基于非接觸式酒精測試的防酒駕系統

【摘 要】有效地彌補傳統酒駕檢測系統存在的精神性缺陷，實現汽車的智能管理自助杜絕酒駕，從而有效地制止司機酒駕，實現安全駕駛。

【關鍵詞】非接觸；酒駕檢測

1.作品設計背景

現在汽車產業飛速發展，越來越多的人有了自己的汽車，在汽車造福人類并且縮短人與人距離的同時，更多的人開始關注汽車安全這個話題。2008年世界衛生組織的事故調查顯示，大約50%—60%的交通事故與酒后駕駛有關，酒后駕駛已經被列為車禍致死的主要原因。在中國，每年由于酒后駕車引發的交通事故達數萬起；而造成死亡的事故中50%以上都與酒后駕車有關，酒后駕車的危害觸目驚心，已經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方法精度較高，但不能實時檢測，效率很低。為了更有效地監控駕駛員的酒駕行為，開發了一套實時監測駕駛員飲酒狀況的非接觸式酒駕檢測系統，并搭建一個由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平臺。闡述了非接觸式酒駕檢測系統基于呼氣氣流檢測的檢測原理和主要結構組成，介紹了氣體酒精濃度檢測平臺的硬件設計以及對該檢測平臺的標定實驗，實驗結果顯示平臺檢測值與接觸式酒精檢測值之間存在良好的線性相關度。現在，防酒駕系統也較多的應用到汽車檢測當中，可是傳統的車載酒駕檢測由于車內其它乘坐人員的或是其它因素的干擾影響其檢測的精確性，從而導致汽車無法自主地對駕駛員進行管制。而非接觸式酒駕系統檢測儀由定位系統和車輛制動系統兩個部分組成，可以有效地彌補傳統酒駕系統存在的精確性缺陷，從而實現汽車的智能管理，進而實現文明駕駛安全駕駛。

2.系統設計

2.1設計思路

本次研究將多個非接觸式檢測儀置于車廂內的不同位置，測定同意時刻不同位置的酒精濃度，（由于酒精氣體分子的擴散，在空氣中會形成不同的濃度，所以不同的酒精檢測儀會檢測到不同的酒精濃度）酒精檢測儀將檢測到的信號傳給中央處理器，將檢測到的不同酒精濃度進行比較，得出極值，（類似數學坐標中的極值），定位出一個（或多個）酒精擴散中心（越靠近酒精擴散中心酒精濃度越高），把擴散中心與駕駛座比對，就能得知駕駛員是不是酒后駕車了，若駕駛員為酒后駕車，則車輛制動系統氣動，由于在酒精檢測——定位系統工作的同時駕駛員已經將汽車啟動，所以車輛制動系統采用鎖死離合的辦法來控制車輛的行駛，即汽車可以正常啟動但不能掛檔行駛。

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系，更方便檢測與觀察。另外，由于最終要求使得輸出信息需要根據精確度進行放大與溫度補償。

至于非接觸酒精檢測儀的尺寸可以依據情況和車身大小進行定制，也在設計的過程中考慮各種情況的發生以及車主的要求，這樣更能貼合車身以及更精確的進行酒精檢測。但是，這款酒精檢測儀的一個缺點就是檢測的氣體避免過重，否則可能導致輸出曲線無法識別以及反應不靈敏的問題。

2.2.2具體方案

此次研究可以分為兩個模塊（1）醉酒者的檢測與定位；（2）對汽車的制動控制。

第一模塊由于其獨特的技術要求，可在實驗室進行。在試驗車中安裝若干個非接觸式酒精檢測儀，并對這些檢測器進行編號，然后在車中放入一瓶濃度較高的酒精（模擬醉酒者）將非接觸式酒精測試儀檢測到的信號傳入電腦，得到一組數據，比較不同檢測儀的數值，得出一個最大值（為了簡化試驗，在試驗中只存在一個酒精瓶），根據檢測器的編號確定酒精瓶的位置，實現醉酒者的定位。

第二模塊，如圖2，在A、B、C三區分別安置非接觸式酒精測試儀，當車門開啟時，檢測儀就能在空氣中檢測到酒精的含量，如果A區酒精檢測儀檢測到酒精含量，則證明駕駛員酒駕，相應的酒精檢測儀會將信息傳給中央處理器，中央處理器傳給制動系統，制動系統做出相應的鎖定程序，制止駕駛員啟動車輛。而B、C區的酒精檢測儀檢測到酒精含量并不會做出相應的制動安排。

2.2.3安裝位置

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

2.2.4設計方法

此次的設計方法采取優化設計的方法，綜合車主、車身、非酒精檢測儀的精確度以及操作的實際性進行了方案的最優化。

3.結論

即便是如今的車載酒駕檢測系統暴露出諸多問題，汽車產業發展過程中卻始終伴隨著對這類系統的潛在需求，于是用戶體驗好、非接觸式測試、測試速度快、高度集成化的一套車載酒駕監測系統就成了世界各大廠商的一個主攻方向。

智能防酒駕的研究可以形成一套操作簡易，效率高，集成化程度高，精確性也有很大的進步車載智能系統，具有較強的使用性，智能防酒駕系統的研究在未來智能汽車的發展中可以帶來一定的經濟效益。

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