基于貝葉斯數(shù)據(jù)融合的防酒后駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楊志剛，孟立凡*，徐 青

(1.中北大學(xué)儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原030051;2.中北大學(xué)電子測試技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原030051)

基于貝葉斯數(shù)據(jù)融合的防酒后駕駛系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楊志剛1，2，孟立凡1，2*，徐 青2

(1.中北大學(xué)儀器科學(xué)與動(dòng)態(tài)測試教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原030051;2.中北大學(xué)電子測試技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，太原030051)

為有效預(yù)防酒后駕駛，應(yīng)用多個(gè)MQ-3酒精傳感器和低功耗單片機(jī)，采用貝葉斯估計(jì)的數(shù)據(jù)融和方法設(shè)計(jì)出手持式防酒后駕駛系統(tǒng)。系統(tǒng)檢測到駕駛員血液中酒精濃度超過20 mg/100 mL時(shí)，啟動(dòng)汽車閉鎖控制使其無法啟動(dòng)，通過GPS模塊定位汽車位置，使用GSM模塊的短信功能將駕駛員的醉酒程度和汽車位置信息發(fā)送給系統(tǒng)預(yù)設(shè)聯(lián)系人。該系統(tǒng)提高了檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性，功耗低，方便攜帶，對預(yù)防酒后駕車具有很好的效果。

酒精濃度檢測;防酒后駕駛系統(tǒng);貝葉斯數(shù)據(jù)融合;MQ-3酒精傳感器;低功耗

酒后駕駛是引發(fā)交通事故的主要原因，據(jù)世界衛(wèi)生組織的事故調(diào)查顯示，大約50%～60%的交通事故與酒后駕駛有關(guān)。我國有關(guān)研究表明駕駛發(fā)生道路傷害的危險(xiǎn)性是未飲酒駕車的4.13倍，并隨駕駛員飲酒量的增加而逐漸增高，呈劑量反應(yīng)關(guān)系［1］。酒精對人的神經(jīng)中樞有麻醉作用，可使人自制能力減弱，駕駛員飲酒后會(huì)導(dǎo)致感覺模糊、判斷失誤、反應(yīng)不當(dāng)［2］。因此，對防酒后駕駛系統(tǒng)的研究是非常重要和必要的。

本文設(shè)計(jì)的手持式防酒后駕駛系統(tǒng)，在駕駛員進(jìn)入駕駛座發(fā)動(dòng)汽車前，必須對酒精檢測手持設(shè)備吹氣，若駕駛員體內(nèi)酒精含量低于系統(tǒng)預(yù)設(shè)，手持設(shè)備上的液晶屏顯示酒精含量且顯示屏顏色為黃綠色，表示駕駛員未酒后駕駛，可以順利發(fā)動(dòng)汽車;若駕駛員體內(nèi)酒精含量高于系統(tǒng)預(yù)設(shè)，液晶屏顯示酒精含量且顯示屏顏色變?yōu)樗{(lán)色，表示駕駛員發(fā)動(dòng)汽車將構(gòu)成酒后駕駛，此時(shí)系統(tǒng)主控啟動(dòng)閉鎖控制，使汽車無法發(fā)動(dòng)，并通過短信方式，把汽車定位信息發(fā)送給駕駛員親人，從而有效地避免酒后駕駛。

1 酒精檢測原理

通過檢測被測人呼氣中酒精濃度可判定其飲酒程度，基本方法是被測者首先深吸氣，然后以中等力度呼氣達(dá)3 s以上，這時(shí)被測者呼出從肺部深處出來的氣體，此酒精濃度檢測方法成本低廉，是交警部門檢測司機(jī)醉酒駕駛的主要方法［3］。根據(jù)國家公共安全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)GA 307—2001，我國關(guān)于呼氣氣體酒精含量探測器的呼氣氣體酒精濃度與血液酒精濃度對照表如表1所示，溫度標(biāo)準(zhǔn)20℃［4］。呼氣中的酒精含量與血液中的酒精含量有如下關(guān)系:

其中，V血液表示血液酒精濃度，V呼氣指呼氣酒精濃度，mg/L表示以每升中毫克量的計(jì)量單位。即血液酒精濃度在數(shù)值上相當(dāng)于呼氣酒精濃度乘上系數(shù)2202.64。駕駛員血液中酒精濃度大于或等于20 mg/100 mL(呼出氣體中酒精濃度47.43×10-6)，小于80 mg/100 mL (呼出氣體中酒精濃度189.72×10-6)的駕駛行為構(gòu)成飲酒駕車;駕駛員血液中酒精濃度大于或等于80 mg/100 mL的駕駛行為即為醉酒駕駛。

