样的运放结构。从IOB9输出翻转线圈驱动信号，从IOB8输出补偿线圈驱动信号，将X、Y轴差动电压放大信号分别送到IOA3、IOA4进行A/D采样、数值处理和校正后，即可得到所求的方位角度。通过程序设计在LCD显示屏上显示图形：一个指针显示车辆行驶方向，另一个指针显示道路方向或领航车行驶方向，第三个指针显示正北方向。取出行驶方位，通过键盘可输入公路类型和行驶车道，CC1000发射/接收频率可编程、采用频率编码分配通讯信道。定距离发射电路5和距离判别电路7设计与实施例1相同，实现安全距离预警。MEMS微加速度计2是MXA2312输出信号是模拟量，与SPCE061A微处理器1的IOA0、IOA1连接进行A/D转换，产生车辆状态信息和键盘输入的人工报警信号，经过微处理器处理，通过无线收发器2传输到后车驾驶室，再经RS4820语音电路报警。本例特点：利用SPCE061A具有可编程的音频处理功能和数据通讯串口SIO，加上串行接口的FLASH存储器(SPR4096)来开发数码录音及播放系统。A/D转换器有8个通道，其中有1个通道供MIC-IN输入，对语音信号采样。语音信号经Mic转换成电信号，由隔直电容隔掉直流成分，然后输入至内部前置放大器。SPCE061A内部自动增益控制电路AGC能随时跟踪、监视前置放大器输出的音频信号电平，调节增益，以便使进入A/D的信号保持在最佳电平，又可使削波减至最小。2路10位精度的D/A，外接功放管(T0)电路完成语音的播放。其中SPR4096主要用来存储编码后的语音数据。

[0204] 实施例8：图20所示为车辆通讯装置，与例6不同之处是：微控制器1用MPS430F147，无线收发器2用XE1202，天线电路3用两个μPD5710TK天线选择开关，控制双定向天线，微加速度计2用3DXL311，模拟量输出；LT1366组成的加速度/速度转换器；行驶方位器4用HMR3100指南针模块，通过键盘输入公路类型和行驶车道，XE1202发射/接收频率和输出功率可编程，可实现频分通讯信道和定距离发射。用数字语音通讯电路XE3006，实现驾驶员之间语音通讯，适应高速公路发放、回收式循环使用。

[0205] 实施例9：本例为通讯联络的方法例案，行驶方位规定为东南、东北、西南和西北四个方位，对应参数分别为00、01、10和11；公路类型规定为高速公路、高架公路、有隔离普通公路和无隔离普通公路，对应参数分别为00、01、10和11；行驶车道○、一、二、三、四、五、六车道，对应参数分别为000、001、010、011、100、101、110；按方位、车道、公路类型次序排，这样用七位二进制数，就可以将它们区分，比如，某车处于东南方位高速公路二车道对应参数是0001000，而与它对应的路边通讯装置对应参数是0000000，而与它相反方向二车道对应参数是1101000，相反方向路边通讯装置对应参数是1100000。它可以作为地址编码直接使用，也可以作为频率划分通讯信道的密钥参数，例如902～928MHz频带中0频道为902.1696MHz，则根据下列公式：f＝(902.1696+k×0.1536)MHz

[0206] 其中，f为车辆所处车道上的通讯信道；k为车辆所处车道上的密钥参数[0207] 比如，东南方位高速公路二车道通讯信道频率为f＝(902.1696+8×0.1536)MHz＝903.3984MHz；与它对应的路边通讯装置通讯信道频率为902.1696MHz；西北方位高速公路二车道通讯信道频率为f＝(902.1696+104×0.1536)MHz＝918.1440MHz，相反方向路边通讯装置通讯信道频率为f＝(902.1696+96×0.1536)MHz＝916.9152MHz。

[0208] 另外，为会车专门设置一个会车通讯信道f＝(902.1696+128×0.1536)MHz＝921.8304MHz，并按上述行驶方位等参数进行地址编码。就可解决会车中会车信号和超车信号的区别。

[0209] 本发明尽管列举了大量例案，但不可能穷举本发明要素的排列组合；显然，本领域的技术人员可以对本发明车辆状态信号系统进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的改动和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。