汽車酒駕報(bào)警及限制起動(dòng)系統(tǒng)研究

摘要：汽車是現(xiàn)代生活中重要的交通工具，參與交通的人數(shù)逐年增加，但酒后駕駛行為也在日益增多，嚴(yán)重危害社會(huì)公共安全。國(guó)家及時(shí)出臺(tái)相關(guān)法律條文對(duì)酒駕和醉駕行為進(jìn)行嚴(yán)厲的處罰，處罰只是對(duì)酒后駕駛行為的一種法律層面約束，而現(xiàn)實(shí)生活中酒后駕駛行為仍然存在，尤其在逢年過(guò)節(jié)時(shí)，酒后駕駛的人員仍然很多。法律約束是在從心理上對(duì)酒后駕駛行為人進(jìn)行約束，并不能真正限制酒后駕駛行為。在車上安裝一套酒后駕駛限制系統(tǒng)，通過(guò)檢測(cè)駕駛員是否喝酒，來(lái)限制汽車起動(dòng)，是從技術(shù)上對(duì)酒后駕駛行為進(jìn)行約束，并通過(guò)車聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將車主信息告知其家人，以確保駕駛?cè)说陌踩?。本文就這一技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：酒駕;傳感器;物聯(lián)網(wǎng)限制起動(dòng)

中圖分類號(hào)：U471 文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

1駕駛員酒后的心理分析及危害

酒后駕駛?cè)藛T血液中含有大量酒精，會(huì)影響到駕駛員對(duì)路況的正確判斷，對(duì)車輛的操控動(dòng)作也將變得遲緩，從而造成交通事故的發(fā)生。酒后駕駛車輛的司機(jī)心里往往自以為是，認(rèn)為自己酒量好，覺(jué)得即喝了酒也能把車開(kāi)到目的地。酒后駕車行為危害性極大，酒精能夠影響駕駛員的視覺(jué)，酒后駕駛員的視野會(huì)縮小，醉酒駕駛員只能感覺(jué)到很小一部分的周圍環(huán)境，而且判斷、操作能力降低。

酒后駕駛員對(duì)光、聲刺激的反應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)，從而無(wú)法正確判斷距離和速度，易打磕睡而且空間視覺(jué)差。酒后駕駛員的運(yùn)動(dòng)反射神經(jīng)遲鈍，觸覺(jué)能力降低，無(wú)法正?？刂栖囁佟⒅苿?dòng)及方向盤。

國(guó)家對(duì)酒駕也出臺(tái)了相關(guān)法律條文，禁止酒駕的目的是保護(hù)人的生命安全，維護(hù)社會(huì)秩序，通過(guò)法律給駕駛員一個(gè)喝酒不開(kāi)車，開(kāi)車不喝酒的理念。但是事實(shí)上，有些司機(jī)抱有僥幸心理，但如果在車上安裝一套技術(shù)裝備，判斷駕駛員是否喝酒，作為汽車起動(dòng)的必要條件，從技術(shù)上對(duì)酒駕行為加以限制，那將大大減少交通事故的發(fā)生概率。

2汽車酒駕報(bào)警系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理

安裝該系統(tǒng)的目的在于能夠準(zhǔn)確測(cè)量出駕駛員是否存在喝酒行為。該系統(tǒng)主要包括4部分：信息確認(rèn)系統(tǒng);酒精傳感器測(cè)量系統(tǒng);視頻監(jiān)控系統(tǒng);語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)。

2.1信息確認(rèn)系統(tǒng)

信息確認(rèn)系統(tǒng)是在車上安裝一套用于確認(rèn)駕駛員是否存在飲酒駕駛的選擇性操作系統(tǒng)，是預(yù)防駕駛員酒后駕駛車輛的第一步監(jiān)控程序。該系統(tǒng)包含監(jiān)控系統(tǒng)、語(yǔ)音提示系統(tǒng)、按鍵選擇系統(tǒng)和中控系統(tǒng)。

當(dāng)駕駛員進(jìn)入駕駛室，準(zhǔn)備起動(dòng)車輛時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)將檢測(cè)到的信號(hào)傳遞給中控電腦，中控電腦控制語(yǔ)音系統(tǒng)發(fā)出語(yǔ)音提示，提示駕駛員確認(rèn)是否存在飲酒行為，駕駛員必須根據(jù)語(yǔ)音提示進(jìn)行按鍵選擇。若存在飲酒行為，請(qǐng)選擇“是”，中控電腦將控制車輛不能起動(dòng)，同時(shí)語(yǔ)音系統(tǒng)提示駕駛員終止操控車輛，并提醒駕駛員聯(lián)系代駕或者其他有駕照未飲酒人員來(lái)代為駕駛車輛;若駕駛員不存在飲酒行為，請(qǐng)選擇“否”，中控電腦根據(jù)駕駛員的選擇控制車輛正常起動(dòng)^[1]。

2.2酒精傳感器測(cè)量系統(tǒng)