表1 呼出氣體酒精濃度與血液酒精濃度對照表

選用MQ-3酒精濃度傳感器檢測人呼出氣體中酒精的濃度，半導(dǎo)體型酒精傳感器具有功耗小、穩(wěn)定性好、響應(yīng)速度快，而且生產(chǎn)成本相對較低等特點(diǎn)。MQ-3屬于旁熱式電阻型半導(dǎo)體氧化物傳感器，其氣敏元件由微型Al2O3陶瓷管、SnO2敏感層，測量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料制成的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件提供了必要的工作條件。氣敏元件電阻R0與空氣中所含有的被測氣體中乙醇質(zhì)量濃度C之間有如下關(guān)系［5］:

式中m、n是由傳感器元件材料、測量氣體、測量溫度等因素決定的常數(shù);C的單位為mg/L。R0值在純潔空氣中電阻值很大，隨空氣中乙醇質(zhì)量濃度的增加而減小，這種變化是可逆的，以此實(shí)現(xiàn)乙醇含量與電信號(hào)之間的轉(zhuǎn)換。MQ-3型靈敏度S≥5(in air/R in typical)，敏感體電阻:1 kΩ～20 kΩ(in air)，響應(yīng)時(shí)間tres≤10 s，恢復(fù)時(shí)間trec≤30 s，探測用范圍:10×10-6～1 000× 10-6Alcohol，工作環(huán)境溫度:-20℃～+55℃。

多傳感器信息融合充分利用多個(gè)傳感器資源，通過對各種傳感器及其觀測信息的合理支配與使用，將各種傳感器在空間和時(shí)間上的互補(bǔ)與冗余信息依據(jù)某種優(yōu)化準(zhǔn)則組合起來，其最終目的是利用多傳感器共同聯(lián)合操作的優(yōu)勢，降低不確定性，提高整個(gè)傳感器系統(tǒng)的有效性［6］。

對于多數(shù)的酒精檢測系統(tǒng)，使用單個(gè)酒精傳感器來采集數(shù)據(jù)，然后對循環(huán)采集到的N個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行均值處理，所得到的均值就是系統(tǒng)所獲得結(jié)果。單個(gè)傳感器檢測系統(tǒng)的測試結(jié)果受傳感器可靠性影響較大。本文采用3個(gè)MQ-3酒精傳感器對氣體中酒精濃度進(jìn)行檢測，系統(tǒng)獲得3個(gè)傳感器循環(huán)N次采集得到的數(shù)據(jù)，應(yīng)用貝葉斯估計(jì)的多傳感器數(shù)據(jù)融合方法［7-9］，對數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，可以有效改善單個(gè)傳感器可靠性對最終測量結(jié)果的影響，提高結(jié)果的準(zhǔn)確性和系統(tǒng)的可靠性［10-11］。數(shù)據(jù)融合的基本過程如圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)融合基本過程

2 系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)

系統(tǒng)包括兩部分，分別是手持酒精檢測系統(tǒng)和汽車閉鎖及短信發(fā)送系統(tǒng)。手持酒精檢測系統(tǒng)由MQ-3酒精濃度傳感器檢測呼出氣體中的酒精濃度，以TI公司的低功耗MSP430F135單片機(jī)為核心控制芯片，包括信號(hào)采集處理、蜂鳴器報(bào)警電路、液晶顯示、鍵盤以及射頻收發(fā)模塊。汽車閉鎖及短信發(fā)送系統(tǒng)由汽車提供電源，選用STC汽車級(jí)單片機(jī)，包括繼電器驅(qū)動(dòng)電路，GPS模塊，GSM短信模塊，射頻收發(fā)模塊。兩部分的數(shù)據(jù)通信通過nRF905射頻收發(fā)模塊實(shí)現(xiàn)，系統(tǒng)整體設(shè)計(jì)框圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)框圖

3 系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)

3.1 酒精檢測原理

3.1.1 微處理器選擇

TI公司的MSP430系列單片機(jī)就有超低功耗的特點(diǎn)，適合于通過電池供電的場合或手持設(shè)備。其電源電壓采用1.8 V～3.6 V低電壓，在1 MHz時(shí)鐘條件下，耗電電流在0.1 μA～400 μA之間，系統(tǒng)有一種活動(dòng)模式(AM)和5種低功耗模式(LPM0～LPM4)，同時(shí)數(shù)字控制振蕩器(DCO)使得從低功耗模式到活動(dòng)模式的喚醒時(shí)間小于6 μs;采用目前流行的精簡指令集(RISC)結(jié)構(gòu)，具有強(qiáng)大的處理能力;集成了較豐富的片內(nèi)外設(shè)。

