汽車酒駕報警及限制起動系統研究

摘要：汽車是現代生活中重要的交通工具，參與交通的人數逐年增加，但酒后駕駛行為也在日益增多，嚴重危害社會公共安全。國家及時出臺相關法律條文對酒駕和醉駕行為進行嚴厲的處罰，處罰只是對酒后駕駛行為的一種法律層面約束，而現實生活中酒后駕駛行為仍然存在，尤其在逢年過節時，酒后駕駛的人員仍然很多。法律約束是在從心理上對酒后駕駛行為人進行約束，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，通過檢測駕駛員是否喝酒，來限制汽車起動，是從技術上對酒后駕駛行為進行約束，并通過車聯網技術將車主信息告知其家人，以確保駕駛人的安全。本文就這一技術進行研究。

關鍵詞：酒駕;傳感器;物聯網限制起動

中圖分類號：U471 文獻標示碼：A

1駕駛員酒后的心理分析及危害

酒后駕駛人員血液中含有大量酒精，會影響到駕駛員對路況的正確判斷，對車輛的操控動作也將變得遲緩，從而造成交通事故的發生。酒后駕駛車輛的司機心里往往自以為是，認為自己酒量好，覺得即喝了酒也能把車開到目的地。酒后駕車行為危害性極大，酒精能夠影響駕駛員的視覺，酒后駕駛員的視野會縮小，醉酒駕駛員只能感覺到很小一部分的周圍環境，而且判斷、操作能力降低。

酒后駕駛員對光、聲刺激的反應時間延長，從而無法正確判斷距離和速度，易打磕睡而且空間視覺差。酒后駕駛員的運動反射神經遲鈍，觸覺能力降低，無法正常控制車速、制動及方向盤。

國家對酒駕也出臺了相關法律條文，禁止酒駕的目的是保護人的生命安全，維護社會秩序，通過法律給駕駛員一個喝酒不開車，開車不喝酒的理念。但是事實上，有些司機抱有僥幸心理，但如果在車上安裝一套技術裝備，判斷駕駛員是否喝酒，作為汽車起動的必要條件，從技術上對酒駕行為加以限制，那將大大減少交通事故的發生概率。

2汽車酒駕報警系統的構成及工作原理

安裝該系統的目的在于能夠準確測量出駕駛員是否存在喝酒行為。該系統主要包括4部分：信息確認系統;酒精傳感器測量系統;視頻監控系統;語音報警系統。

2.1信息確認系統

信息確認系統是在車上安裝一套用于確認駕駛員是否存在飲酒駕駛的選擇性操作系統，是預防駕駛員酒后駕駛車輛的第一步監控程序。該系統包含監控系統、語音提示系統、按鍵選擇系統和中控系統。

當駕駛員進入駕駛室，準備起動車輛時，監控系統將檢測到的信號傳遞給中控電腦，中控電腦控制語音系統發出語音提示，提示駕駛員確認是否存在飲酒行為，駕駛員必須根據語音提示進行按鍵選擇。若存在飲酒行為，請選擇“是”，中控電腦將控制車輛不能起動，同時語音系統提示駕駛員終止操控車輛，并提醒駕駛員聯系代駕或者其他有駕照未飲酒人員來代為駕駛車輛;若駕駛員不存在飲酒行為，請選擇“否”，中控電腦根據駕駛員的選擇控制車輛正常起動^[1]。

2.2酒精傳感器測量系統

該系統的設置可以有效測試駕駛員的清醒程度，可預防酒后駕駛，減少酒后駕駛而引發的交通事故。該系統包含硬件及軟件2個方面，硬件電路包含酒精氣體傳感器檢測電路、連接線路及完成信號采樣并處理信號的單片機。

軟件方面，原始數據的采樣值是一個間接的負載分壓值，需要設計程序將模擬信號轉換為被測酒精濃度值，通過軟件編程獲取數據的線性分析結果，在處理信號時還要考慮到空氣流動和空氣濕度對測量結果的影響，通過多種數據的測量確定駕駛員是否存在飲酒行為。

系統操作是在駕駛員位置安裝一個可調整的酒精傳感器，語音提示系統提醒駕駛員，并測量駕駛員呼出的氣體酒精濃度，來判斷駕駛員是否存在飲酒行為。通過酒精傳感器測量，若駕駛員呼出的氣體不含酒精，則認為駕駛員不存在飲酒行為，車輛可以正常起動;若駕駛員呼出的氣體含有酒精.中控電腦將控制發動機電腦禁止車輛起動。

為使測量信號的準確度得以提升，避免車內人員違規操作，在車上不同位置均安裝酒精濃度測量傳感器，車內酒精傳感器將信號傳給汽車中控電腦，電腦根據不同位置的傳感器傳遞的信號電壓變化，來確認駕駛員是否存在飲酒行為，進而作為中控電腦控制發動機電腦能否控制車輛正常起動的重要條件^[2]。