該系統(tǒng)的設(shè)置可以有效測(cè)試駕駛員的清醒程度，可預(yù)防酒后駕駛，減少酒后駕駛而引發(fā)的交通事故。該系統(tǒng)包含硬件及軟件2個(gè)方面，硬件電路包含酒精氣體傳感器檢測(cè)電路、連接線路及完成信號(hào)采樣并處理信號(hào)的單片機(jī)。

軟件方面，原始數(shù)據(jù)的采樣值是一個(gè)間接的負(fù)載分壓值，需要設(shè)計(jì)程序?qū)⒛M信號(hào)轉(zhuǎn)換為被測(cè)酒精濃度值，通過(guò)軟件編程獲取數(shù)據(jù)的線性分析結(jié)果，在處理信號(hào)時(shí)還要考慮到空氣流動(dòng)和空氣濕度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響，通過(guò)多種數(shù)據(jù)的測(cè)量確定駕駛員是否存在飲酒行為。

系統(tǒng)操作是在駕駛員位置安裝一個(gè)可調(diào)整的酒精傳感器，語(yǔ)音提示系統(tǒng)提醒駕駛員，并測(cè)量駕駛員呼出的氣體酒精濃度，來(lái)判斷駕駛員是否存在飲酒行為。通過(guò)酒精傳感器測(cè)量，若駕駛員呼出的氣體不含酒精，則認(rèn)為駕駛員不存在飲酒行為，車輛可以正常起動(dòng);若駕駛員呼出的氣體含有酒精.中控電腦將控制發(fā)動(dòng)機(jī)電腦禁止車輛起動(dòng)。

為使測(cè)量信號(hào)的準(zhǔn)確度得以提升，避免車內(nèi)人員違規(guī)操作，在車上不同位置均安裝酒精濃度測(cè)量傳感器，車內(nèi)酒精傳感器將信號(hào)傳給汽車中控電腦，電腦根據(jù)不同位置的傳感器傳遞的信號(hào)電壓變化，來(lái)確認(rèn)駕駛員是否存在飲酒行為，進(jìn)而作為中控電腦控制發(fā)動(dòng)機(jī)電腦能否控制車輛正常起動(dòng)的重要條件^[2]。

車內(nèi)各區(qū)域酒精濃度不同，傳給汽車中控電腦的信號(hào)電壓也不同，若駕駛員位置酒精濃度較高，默認(rèn)為駕駛員存在酒駕行為，車輛不能正常起動(dòng);若駕駛員位置酒精濃度較低，則駕駛員可能沒(méi)有飲酒。

當(dāng)中控電腦酒精傳感器傳送的信號(hào)判定駕駛員存在酒后駕駛行為時(shí)，語(yǔ)音提示系統(tǒng)會(huì)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警，提醒駕駛員禁止酒后駕駛。如果駕駛員不聽(tīng)從語(yǔ)音提示，仍要繼續(xù)操控車輛時(shí)，中控電腦控制系統(tǒng)將控制發(fā)動(dòng)機(jī)禁止車輛起動(dòng)。如是新能源汽車，中控電腦將控制電源系統(tǒng)停止給電機(jī)供電，終止車輛起動(dòng)工作，從技術(shù)層面終止駕駛員酒后駕駛行為^[3]。

2.3視頻監(jiān)控系統(tǒng)

車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)將車內(nèi)情況實(shí)時(shí)采集至監(jiān)控中控電腦處理器終端，終端系統(tǒng)對(duì)接收到信號(hào)進(jìn)行分析、對(duì)比、編碼、壓縮與存儲(chǔ)。全面智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)是監(jiān)控駕駛員是否存在飲酒駕駛非常重要的且非常具有開(kāi)創(chuàng)性的設(shè)計(jì)，在技術(shù)層面上講，該系統(tǒng)可以自動(dòng)監(jiān)控駕駛員的真實(shí)狀態(tài)和駕駛員所預(yù)期的狀態(tài)進(jìn)行區(qū)別。

車載視頻監(jiān)控系統(tǒng)除了可以監(jiān)控駕駛員是否將雙手放在了方向盤上之外，視頻控制系統(tǒng)還可以監(jiān)視駕駛員是否存在精神不正?；蛘哐劬κ欠耧h忽。當(dāng)發(fā)現(xiàn)駕駛員存在走神或者精神恍惚時(shí)，中控電腦系統(tǒng)通過(guò)語(yǔ)音提示系統(tǒng)及時(shí)提醒司機(jī)安全操控車輛。通過(guò)在駕駛室安裝一個(gè)面向駕駛員的攝像頭，可時(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛員在任一時(shí)間的操控行為，亦可監(jiān)控、識(shí)別、檢測(cè)司機(jī)的意識(shí)狀態(tài)和認(rèn)知。