選擇MSP430F135作為微控制器，它集成了多種功能模塊:配置帶2個(gè)捕獲/比較寄存器的16 bit定時(shí)器，8通道12 bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器，48個(gè)I/O口，串行通信接口(USART)異步UART及同步SPI接口，16 kbyte+256 byte Flash Memory，512 byte RAM等。系統(tǒng)使用單片機(jī)自帶的12 bit高性能模數(shù)轉(zhuǎn)換器，把采集到的3路酒精傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)由模擬量轉(zhuǎn)換成數(shù)字量［12-13］。

3.1.2 傳感器信號(hào)采集及調(diào)理電路

根據(jù)MQ-3型氣敏元件的靈敏度特性可知，信號(hào)采集電路可以輸出0～5 V的電壓，由圖3所示，信號(hào)較大而不需要進(jìn)行放大，MSP430內(nèi)置A/D接口的電壓量程是3.3 V，因此先根據(jù)比例關(guān)系將傳感器輸出最大量程電壓經(jīng)過差分比例放大電路適當(dāng)縮小，再采用運(yùn)放跟隨電路濾波，所采用的采集及調(diào)理電路如圖4所示。使用MSP430F135內(nèi)置的8路模數(shù)轉(zhuǎn)換器，實(shí)現(xiàn)對采集到的3路酒精濃度數(shù)據(jù)進(jìn)行同步轉(zhuǎn)換。本系統(tǒng)由定時(shí)器觸發(fā)A/D中斷，完成A/D采樣，把結(jié)果寫入到單片機(jī)內(nèi)置的Flash存儲(chǔ)器。

圖3 MQ-3型氣敏元件的靈敏度特性

圖4 傳感器信號(hào)采集及調(diào)理電路

3.1.3 液晶顯示

為實(shí)現(xiàn)酒精傳感器所測氣體濃度的直觀顯示，本設(shè)計(jì)選用一款低功耗的LCD液晶顯示屏來實(shí)現(xiàn)顯示功能。采用金鵬電子有限公司生產(chǎn)的OCMJ2 ×4C液晶顯示器，具有64×32圖形點(diǎn)陣，工作電壓為5 V/3.3 V，視窗尺寸是38.0 mm×16.0 mm，采用背光顯示，液晶顯示控制芯片為ST7920，支持并串的接口方式。它與MSP430微處理器的接口信號(hào)如圖5所示。RS為數(shù)據(jù)命令選取信號(hào)，當(dāng)它為高電平時(shí)，可以讀寫數(shù)據(jù)，為低電平時(shí)，可以寫入命令; R/W為讀寫選擇信號(hào)，為高電平時(shí)，讀出允許，為低電平時(shí)，寫入允許;E為芯片選擇信號(hào)，高電平有效; RST為重啟信號(hào)，低電平有效;DB0～DB7為數(shù)據(jù)總線，進(jìn)行高低電平的數(shù)據(jù)傳輸。

圖5 LCD模塊與MSP430單片機(jī)接口電路

3.1.4 nRF905射頻收發(fā)模塊

nRF905是挪威Nordic VLSI公司推出的單片射頻收發(fā)器，工作電壓為1.9 V～3.6 V，工作于433/ 868/915 MHz 3個(gè)ISM(工業(yè)、科學(xué)和醫(yī)學(xué))頻道，本文應(yīng)用433 MHz的工業(yè)頻道。nRF905芯片具有功耗低的顯著特點(diǎn)，內(nèi)建空閑模式與關(guān)機(jī)模式，易于實(shí)現(xiàn)節(jié)能。天線接口設(shè)計(jì)為差分天線，便于使用低成本的PCB天線。MSP430通過SPI總線配置nRF905的內(nèi)部寄存器和收發(fā)數(shù)據(jù)，SPI對外由SCK(SPI時(shí)鐘)、MISO(主入從出)、MOSI(主出從入)、CSN(SPI使能)4個(gè)引腳組成，對應(yīng)5個(gè)內(nèi)置寄存器和1個(gè)SPI指令集;單片機(jī)通過I/O端口控制模式配置接口PWR_UP、TRX_CE、TXEN實(shí)現(xiàn)nRF905的4種工作模式:掉電和SPI編程模式、待機(jī)和SPI編程模式、接收模式、發(fā)射模式;狀態(tài)接口CD提供載波檢測輸出，AM地址匹配輸出，DR數(shù)據(jù)就緒輸出。圖6所示MSP430F135通過端口P3、P4與nRF905模塊通信。

