汽车酒驾报警及限制起动系统研究

1 驾驶员酒后的心理分析及危害
酒后驾驶人员血液中含有大量酒精，会影响到驾驶员对路况 的正确判断，对车辆的操控动作也将变得迟缓，从而造成交通事 故的发生。酒后驾驶车辆的司机心里往往自以为是，认为自己酒 量好，觉得即喝了酒也能把车开到目的地。酒后驾车行为危害性 极大，酒精能够影响驾驶员的视觉，酒后驾驶员的视野会缩小， 醉酒驾驶员只能感觉到很小一部分的周围环境，而且判断、操作 能力降低。
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汽车酒驾报警及限制起动系统研究
孙自文、刘振华、程小卫
（西安汽车科技职业学院 710038)
摘要：汽车是现代生活中重要的交通工具，参与交通的人数逐年增加，但酒后驾驶行为也在日益增多，严重危害社会公共安全。国家及时出台相关法律条文对酒驾和醉驾行 为进行严厉的处罚，处罚只是对酒后驾驶行为的一种法律层面约束，而现实生活中酒后驾驶行为仍然存在，尤其在逢年过节时，酒后驾驶的人员仍然很多。法律约束是在从 心理上对酒后驾驶行为人进行约束，并不能真正限制酒后驾驶行为。在车上安装一套酒后驾驶限制系统，通过检测驾驶员是否喝酒，来限制汽车起动，是从技术上对酒后驾 驶行为进行约束，并通过车联网技术将车主信息告知其家人，以确保驾驶人的安全。本文就这一技术进行研究。 关键词：酒驾；传感器；物联网限制起动 中图分类号：U471 文献标示码： A
系统操作是在驾驶员位置安装一个可调整的酒精传感器，语 音提示系统提醒驾驶员，并测量驾驶员呼出的气体酒精浓度，来判 断驾驶员是否存在饮酒行为。通过酒精传感器测量，若驾驶员呼出 的气体不含酒精，则认为驾驶员不存在饮酒行为，车辆可以正常起 动；若驾驶员呼出的气体含有酒精，中控电脑将控制发动机电脑禁 止车辆起动。
2 汽车酒驾报警系统的构成及工作原理
安装该系统的目的在于能够准确测量出驾驶员是否存在喝酒 行为。该系统主要包括4部分：信息确认系统；酒精传感器测量系 统；视频监控系统；语音报警系统。 2.1 信息确认系统
信息确认系统是在车上安装一套用于确认驾驶员是否存在饮酒 驾驶的选择性操作系统，是预防驾驶员酒后驾驶车辆的第一步监控 程序。该系统包含监控系统、语音提示系统、按键选择系统和中控 系统。
如果安装1个摄像头监控区域受限时，可通过安装多个摄像头 来监控司机行为。图像会被车载嵌入式处理器处理，获取传送的重 要信息。监控范围可进行放大，监控整个面部、头部、面部表情和 分层的远程信息处理，能更精准地检测到司机的意识和认知，将驾 驶舱内摄像头记录的图像通过汽车远程信息处理和高级驾驶员辅助 系统获得的信息结合起来确定司机的状态。
当驾驶员进入驾驶室，准备起动车辆时，监控系统将检测到 的信号传递给中控电脑，中控电脑控制语音系统发出语音提示， 提示驾驶员确认是否存在饮酒行为，驾驶员必须根据语音提示进
行按键选择。若存在饮酒行为，请选择“是”，中控电脑将控制车辆 不能起动，同时语音系统提示驾驶员终止操控车辆，并提醒驾驶 员联系代驾或者其他有驾照未饮酒人员来代为驾驶车辆；若驾驶 员不存在饮酒行为，请选择“否”，中控电脑根据驾驶员的选择控制 车辆正常起动[1]。 2.2 酒精传感器测量系统
酒后驾驶员对光、声刺激的反应时间延长，从而无法正确判断 距离和速度，易打磕睡而且空间视觉差。酒后驾驶员的运动反射神 经迟钝，触觉能力降低，无法正常控制车速、制动及方向盘。
国家对酒驾也出台了相关法律条文，禁止酒驾的目的是保护人 的生命安全，维护社会秩序，通过法律给驾驶员一个喝酒不开车， 开车不喝酒的理念。但是事实上，有些司机抱有侥幸心理，但如果 在车上安装一套技术装备，判断驾驶员是否喝酒，作为汽车起动的 必要条件，从技术上对酒驾行为加以限制，那将大大减少交通事故 的发生概率。
车载视频监控系统将车内情况实时采集至监控中控电脑处理 器终端，终端系统对接收到信号进行分析、对比、编码、压缩与存 储。全面智能视频监控系统是监控驾驶员是否存在饮酒驾驶非常重 要的且非常具有开创性的设计，在技术层面上讲，该系统可以自动 监控驾驶员的真实状态和驾驶员所预期的状态进行区别。
车载视频监控系统除了可以监控驾驶员是否将双手放在了方向 盘上之外，视频控制系统还可以监视驾驶员是否存在精神不正常或 者眼睛是否飘忽。当发现驾驶员存在走神或者精神恍惚时，中控电 脑系统通过语音提示系统及时提醒司机安全操控车辆。通过在驾驶 室安装一个面向驾驶员的摄像头，可时时监控驾驶员在任一时间的 操控行为，亦可监控、识别、检测司机的意识状态和认知。
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当中控电脑酒精传感器传送的信号判定驾驶员存在酒后驾驶行 为时,语音提示系统会发出语音报警，提醒驾驶员禁止酒后驾驶。 如果驾驶员不听从语音提示，仍要继续操控车辆时，中控电脑控制 系统将控制发动机禁止车辆起动。如是新能源汽车，中控电脑将控 制电源系统停止给电机供电，终止车辆起动工作，从技术层面终止 驾驶员酒后驾驶行为[3]。 2.3 视频监控系统
为使测量信号的准确度得以提升，避免车内人员违规操作，在 车上不同位置均安装酒精浓度测量传感器，车内酒精传感器将信号 传给汽车中控电脑，电脑根据不同位置的传感器传递的信号电压变 化，来确认驾驶员是否存在饮酒行为，进而作为中控电脑控制发动 机电脑能否控制车辆正常起动的重要条件[2]。
车内各区域酒精浓度不同，传给汽车中控电脑的信号电压也不 同，若驾驶员位置酒精浓度较高，默认为驾驶员存在酒驾 行 为 ， 车辆不能正常起动；若驾驶员位置酒精浓度较低，则驾驶员 可能没有饮酒。
该系统的设置可以有效测试驾驶员的清醒程度，可预防酒后驾 驶，减少酒后驾驶而引发的交通事故。该系统包含硬件及软件2个 方面，硬件电路包含酒精气体传感器检测电路、连接线路及完成信 号采样并处理信号的单片机。
软件方面，原始数据的采样值是一个间接的负载分压值，需要 设计程序将模拟信号转换为被测酒精浓度值，通过软件编程获取数 据的线性分析结果，在处理信号时还要考虑到空气流动和空气湿度 对测量结果的影响，通过多种数据的测量确定驾驶员是否存在饮酒 行为。