基于非接觸式酒精測(cè)試的防酒駕系統(tǒng)

【摘 要】有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)酒駕檢測(cè)系統(tǒng)存在的精神性缺陷，實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的智能管理自助杜絕酒駕，從而有效地制止司機(jī)酒駕，實(shí)現(xiàn)安全駕駛。

【關(guān)鍵詞】非接觸；酒駕檢測(cè)

1.作品設(shè)計(jì)背景

現(xiàn)在汽車(chē)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，越來(lái)越多的人有了自己的汽車(chē)，在汽車(chē)造福人類(lèi)并且縮短人與人距離的同時(shí)，更多的人開(kāi)始關(guān)注汽車(chē)安全這個(gè)話題。2008年世界衛(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)，酒后駕駛已經(jīng)被列為車(chē)禍致死的主要原因。在中國(guó)，每年由于酒后駕車(chē)引發(fā)的交通事故達(dá)數(shù)萬(wàn)起；而造成死亡的事故中50%以上都與酒后駕車(chē)有關(guān)，酒后駕車(chē)的危害觸目驚心，已經(jīng)成為交通事故的第一大“殺手”。目前，查處酒駕常用的接觸式酒精檢測(cè)方法精度較高，但不能實(shí)時(shí)檢測(cè)，效率很低。為了更有效地監(jiān)控駕駛員的酒駕行為，開(kāi)發(fā)了一套實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛員飲酒狀況的非接觸式酒駕檢測(cè)系統(tǒng)，并搭建一個(gè)由O2/CO2傳感器、氣敏酒精傳感器及微處理器等組成的氣體酒精濃度檢測(cè)平臺(tái)。闡述了非接觸式酒駕檢測(cè)系統(tǒng)基于呼氣氣流檢測(cè)的檢測(cè)原理和主要結(jié)構(gòu)組成，介紹了氣體酒精濃度檢測(cè)平臺(tái)的硬件設(shè)計(jì)以及對(duì)該檢測(cè)平臺(tái)的標(biāo)定實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示平臺(tái)檢測(cè)值與接觸式酒精檢測(cè)值之間存在良好的線性相關(guān)度?，F(xiàn)在，防酒駕系統(tǒng)也較多的應(yīng)用到汽車(chē)檢測(cè)當(dāng)中，可是傳統(tǒng)的車(chē)載酒駕檢測(cè)由于車(chē)內(nèi)其它乘坐人員的或是其它因素的干擾影響其檢測(cè)的精確性，從而導(dǎo)致汽車(chē)無(wú)法自主地對(duì)駕駛員進(jìn)行管制。而非接觸式酒駕系統(tǒng)檢測(cè)儀由定位系統(tǒng)和車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)兩個(gè)部分組成，可以有效地彌補(bǔ)傳統(tǒng)酒駕系統(tǒng)存在的精確性缺陷，從而實(shí)現(xiàn)汽車(chē)的智能管理，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)文明駕駛安全駕駛。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1設(shè)計(jì)思路

本次研究將多個(gè)非接觸式檢測(cè)儀置于車(chē)廂內(nèi)的不同位置，測(cè)定同意時(shí)刻不同位置的酒精濃度，（由于酒精氣體分子的擴(kuò)散，在空氣中會(huì)形成不同的濃度，所以不同的酒精檢測(cè)儀會(huì)檢測(cè)到不同的酒精濃度）酒精檢測(cè)儀將檢測(cè)到的信號(hào)傳給中央處理器，將檢測(cè)到的不同酒精濃度進(jìn)行比較，得出極值，（類(lèi)似數(shù)學(xué)坐標(biāo)中的極值），定位出一個(gè)（或多個(gè)）酒精擴(kuò)散中心（越靠近酒精擴(kuò)散中心酒精濃度越高），把擴(kuò)散中心與駕駛座比對(duì)，就能得知駕駛員是不是酒后駕車(chē)了，若駕駛員為酒后駕車(chē)，則車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)氣動(dòng)，由于在酒精檢測(cè)——定位系統(tǒng)工作的同時(shí)駕駛員已經(jīng)將汽車(chē)啟動(dòng)，所以車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)采用鎖死離合的辦法來(lái)控制車(chē)輛的行駛，即汽車(chē)可以正常啟動(dòng)但不能掛檔行駛。