圖6 nRF905模塊與MSP430單片機(jī)接口電路

3.2 汽車閉鎖及短信發(fā)送系統(tǒng)

3.2.1 微處理器選擇

STC12LE5A16S2單片機(jī)是宏晶科技有限公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的單時(shí)鐘/機(jī)器周期單片機(jī)，內(nèi)部集成高可靠復(fù)位電路，針對高速通信、智能控制、強(qiáng)干擾的工作場合。工作電壓3.6 V～2.2 V，具有16 kbyte Flash程序存儲(chǔ)器，1280 byte SRAM，36個(gè)通用I/O口，2個(gè)獨(dú)立的通用全雙工異步串行口(UART)，高速SPI接口，工作溫度范圍:-40℃～+85℃。

3.2.2 nRF905射頻收發(fā)模塊

STC單片機(jī)通過SPI與nRF905模塊通信。圖7所示為其接口電路，模式控制接口TXEN、TRX_CE、PWR_UP和狀態(tài)接口CD、AM、DR分別與P0.0～P0.5連接。

圖7 nRF905模塊與STC單片機(jī)接口電路

3.2.3 GPS模塊及GSM模塊

采用Leadtek(麗臺(tái))公司推出的一款功能強(qiáng)大、性能卓越的GPS9808模塊。它的熱啟動(dòng)時(shí)間小于8 s;重捕時(shí)間小于 0.1 s;定位精度在差分模式(DGPS)下小于5 m;接口采用串行TTL電平，數(shù)據(jù)格式支持標(biāo)準(zhǔn)NMEA 0183、SiRF二進(jìn)制協(xié)議。模塊外部的射頻金屬保護(hù)保證了在嘈雜環(huán)境下同樣具有最佳性能;外形尺寸為24 mm×20 mm×2.6 mm，功耗為215 mW，非常適合在汽車電子等對功耗體積要求較高的系統(tǒng)中應(yīng)用［14］。

TC35i是Siemens(西門子)公司專為GSM通信設(shè)計(jì)的專用模塊。支持中文短信息，工作在EGSM900和GSM1800雙頻段，電源范圍為3.3 V～4.8 V，可傳輸語音和數(shù)據(jù)信號(hào)，通過接口連接器和天線連接器分別連接SIM卡讀卡器和天線。SIM電壓為3 V～1.8 V，TC35i的數(shù)據(jù)接口(CMOS電平)通過AT命令可雙向傳輸指令和數(shù)據(jù)，可選波特率為300 bit/s～115 kbit/s，自動(dòng)波特率為1.2 kbit/s～115 kbit/s，它支持Text和PDU格式的SMS(Short Message Service，短消息)［15-16］。

圖 8是 GPS9808模塊和 TC35i模塊與STC11F32XE的接口電路。GPS9808模塊的TXDA是TTL串行數(shù)據(jù)發(fā)送端;RXDA是TTL串行數(shù)據(jù)接收端;PBRESN是復(fù)位引腳，低電平有效，不用時(shí)懸空。TC35i模塊中的RXD為TTL串口通信數(shù)據(jù)發(fā)送端，TXD為TTL串口通信數(shù)據(jù)接收端，分別與單片機(jī)的RxD(P3.0)、TxD(P3.1)相連，通過串口發(fā)送單片機(jī)向GSM模塊發(fā)送各種AT命令，完成網(wǎng)絡(luò)登錄、讀取SIM卡上電話號(hào)碼、發(fā)送SMS消息、接收SMS消息等多種功能。TC35i的IGT由單片機(jī)P0.1端口提供一個(gè)大于100 ms的低脈沖，電平下降持續(xù)時(shí)間不可超過1 ms，使TC35i進(jìn)入工作狀態(tài)。SIM卡接口采用6引腳卡座。