如果安裝1個(gè)攝像頭監(jiān)控區(qū)域受限時(shí)，可通過(guò)安裝多個(gè)攝像頭來(lái)監(jiān)控司機(jī)行為。圖像會(huì)被車載嵌入式處理器處理，獲取傳送的重要信息。監(jiān)控范圍可進(jìn)行放大，監(jiān)控整個(gè)面部、頭部、面部表情和分層的遠(yuǎn)程信息處理，能更精準(zhǔn)地檢測(cè)到司機(jī)的意識(shí)和認(rèn)知，將駕駛艙內(nèi)攝像頭記錄的圖像通過(guò)汽車遠(yuǎn)程信息處理和高級(jí)駕駛員輔助系統(tǒng)獲得的信息結(jié)合起來(lái)確定司機(jī)的狀態(tài)。

在車內(nèi)駕駛室位置，安裝視頻監(jiān)控系統(tǒng)^[4]，除了以上作用之外，還可以實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛員是否存在弄虛作假行為。比如，監(jiān)控系統(tǒng)可對(duì)車輛起動(dòng)前后的人員進(jìn)行人臉識(shí)別，車輛起動(dòng)前，對(duì)駕駛員信息進(jìn)行確認(rèn)，在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)后，查看操控車輛的是否為起動(dòng)前的駕駛員，若同屬一人，則車輛可以正常繼續(xù)行駛;若非同屬一人，則系統(tǒng)提醒駕駛員打開(kāi)右轉(zhuǎn)向燈、并靠邊，同時(shí)給發(fā)動(dòng)機(jī)電腦發(fā)送信號(hào)，控制發(fā)動(dòng)機(jī)相關(guān)傳感器減小發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力輸出。若經(jīng)過(guò)一段時(shí)間駕駛員未按照系統(tǒng)提示進(jìn)行相關(guān)操作，中控電腦將通過(guò)內(nèi)部電源控制系統(tǒng)開(kāi)啟應(yīng)急轉(zhuǎn)向燈，逐步降低車速，緩慢行駛適當(dāng)距離直至停止車輛繼續(xù)行駛。

視頻監(jiān)控系統(tǒng)的另外一個(gè)功能是監(jiān)控駕駛員的面部表情，根據(jù)駕駛員的眼神及其面部表情的變化來(lái)確定駕駛員是否存在疲勞駕駛情況，再結(jié)合酒精傳感器的信號(hào)，判斷駕駛員是否存在酒駕，或車輛行駛途中存在飲酒行為;全面智能視頻監(jiān)控系統(tǒng)除了可以監(jiān)控并終止駕駛員存在酒后駕駛行為，還可通過(guò)5G移動(dòng)數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)，將圖像時(shí)時(shí)傳送給公安系統(tǒng)，以方便公安系統(tǒng)對(duì)存在強(qiáng)制酒后駕駛的行為人進(jìn)行控制，避免駕駛員因酒后駕駛造成更大的社會(huì)危害。

2.4語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)

該系統(tǒng)主要基于中控電腦控制系統(tǒng)信號(hào)處理單元，對(duì)信號(hào)采集系統(tǒng)送來(lái)的信號(hào)不斷進(jìn)行分析判斷，提取有用信號(hào)，并對(duì)其進(jìn)行運(yùn)算處理，將其信號(hào)處理結(jié)果送至存儲(chǔ)器。語(yǔ)音報(bào)警系統(tǒng)是車輛操控系統(tǒng)與車載成員對(duì)話的主要途徑，對(duì)車輛起動(dòng)前的信息確認(rèn)、車輛起動(dòng)后人員信息確認(rèn)對(duì)比提示及酒駕提示等起到至關(guān)重要的作用。該系統(tǒng)的終端設(shè)備可以與導(dǎo)航系統(tǒng)共享，也可以經(jīng)中控電腦控制系統(tǒng)，通過(guò)5G通訊網(wǎng)絡(luò)直接與公安系統(tǒng)對(duì)話連接，對(duì)車輛實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離語(yǔ)音指導(dǎo)性控制，為后續(xù)車輛的遠(yuǎn)程控制提供技術(shù)支持^[5]。

3結(jié)束語(yǔ)

駕駛員上車后對(duì)駕駛員進(jìn)行自檢和系統(tǒng)監(jiān)控，直至中控電腦控制系統(tǒng)控制車輛等一系列操作，將酒駕控制在車輛起動(dòng)前，如果駕駛員強(qiáng)制起動(dòng)車輛，該系統(tǒng)將終止車輛行駛，并開(kāi)啟危險(xiǎn)警報(bào)燈，避免交通事故發(fā)生，有利于保護(hù)駕駛員、乘員及周圍車輛、行人等安全。若駕駛員行為過(guò)激，還可以通過(guò)5G網(wǎng)絡(luò)通信與公安系統(tǒng)聯(lián)系，避免駕駛員因酒駕而產(chǎn)生社會(huì)危害?！败嚨溍陀诨ⅰ?，酒后駕車一旦出事故，付出的代價(jià)是慘痛的，作為駕駛員應(yīng)該將“開(kāi)車不喝酒，喝酒不開(kāi)車”牢記在心。

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