我国高速公路总里程数,截止2016年底已超过13万公里,居世界第一。高速公路里程数的增加也伴随着交通事故数量的上升,其中追尾碰撞事故占大多数。研究发现,如果能够及时给予驾驶者有效地提前预警,大部分车辆碰撞事故可以避免。鉴于此,本文研制了一套基于ZigBee无线通信技术的高速公路汽车防碰撞预警系统。主要取得了以下成果:1.对国内外已有高速公路汽车防撞预警系统进行成果分析和特点总结。通过对系统的需求分析,提出一种新的主动与被动方式相结合的高速公路汽车防碰撞预警系统方案。其主动性主要体现在安装在车辆内部的车载装置,对车辆进行自主测速,并且在发现车辆速度出现异常时,主动地将车辆故障信息发送给路边的监测通信装置;其被动性主要体现在利用路边监测通信装置实时接收车载装置发送来的信息,进行信息解析和处理,再将预警信息发送给后方车辆,在整个系统中车辆是处于被路边装置监控的状态。根据提出的方案进行具体的系统结构功能与工作流程设计,并研究与分析了系统相关的关键技术。2.对系统进行硬件电路设计。根据系统需要实现的功能进行整体硬件方案设计,然后单独对各装置的具体功能进行硬件设计。车载装置是整个系统的核心,选用STM32F103RBT6作为主控制器,实时获取车辆速度信息,监控车辆状态,利用串口通过ZigBee无线通信模块与其他各装置进行数据交互;其他装置均选用TI公司生产的带有ZigBee通信协议且基于51内核的CC2530单片机作为主控制器,既可以进行装置间的数据交互,也可以控制装置上的相关外设。通过EDA软件工具Altium Designer设计电路原理图和PCB,并在此基础上进行制板、焊接和调试工作。3.对系统进行软件设计。首先确定系统软件整体流程,然后通过对ZigBee协议栈的研究,具体确定各装置软件具体工作流程,并完成系统通信数据传输格式的设计。4.进行实验室调试工作。利用各装置带有的外设指示等模块,进行各装置基本外设功能测试以及装置间的通信功能测试。通过测试验证了软硬件设计及通信协议设计的正确性。