圖8 GPS模塊和GSM模塊與STC單片機(jī)接口電路

3.2.4 汽車閉鎖模塊

要使汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，控制汽油噴射系統(tǒng)的供電電源即可，通過繼電器完成此功能，在汽油噴射系統(tǒng)的電源線上加裝一個(gè)常閉型繼電器，通過控制繼電器的開關(guān)狀態(tài)即可完成對電源的控制?？刂茋娪拖到y(tǒng)電源的繼電器斷開，使汽車無法正常燃油運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車將無法正常啟動(dòng);繼電器回到常閉狀態(tài)，汽車的汽油噴射系統(tǒng)將恢復(fù)正常，汽車正常發(fā)動(dòng)。

當(dāng)系統(tǒng)微處理器給一個(gè)短時(shí)的高電平控制信號(hào)，RL1吸合后斷開，在RL1吸合瞬間晶閘管Q1導(dǎo)通，R3和C1充電電路開始充電，電路導(dǎo)通繼電器RL2吸合，使A、B兩端導(dǎo)通。微處理器再給一個(gè)短時(shí)的高電平控制信號(hào)時(shí)，RL1吸合后斷開，RL1吸合瞬間由于C1兩端為高電平，晶閘管Q2導(dǎo)通，使晶閘管Q1截止，繼電器斷開，即A、B兩端斷開。此電路的設(shè)計(jì)防止繼電器在車輛行駛過程中發(fā)生意外斷開。繼電器電路只有在微處理器給出一個(gè)短時(shí)的高電平控制信號(hào)時(shí)才會(huì)工作，控制信號(hào)端長時(shí)間保持高電平或長時(shí)間保持低電平都不能使繼電器閉合［17］。圖9是繼電器工作電路圖。

圖9 繼電器工作電路圖

4 系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)

系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用模塊化編程，也進(jìn)行兩部分的編寫，即手持酒精檢測系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)和汽車閉鎖及短信發(fā)送系統(tǒng)部分軟件設(shè)計(jì)。

4.1 手持酒精檢測系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

本部分主要包括傳感器數(shù)據(jù)采集程序、數(shù)據(jù)信息融合、LCD液晶顯示程序、無線通信程序等。

為確保酒精傳感器檢測的準(zhǔn)確性，使用MSP430F135內(nèi)部自帶12 bit模數(shù)轉(zhuǎn)換器，可以實(shí)現(xiàn)對三路模擬信號(hào)同時(shí)進(jìn)行采樣，完成3個(gè)MQ-3酒精傳感器數(shù)據(jù)的同步采集，以1 000 Hz的采樣頻率進(jìn)行采樣，由定時(shí)器觸發(fā)A/D中斷，進(jìn)入數(shù)模轉(zhuǎn)換，循環(huán)采集20次數(shù)據(jù)，把數(shù)據(jù)分別保存到3個(gè)數(shù)組中，存儲(chǔ)到內(nèi)存緩沖區(qū)，即測量的0.02 s內(nèi)每個(gè)傳感器獲得20個(gè)數(shù)據(jù)。為減少采樣誤差和噪聲的影響，采用貝葉斯數(shù)據(jù)信息融合算法確定傳感器最后采集結(jié)果。最后通過傳感器信號(hào)與氣體濃度的線性函數(shù)關(guān)系式計(jì)算出當(dāng)前氣體的濃度。主程序流程圖如圖10所示。

圖10 手持酒精檢測系統(tǒng)流程圖

4.2 汽車閉鎖及無線發(fā)送系統(tǒng)部分軟件設(shè)計(jì)

無線模塊接收到來自手持酒精檢測系統(tǒng)的酒精濃度、酒醉情況和對汽車的控制命令。系統(tǒng)接收到命令后，啟動(dòng)汽車閉鎖控制使汽車無法啟動(dòng)，GPS模塊工作以確定汽車當(dāng)前的位置。然后系統(tǒng)編譯包括酒精濃度、酒醉情況和汽車位置信息內(nèi)容，通過GSM模塊發(fā)送到系統(tǒng)預(yù)設(shè)的聯(lián)系人手機(jī)上。主程序流程圖如圖11所示。

