基于酒驾防控系统的研究设计

于赛玉 孙新悦

河北工程大学 河北 邯郸 056004

摘要：一直以来我国汽车保有量持续稳定增长，交通安全始终受到高度关注，其中每年因酒驾引发的交通事故居高不下，交通部门也是投入大量财力、物力、人力去防控酒驾，如今市面上的各种检测酒驾仪器设备可谓是五花八门；较为普遍的呼气式、基于单片机技术酒精检测等，他们在一定程度上确实有效降低了酒驾发生，但检测技术的综合应用还有很的大提升空间。

本文采用近红外光谱检测技术协同传感器和网络远程定位通信技术，为快速高效、灵敏准确、可实现无创伤检测，为智能化防控酒驾带来新的技术服务。这种新兴技术借助于当下科技技术的协同发展，具备无需提前处理、对人无创伤检测、检测速度快、不破坏样本、不使用溶剂、可同时多组检测，另因其集成度不断提高、微型化智能化方向发展突飞猛进，所以其功能更全面，性能更稳定，占用空间小，能耗更低。

关键字：近红外监测，网络通信，传感器

第一章绪论

1.1研究背景

随着中国经济飞速发展，我国汽车的保有量也在逐年攀升，2020年达到约6.3亿，这意味着平均大约2个人就会拥有一台汽车，汽车已成为每个家庭普通的一员。随着汽车保有量的快速增长，交通事故始终是社会关注的焦点，另外酒文化在中国源远流长，亲朋好友聚会必饮酒，因酒驾造成的交通事故在我很难根除，同时产生的经济损失更是惊人，为此2010年中国第十一届全国人大常委会第十六次会议首次审议刑法修正案草案，把酒驾惩罚列为将被判刑。2013 年，公安部发布新交规，将酒驾的处罚力度上升到历史最严的程度，凡是酒驾的，一旦被交警查到，将直接受到相应处罚。

1.2发展研究现状

1.2.1国内发展研究现状

黄晖^［1］研发设计了一套实时监测驾驶员饮酒情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。

秦永益^［2］在成熟单片机技术的基础之上，提出了基于 STM32 的车载酒精检测系统的设计方案。通过数据融合技术把车内酒精含量与提前设置的预警值进行对比，超出值后立即作出信息反馈处理。

芦芝萍^［3］等人提出了一种基于物联网的车载酒驾自动检测系统。系统利用物联网技术，通过传感器来检测是否驾驶员是否酒驾。当系统检测到酒精浓度超标时，系统作出报警反馈并对汽车进行制动，同时通过GPRS 网络进行车辆定位，并将信息发送给家人和当地交通部门。

除此之外还有香港发明的I-KEY智能检测装置。它是一种集传感器、远程信息处理技术于一身的智能车钥匙，司机先按钥匙上的按钮，对着吹气约两秒，若检测结果酒精含量低于规定值，车钥匙才能顺利插入钥匙孔，否则汽车无法启动。

1.2.2国外发展研究现状

萨博SABB公司开发了一种酒精呼气检测装置Alcokey内嵌在汽车钥匙上，驾驶员需对装置吹气检测合格后发动机才会启动。

手指按压检测技术，通过手指按压汽车开关按钮实现同步检测操作，确保驾驶者醉酒时无法启动汽车，但无法做到随时随地持续监测驾驶者的真实状态。

与汽车高度融合的非接触式气息探测技术，通过布置在驾驶者周围区域设施（方向盘、仪表盘、座椅枕头、换挡杆）的多个探测器，能够在驾驶者自然状态下，持续时效获取驾驶者呼出的气体或者分泌的体液，从而判断出驾驶者是否酒驾。

丰田公司开发的一种酒精检测装置，将汗液传感器和皮肤传感器内嵌于汽车方向盘上，用于监测驾驶者汗液中酒精含量，或者通过皮肤毛孔探测酒精含量，还有一些公司通过监测司机脉搏、眼珠活动情况和面部变化情况来检测司机体内酒精含量。

以上是对国内外酒驾研究现状做的简要说明，通过分析研究现状我们自主设计了一款新型酒家防控系统。

第二章新型酒驾防控系统

该新型酒驾防控系统：由安全带和踏板配合触发开关控制近红外光谱检测装置工作进而实现监测工作。首先安全带卡口处按有一触发器，控制汽车发动机和酒驾防控系统工作。

2.1红外光普技术监测简介

近红外光（Near Infrared，NIR）是介于可见光（VIS）和中红外光（MIR）之间的电磁波，是指波长在780～2526nm范围内的电磁波，习惯上又将近红外区划分为近红外短波（780~1100nm）和近红外长波（1100~2526nm）两个区域。 近红外光谱具有较强的穿透能力。对体外酒精溶液近红外光谱分析表明，乙醇吸收峰在1670nm-1750nm和2230nm-2350nm两个区域。因其光谱信号常常包含较强的噪音，故可用小波变换去噪音。选用连续改变频率的近红外光照射某样品时，由于试样对不同频率近红外光的选择性吸收，通过试样后的近红外光线在某些波长范围内会变弱，透射出来的红外光线就携带有机物组分和结构的信息。通过检测器分析透射或反射光线的光密度，就可以确定该组分的含量。

2.2新型酒驾防控系统设计

红外光谱发生器安装在方向盘上，当司机脚踩踏油门踏板时，探头工作射出红外光，通过漫反射探测方式^{【4】卢立倩}监测方向盘上司机双手微动脉血管，将监测到的血液中酒精含量指标传输给处理器。中心处理系统连接网络实时监控酒精指标，并分类醉酒未驾车与醉酒驾车两种情况给予处理。

当司机脚踩油门踏板触发二级开关，方向盘上近红外探测仪器再次工作，确认检测者为司机本人，如果未检测到酒精，则关闭检测系统，如果检测到酒精含量根据相应指标规定坐做出相应的反应；缓慢制动车辆并通过网络上报信息给交通部门。

工作流程图如下：

2.2新型酒驾防控系统工作流程图

总结与展望

目前醉酒驾驶是交通安全的一大隐患，也是导致交通事故的主要原因之一。本文针对醉酒驾驶检测中存在的问题，提出了采用近红外光测酒驾的方法，可以快速、准确、无损检测人体内酒精含量，实现了体内快速无损检测酒精含量的目的，并与汽车电子网络系统相互结合，从而防止醉酒驾驶的发生。

参考文献

[1] 黄晖，非接触式酒驾检测系统的硬件设计，2013.07.025

[2] 秦永益， 基于STM32车载酒精检测系统设计2014（27）

[3] 芦芝萍，基于物联网的嵌入式酒驾自动检测系统设计.2014.07.030

[4] 卢立倩，血液酒精的近红外光谱法检测预放大电路设计. . 2014，44(03)