基于非接触式酒精测试的防酒驾系统

基于非接触式酒精测试的防酒驾系统

【摘要】有效地弥补传统酒驾检测系统存在的精神性缺陷，实现汽车的智能管理自助杜绝酒驾，从而有效地制止司机酒驾，实现安全驾驶。

【关键词】非接触；酒驾检测

1.作品设计背景

现在汽车产业飞速发展，越来越多的人有了自己的汽车，在汽车造福人类并且缩短人与人距离的同时，更多的人开始关注汽车安全这个话题。2008年世界卫生组织的事故调查显示，大约50%—60%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起；而造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”。目前，查处酒驾常用的接触式酒精检测方法精度较高，但不能实时检测，效率很低。为了更有效地监控驾驶员的酒驾行为，开发了一套实时监测驾驶员饮酒状况的非接触式酒驾检测系统，并搭建一个由O2/CO2传感器、气敏酒精传感器及微处理器等组成的气体酒精浓度检测平台。阐述了非接触式酒驾检测系统基于呼气气流检测的检测原理和主要结构组成，介绍了气体酒精浓度检测平台的硬件设计以及对该检测平台的标定实验，实验结果显示平台检测值与接触式酒精检测值之间存在良好的线性相关度。现在，防酒驾系统也较多的应用到汽车检测当中，可是传统的车载酒驾检测由于车内其它乘坐人员的或是其它因素的干扰影响其检测的精确性，从而导致汽车无法自主地对驾驶员进行管制。而非接触式酒驾系统检测仪由定位系统和车辆制动系统两个部分组成，可以有效地弥补传统酒驾系统存在的精确性缺陷，从而实现汽车的智能管理，进而实现文明驾驶安全驾驶。

2.系统设计

2.1设计思路

本次研究将多个非接触式检测仪置于车厢内的不同位置，测定同意时刻不同位置的酒精浓度，（由于酒精气体分子的扩散，在空气中会形成不同的浓度，所以不同的酒精检测仪会检测到不同的酒精浓度）酒精检测仪将检测到的信号传给中央处理器，将检测到的不同酒精浓度进行比较，得出极值，（类似数学坐标中的极值），定位出一个（或多个）酒精扩散中心（越靠近酒精扩散中心酒精浓度越高），把扩散中心与驾驶座比对，就能得知驾驶员是不是酒后驾车了，若驾驶员为酒后驾车，则车辆制动系统气动，由于在酒精检测——定位系统工作的同时驾驶员已经将汽车启动，所以车辆制动系统采用锁死离合的办法来控制车辆的行驶，即汽车可以正常启动但不能挂档行驶。

2.2研究思路和方法

2.2.1基本电路

该电路中运算放大器是使用Burr-Brown的OPA177，该器件本身的漂移量很小，灵敏度非常高，而且很容易加到偏移整顿电路中消除剩余的漂移量。酒精传感器输出的电流值于空气中从0到高浓度的酒精弄呈线性关系，更方便检测与观察。另外，由于最终要求使得输出信息需要根据精确度进行放大与温度补偿。

至于非接触酒精检测仪的尺寸可以依据情况和车身大小进行定制，也在设计的过程中考虑各种情况的发生以及车主的要求，这样更能贴合车身以及更精确的进行酒精检测。但是，这款酒精检测仪的一个缺点就是检测的气体避免过重，否则可能导致输出曲线无法识别以及反应不灵敏的问题。

2.2.2具体方案

此次研究可以分为两个模块（1）醉酒者的检测与定位；（2）对汽车的制动控制。

第一模块由于其独特的技术要求，可在实验室进行。在试验车中安装若干个非接触式酒精检测仪，并对这些检测器进行编号，然后在车中放入一瓶浓度较高的酒精（模拟醉酒者）将非接触式酒精测试仪检测到的信号传入电脑，得到一组数据，比较不同检测仪的数值，得出一个最大值（为了简化试验，在试验中只存在一个酒精瓶），根据检测器的编号确定酒精瓶的位置，实现醉酒者的定位。

第二模块，如图2，在A、B、C三区分别安置非接触式酒精测试仪，当车门开启时，检测仪就能在空气中检测到酒精的含量，如果A区酒精检测仪检测到酒精含量，则证明驾驶员酒驾，相应的酒精检测仪会将信息传给中央处理器，中央处理器传给制动系统，制动系统做出相应的锁定程序，制止驾驶员启动车辆。而B、C区的酒精检测仪检测到酒精含量并不会做出相应的制动安排。

2.2.3安装位置

非接触式酒精检测仪可以安装在两侧车门上车窗上也可以安装在座椅上，由于非酒精检测仪的相对灵敏性，对于安装的位置没有太多的限制，但是为了检测的精确度非酒精检测仪的安装位置尽量靠近座椅附近以方便检测到驾驶员以及乘坐者是否饮用了含酒精的饮品。另外，非酒精检测仪的安装位置也要考虑车准的需求、舒适度以及车身的美观等各方面的要求。

2.2.4设计方法

此次的设计方法采取优化设计的方法，综合车主、车身、非酒精检测仪的精确度以及操作的实际性进行了方案的最优化。

3.结论

即便是如今的车载酒驾检测系统暴露出诸多问题，汽车产业发展过程中却始终伴随着对这类系统的潜在需求，于是用户体验好、非接触式测试、测试速度快、高度集成化的一套车载酒驾监测系统就成了世界各大厂商的一个主攻方向。

智能防酒驾的研究可以形成一套操作简易，效率高，集成化程度高，精确性也有很大的进步车载智能系统，具有较强的使用性，智能防酒驾系统的研究在未来智能汽车的发展中可以带来一定的经济效益。

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