圖11 汽車閉鎖及無線發(fā)送系統(tǒng)流程圖

5 結(jié)論

把防酒后駕駛技術(shù)設(shè)計(jì)成為車載系統(tǒng)能夠有效預(yù)防酒后駕車引發(fā)的交通事故。本系統(tǒng)中選用成本低廉的MQ-3酒精傳感器構(gòu)成多傳感器結(jié)構(gòu)對駕駛員體內(nèi)酒精濃度進(jìn)行檢測，應(yīng)用貝葉斯估計(jì)的多傳感器數(shù)據(jù)融臺(tái)方法，充分利用了先驗(yàn)知識(shí)，降低傳感器故障對檢測系統(tǒng)的影響，提高檢測的準(zhǔn)確性和可靠性。系統(tǒng)檢測到駕駛員體內(nèi)酒精濃度超過20 mg/100 mL時(shí)，控制汽車閉鎖裝置使汽車無法發(fā)動(dòng)，同時(shí)立刻把汽車位置和酒醉情況通過移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)發(fā)送給系統(tǒng)預(yù)設(shè)的聯(lián)系人，確保駕駛員遠(yuǎn)離酒后駕車，保障生命安全。系統(tǒng)具有方便攜帶，功耗低造價(jià)低等特點(diǎn)，對預(yù)防酒后駕車具有很好的效果，在實(shí)際應(yīng)用中具有很好的應(yīng)用價(jià)值。

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［10］陳曉龍，王家禮，孫璐，等.一種基于貝葉斯估計(jì)的多傳感器測量數(shù)據(jù)融合方法［J］.電子測量與儀器學(xué)報(bào)，2009(增刊): 464-467.

［11］聶偉，郭紅哲，張素妍.基于Bayes決策理論的數(shù)據(jù)融合方法［J］.傳感技術(shù)報(bào)，2003，9(3):297-290.

［12］賀銀增，肖宏輝，常凌乾，等.一種低功耗無創(chuàng)血糖儀設(shè)計(jì)與性能測試［J］.傳感技術(shù)學(xué)報(bào)，2010，23(7):903-908.

［13］陳迪榮，李文鈞.可用于智能養(yǎng)老院系統(tǒng)終端的電路設(shè)計(jì)［J］.電子器件，2012，35(3):357-360.

［14］Leadtek.Leadtek GPS Module Technical SpecificationGPS9808［S］. Version1.0，2004.

［15］Siemens.TC35i Hardware Interface Description［S］.Version 03. 01，2005.

［16］陳丹，王晶，陳揚(yáng)美，等.基于GSM便攜式人體生理信號(hào)監(jiān)控報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.電子器件，2013(2)，36(1):132-138.

［17］李付鵬.智能車載酒精探測控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究［D］.浙江:浙江師范大學(xué)數(shù)理與信息工程學(xué)院，2009.

楊志剛(1989- )，男，漢族，籍貫所在地河南省禹州市，中北大學(xué)碩士研究生，主要研究方向嵌入式系統(tǒng)與多傳感器信息融合技術(shù)，yzgsci@163.com;

孟立凡(1956- )，女，漢族，中北大學(xué)教授，主要研究方向?yàn)楝F(xiàn)代傳感理論與技術(shù)、光電儀器及技術(shù)。1996年12月至1998年1月日本千葉大學(xué)高級(jí)訪問學(xué)者。主編有《傳感器原理及技術(shù)》高等學(xué)校教材，撰寫論文二十余篇，其中一級(jí)論文、核心期刊論文、EI收錄論文10余篇。發(fā)明專利一項(xiàng)。主持完成10余項(xiàng)省部級(jí)課題，menglifan@nuc.edu.cn;

徐 青(1989- )，女，漢族，中北大學(xué)碩士研究生，主要研究方向X射線無損檢測與圖像處理技術(shù)等方面的研究，sizhuqingsci@163.com。

Design of the Anti-Drink Driving System Based on Bayes Data Fusion

YANG Zhigang1，2，MENG Lifan1，2*，XU Qing2
(1.Key Laboratory of Instrumentation Science and Dynamic Measurement，North University of China，Taiyuan 030051，China; 2.Key Laboratory for Electronic Measurement Technology，North University of China，Taiyuan 030051China))

In order to effectively prevent drink driving，multiple MQ-3 alcohol sensors and low-power microcontroller are applied and the method of data fusion based on Bayes estimation is used to design of the hand-held alcohol detect system.When the system detects the alcohol concentration of driver’s blood above 20 mg/100 mL，starting the car latch control makes it do not start.Positioning car location by GPS module，the degree of intoxication and car’s location information is sent to the default contact person of the system by using messaging function of the GSM module.The system improves the accuracy and reliability of test results，low-power consumption，easy to carry and has a good effect on the prevention of drunk driving.

alcohol concentration detection;anti-drink driving system;bayes data fusion;MQ-3 alcohol sensor; low-power

10.3969/j.issn.1005－9490.2014.02.033

TP212.9

A

1005－9490(2014)02－0322－06

2013-05-23修改日期:2013-06-16

EEACC:7210;7230