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

當中控電腦酒精傳感器傳送的信號判定駕駛員存在酒后駕駛行為時，語音提示系統會發出語音報警，提醒駕駛員禁止酒后駕駛。如果駕駛員不聽從語音提示，仍要繼續操控車輛時，中控電腦控制系統將控制發動機禁止車輛起動。如是新能源汽車，中控電腦將控制電源系統停止給電機供電，終止車輛起動工作，從技術層面終止駕駛員酒后駕駛行為^[3]。

2.3視頻監控系統

車載視頻監控系統將車內情況實時采集至監控中控電腦處理器終端，終端系統對接收到信號進行分析、對比、編碼、壓縮與存儲。全面智能視頻監控系統是監控駕駛員是否存在飲酒駕駛非常重要的且非常具有開創性的設計，在技術層面上講，該系統可以自動監控駕駛員的真實狀態和駕駛員所預期的狀態進行區別。

車載視頻監控系統除了可以監控駕駛員是否將雙手放在了方向盤上之外，視頻控制系統還可以監視駕駛員是否存在精神不正常或者眼睛是否飄忽。當發現駕駛員存在走神或者精神恍惚時，中控電腦系統通過語音提示系統及時提醒司機安全操控車輛。通過在駕駛室安裝一個面向駕駛員的攝像頭，可時時監控駕駛員在任一時間的操控行為，亦可監控、識別、檢測司機的意識狀態和認知。

如果安裝1個攝像頭監控區域受限時，可通過安裝多個攝像頭來監控司機行為。圖像會被車載嵌入式處理器處理，獲取傳送的重要信息。監控范圍可進行放大，監控整個面部、頭部、面部表情和分層的遠程信息處理，能更精準地檢測到司機的意識和認知，將駕駛艙內攝像頭記錄的圖像通過汽車遠程信息處理和高級駕駛員輔助系統獲得的信息結合起來確定司機的狀態。

在車內駕駛室位置，安裝視頻監控系統^[4]，除了以上作用之外，還可以實時監控駕駛員是否存在弄虛作假行為。比如，監控系統可對車輛起動前后的人員進行人臉識別，車輛起動前，對駕駛員信息進行確認，在發動機起動后，查看操控車輛的是否為起動前的駕駛員，若同屬一人，則車輛可以正常繼續行駛;若非同屬一人，則系統提醒駕駛員打開右轉向燈、并靠邊，同時給發動機電腦發送信號，控制發動機相關傳感器減小發動機的動力輸出。若經過一段時間駕駛員未按照系統提示進行相關操作，中控電腦將通過內部電源控制系統開啟應急轉向燈，逐步降低車速，緩慢行駛適當距離直至停止車輛繼續行駛。

視頻監控系統的另外一個功能是監控駕駛員的面部表情，根據駕駛員的眼神及其面部表情的變化來確定駕駛員是否存在疲勞駕駛情況，再結合酒精傳感器的信號，判斷駕駛員是否存在酒駕，或車輛行駛途中存在飲酒行為;全面智能視頻監控系統除了可以監控并終止駕駛員存在酒后駕駛行為，還可通過5G移動數據通訊系統，將圖像時時傳送給公安系統，以方便公安系統對存在強制酒后駕駛的行為人進行控制，避免駕駛員因酒后駕駛造成更大的社會危害。

2.4語音報警系統

該系統主要基于中控電腦控制系統信號處理單元，對信號采集系統送來的信號不斷進行分析判斷，提取有用信號，并對其進行運算處理，將其信號處理結果送至存儲器。語音報警系統是車輛操控系統與車載成員對話的主要途徑，對車輛起動前的信息確認、車輛起動后人員信息確認對比提示及酒駕提示等起到至關重要的作用。該系統的終端設備可以與導航系統共享，也可以經中控電腦控制系統，通過5G通訊網絡直接與公安系統對話連接，對車輛實現遠距離語音指導性控制，為后續車輛的遠程控制提供技術支持^[5]。

3結束語

駕駛員上車后對駕駛員進行自檢和系統監控，直至中控電腦控制系統控制車輛等一系列操作，將酒駕控制在車輛起動前，如果駕駛員強制起動車輛，該系統將終止車輛行駛，并開啟危險警報燈，避免交通事故發生，有利于保護駕駛員、乘員及周圍車輛、行人等安全。若駕駛員行為過激，還可以通過5G網絡通信與公安系統聯系，避免駕駛員因酒駕而產生社會危害。“車禍猛于虎”，酒后駕車一旦出事故，付出的代價是慘痛的，作為駕駛員應該將“開車不喝酒，喝酒不開車”牢記在心。

【參考文獻】

[1]趙建邦.物聯網與安防技術融合的新應用[J].信息安全與通信保密.2013（03）.

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[5]劉春，吳曉玲，劉文清.數字信號處理技術在氣體檢測中的應用[J].電子測量與儀器學報.2011（06）.