截止2009年底,我国高速公路通车里程已达6.5万公里。随着高速公路通车里程的增加,高速公路年交通事故总量也随之增加。根据研究发现,高速公路交通事故大部分可以通过提前预警来避免。鉴于此,本文基于ZigBee无线通信技术对高速公路车辆防碰撞预警进行了研究。国内研究的防碰撞预警系统多采用雷达来测量前车的距离变化来计算前车的速度和加速度,然后做出追尾预警。与它们相比,一方面,本文设计的高速公路车辆防碰撞预警系统利用ZigBee技术进行车辆间的通信来实时交换车辆的速度、加速度等信息,使预警系统对目前车辆行驶信息的掌握更及时,这样可以更准确的对车辆追尾进行预警;另一方面,该系统还可以根据车辆行驶信息,当判断车辆有超车意图时,通过ZigBee无线通信向前方行驶车辆发送超车预警提醒驾驶员注意,且在不满足超车条件时,自动发出超车危险预警,提醒准备超车的驾驶员注意此时不宜超车。为实现上述系统功能,本文建立了防追尾模型和超车模型。对于防追尾模型,本文着重推导了其中的最小行车安全距离,并利用现有标准验证了其正确性和适用性,还通过仿真对防追尾模型中的速度、加速度、道路附着系数等影响因素进行了分析。对于超车模型,本文着重推导了其中的超车安全距离,并通过仿真对超车模型中的车辆外形、速度、加速度等影响因素进行了分析,本文还提出了超车意图的判定方法。本文设计的高速公路车辆防碰撞预警系统由速度采集节点、加速度采集节点和车辆主节点组成。速度采集节点和加速度采集节点分别测量车辆速度和加速度并通过ZigBee无线通信将测量的信息发送给车辆主节点,车辆主节点接收采集到的车辆速度、加速度信息和相邻车辆发送过来的相邻车辆的速度、加速度等信息,并根据本文系统选用的芯片中的接收信号强度指示计算得到与相邻车辆之间的距离,然后根据当前信息做出预警。本文对各个节点进行硬件和软件设计,并通过实验对其主要功能进行验证,最后根据实验结果对系统进行了改进。