李广英 魏立夏

【摘 要】本作品在对当前饮酒驾车违法行为及其危害研究的基础上，创新性地提出了一种车载的主动防酒驾系统，实现了从根源上预防和杜绝酒驾违法行为。系统由车辆智能启动控制单元、饮酒检测单元、救助服务单元三大部分组成。系统将饮酒检测单元与汽车启动单元首次结合，实现了基于车辆酒驾行为的主动的、常态化监测。系统的设计与实现可有效杜绝驾驶员饮酒驾车行为，为驾驶员的人身安全和公共交通安全提供了有力保障。

【关键词】防酒驾；酒精检测仪；车载；救助服务

1.研究背景

大量数据研究发现，驾驶员饮酒驾车反应时间要比正常长2-3倍，从而导致大量事故发生。国外相关研究指出当血液中酒精浓度达0.02mgL（国内判断酒后驾驶的标准）时，发生事故的几率约为未饮酒时的1倍；当酒精浓度大于0.08mgL（国内判断醉酒驾驶的标准）时，其平衡感与判断力严重降低，发生事故的几率约为未饮酒时的5倍。在应对防酒驾措施上，国内外学者进行了深入的研究，并取得了显著的成果。在分析研究防酒后驾驶技术和汽车防盗技术后，杨志刚提出了基于ARM的汽车防酒后驾驶及防盗系统设计。此外针对酒驾控制装置无法快速有效识别的现状，马卫东等人采用红外检测技术1，运用回归分析方法来准确测算酒驾者血液中的酒精浓度，提出集成于汽车方向盘与发动机控制部件联动、有效控制醉酒人员驾驶行为的防酒驾控制系统。日产汽车研发出的车载酒精检测仪独立连接于汽车电脑上，与CARWINGSDI星导航系统整合，达到监管的作用。意大利科学家开发了一种名为“天使”的新型车数精探测仪2。但是这些装置的设计布局结构复杂、抗干扰能力差、故障率高、不易扩展。

基于以上研究与分析，拟设计一种基于酒精浓度检测仪的简易实用智能汽车防酒驾安全系统。

2.设计原理

2.1功能实现

本设计系统基于对车辆启动单元的智能控制，实现对驾驶员强制性的饮酒检测，很好的规范驾驶员驾驶行为，为交通行车安全与经济发展大有裨益。可实现以下功能：

（1）以酒精浓度检测数值作为整个车辆启动的总开关，内置车载饮酒检测单元，从根源上杜绝不检测启动的驾驶行为，最大程度保障了交通安全，實现了基于车辆的酒驾行为的主动防御模式；

（2）具有人性化的酒后选择模式。根据驾驶员的意志选择代驾或是亲友，给予驾驶员最大的人性化，保证驾驶员安全归家。

2.2部件构成

根据汽车防酒驾安全系统的功能需求，系统由车辆智能启动控制单元、饮酒检测单元、救助服务单元三大部分组成。

2.2.1车辆智能启动控制单元

本单元模块主要由独立电源和主控制器两部分组成。

电源模块的最大亮点就是其独立性，它的控制开关完全凌驾于汽车的总开关之上，与车内电源毫无关联。主控制器采用STC12C5A32AD这款单片机，自身带有8路ADCP1.0-P1.7模数转换功能；它是将人呼入的酒精进行模数转换，将最终浓度直接传到救助服务单位，根据实际情况判断该车能否正常启动。

2.2.2饮酒检测单元

本设计采用的饮酒检测单元基于一款HSDZ呼吸吹气式酒精检测仪，并在此基础上进行改装。AT6000是一种高可靠、高精度、呼吸式酒精检测仪。它的核心部件采用新型高科技微变氧化物半导体，可以准确探测气体酒精含量，且不受烟味、可乐等非酒精类气体的干扰。AT6000小巧轻便，是便携应用的最佳选择3。

酒精探测器用于测量驾驶员酒精浓度，对脉冲信号的要求也比较高。基于车内各类电子传感器比较多且复杂，车载酒精检测设备的安装应在不妨碍其他零部件功用上，最大程度保证车辆的正常使用及安全性能。酒精检测仪设置在方向盘后方与仪表盘连接的转向立柱后方，使用时可直接拖拽出来，方便驾驶员使用。

2.2.3救助服务单元

随着智能化的发展，语音播报系统的应用也越来越广泛。本设计的救助服务单元以语音芯片为基础，采用单片机系统控制，实现语音的智能播报。救助服务单元由语音播报模块以及一键呼叫模块构成。语音播报模块通过预置语音信息，针对驾驶员所处不同情境，播放不同音频。一键呼叫模块通过蓝牙设备与驾驶员手机相连，在检测驾驶员饮酒驾驶后，启动呼叫代驾与亲友服务。整个系统由三个子单元协调工作，互相反馈，其部件结构示意图如图1所示。

2.3工作原理

整个系统工作原理如下所述。车辆智能启动控制单元，强制驾驶员启动车辆前必须进行饮酒检测。当驾驶员预启动车辆时，语音播报系统发出提示：“出发前，请进行饮酒检测！”此时驾驶员可从方向盘转向柱后方位置拽出简易酒精检测设备，浓度检测高于20mg/ml，无法启动车辆，并且语音提示：“您存在饮酒驾车行为，选择代驾请按1，选择亲友请按2”。间隔2分钟循环播报。反之，车辆可以正常启动。通过以上模块的互相配合与反馈，保证了驾驶员驾驶的最大人性化与绝对安全性。

3.创新特色

首先，本系统创新性地提出了一种车载的主动防酒驾系统，通过对驾驶员驾车行驶前的酒精检测，配上语音播报提示，避免了醉酒驾驶员的侥幸心理，既保证了驾驶员自身的安全，也为整个交通系统的控制与管理，提供了一种更全新的方式，实现了从根源上预防和杜绝酒驾违法行为。其次，系统提出车辆启动智能控制单元，创新性地提出饮酒检测与汽车启动单元的结合，实现了基于车辆的酒驾行为的主动监测模式。

4.应用前景

本系统在设计时充分考虑了功能的可实现性，系统采用的软硬件技术成熟可靠、稳定性程度高、价格低廉、安装简洁方便、可替换材料使用率高，有极大的应用与推广价值。

在未来城市发展中，首先本系统可以配上人脸识别系统的监控，将车载信号与交警系统联合，大大减轻交警工作强度；此外可将有饮酒记录的驾驶员登记在册，跟踪要求配备此套装备，最大程度保证驾驶员自身安全与社会的和谐。

参考文献：

[1] 秦佳，马卫东，杨伊林，耿妍.《包装工程》2013年第16期

[2] 陆建，丁亚东.基于防酒驾技术在车上运用的必要性及可行性分析

[3] 谭秋林，许姣，薛晨阳，曲运强.基于C8051F040酒精浓度测试仪的研究[J]；传感技术学报；2009年10期

（作者单位：青岛理工大学琴岛学院）