2.2研究思路和方法

2.2.1基本電路

該電路中運(yùn)算放大器是使用Burr-Brown的OPA177，該器件本身的漂移量很小，靈敏度非常高，而且很容易加到偏移整頓電路中消除剩余的漂移量。酒精傳感器輸出的電流值于空氣中從0到高濃度的酒精弄呈線性關(guān)系，更方便檢測(cè)與觀察。另外，由于最終要求使得輸出信息需要根據(jù)精確度進(jìn)行放大與溫度補(bǔ)償。

至于非接觸酒精檢測(cè)儀的尺寸可以依據(jù)情況和車(chē)身大小進(jìn)行定制，也在設(shè)計(jì)的過(guò)程中考慮各種情況的發(fā)生以及車(chē)主的要求，這樣更能貼合車(chē)身以及更精確的進(jìn)行酒精檢測(cè)。但是，這款酒精檢測(cè)儀的一個(gè)缺點(diǎn)就是檢測(cè)的氣體避免過(guò)重，否則可能導(dǎo)致輸出曲線無(wú)法識(shí)別以及反應(yīng)不靈敏的問(wèn)題。

2.2.2具體方案

此次研究可以分為兩個(gè)模塊（1）醉酒者的檢測(cè)與定位；（2）對(duì)汽車(chē)的制動(dòng)控制。

第一模塊由于其獨(dú)特的技術(shù)要求，可在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。在試驗(yàn)車(chē)中安裝若干個(gè)非接觸式酒精檢測(cè)儀，并對(duì)這些檢測(cè)器進(jìn)行編號(hào)，然后在車(chē)中放入一瓶濃度較高的酒精（模擬醉酒者）將非接觸式酒精測(cè)試儀檢測(cè)到的信號(hào)傳入電腦，得到一組數(shù)據(jù)，比較不同檢測(cè)儀的數(shù)值，得出一個(gè)最大值（為了簡(jiǎn)化試驗(yàn)，在試驗(yàn)中只存在一個(gè)酒精瓶），根據(jù)檢測(cè)器的編號(hào)確定酒精瓶的位置，實(shí)現(xiàn)醉酒者的定位。

第二模塊，如圖2，在A、B、C三區(qū)分別安置非接觸式酒精測(cè)試儀，當(dāng)車(chē)門(mén)開(kāi)啟時(shí)，檢測(cè)儀就能在空氣中檢測(cè)到酒精的含量，如果A區(qū)酒精檢測(cè)儀檢測(cè)到酒精含量，則證明駕駛員酒駕，相應(yīng)的酒精檢測(cè)儀會(huì)將信息傳給中央處理器，中央處理器傳給制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)做出相應(yīng)的鎖定程序，制止駕駛員啟動(dòng)車(chē)輛。而B(niǎo)、C區(qū)的酒精檢測(cè)儀檢測(cè)到酒精含量并不會(huì)做出相應(yīng)的制動(dòng)安排。

2.2.3安裝位置

非接觸式酒精檢測(cè)儀可以安裝在兩側(cè)車(chē)門(mén)上車(chē)窗上也可以安裝在座椅上，由于非酒精檢測(cè)儀的相對(duì)靈敏性，對(duì)于安裝的位置沒(méi)有太多的限制，但是為了檢測(cè)的精確度非酒精檢測(cè)儀的安裝位置盡量靠近座椅附近以方便檢測(cè)到駕駛員以及乘坐者是否飲用了含酒精的飲品。另外，非酒精檢測(cè)儀的安裝位置也要考慮車(chē)準(zhǔn)的需求、舒適度以及車(chē)身的美觀等各方面的要求。

2.2.4設(shè)計(jì)方法

此次的設(shè)計(jì)方法采取優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法，綜合車(chē)主、車(chē)身、非酒精檢測(cè)儀的精確度以及操作的實(shí)際性進(jìn)行了方案的最優(yōu)化。

3.結(jié)論

即便是如今的車(chē)載酒駕檢測(cè)系統(tǒng)暴露出諸多問(wèn)題，汽車(chē)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過(guò)程中卻始終伴隨著對(duì)這類(lèi)系統(tǒng)的潛在需求，于是用戶(hù)體驗(yàn)好、非接觸式測(cè)試、測(cè)試速度快、高度集成化的一套車(chē)載酒駕監(jiān)測(cè)系統(tǒng)就成了世界各大廠商的一個(gè)主攻方向。

智能防酒駕的研究可以形成一套操作簡(jiǎn)易，效率高，集成化程度高，精確性也有很大的進(jìn)步車(chē)載智能系統(tǒng)，具有較強(qiáng)的使用性，智能防酒駕系統(tǒng)的研究在未來(lái)智能汽車(chē)的發(fā)展中可以帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益。

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