基于ARM/GSM/GPS智能酒駕預警系統的設計與實現

摘 要：本文主要分析ARM/GSM/GPS的智能酒駕預警系統，以此來解決酒駕的問題。使用ARM、GPS、GSM及酒精傳感器相互融合的模式構造了防酒駕體系，而且該體系中有語音識別、GSM車門鎖、攝像拍照記錄的作用，功能豐富多樣，這套酒駕預警系統受到了很多用戶的喜愛。

關鍵詞：ARM;GSM;GPS;預防酒駕;GSM車門鎖

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.129

隨著經濟的快速發展，人們的消費水平不斷提升，人們對汽車的購買量也在不斷增加。但是汽車事故問題也是層出不窮。其中車禍所占比例中最為嚴重的就是酒后駕車，這也成為阻礙社會發展的不利因素。使用TBOX 發送車輛位置和駕駛員酒駕情況，再利用 4G網絡傳送到駕駛員家人的手機 APP 或者交通管理部門的終端接收裝置中，這樣就能更好的把控司機的駕駛狀況，減少酒后駕駛情況的出現，使得社會更加穩定和諧。

1 概述

大量數據研究證明，發生因為酒駕出現交通事故比例為 45～62%之間，這足以表明酒駕造成的交通事故十分嚴重。所以解決酒駕問題勢在必行。現在的電子化產品的智能化。結合酒駕在我國交通中造成的嚴重影響，為了更好的保護人民的生命財產安全，就需要把兩者進行融合。為了更好的保證人們的生命和財產安全以及社會的和諧，我們提出了一個酒后駕駛警告計劃。一般情況下，駕駛員酒駕是可以通過酒精傳感器來識別的，并且傳感器的主控芯片會調用有關部件來通知用戶。

2 系統硬件設計

S3C2440A微處理器是目前市場上較受歡迎的一款微處理器，其特點為效率高、耗能少、融合性強，而且在工業級溫度空間內所使用的性能符合國家規定的有關標準，另外，該系統的主控平臺便是利用了這一硬件設計。

2.1 酒精檢測

具體來講，ZYMQ-3芯片和LM393芯片是提供酒精檢測功能必不可少的零件。要將模塊TTL電平輸出端口連接到ARM平臺的I/O端口。如若酒精傳感器接觸到以各種形式存在的酒精，DOUT終端的電平立即發生變動，這樣主芯片就會提醒負脈沖中斷。

2.2 語音提醒

WT588D語音芯片則是提供語音提醒功能必不可少的基本零件。系統的P00端口連接到酒精傳感器的DOUT端口。如若酒精傳感器接觸到以各種形式存在的酒精，DOUT終端的電平立即發生變動。P00端口接收到負脈沖觸發器時，外部揚聲器便開始進行相應的語音提醒。

2.3 GSM短信模塊

SIM900a通信芯片是提供GSM手機短信報警功能的重要組成部件。sim900a芯片的串口通信引腳連接著ARM主控芯片的串口通信引腳，主控芯片應用串口通信發送AT命令來控制短信的發送和讀取。這樣將GSM模塊、酒精傳感器和主控制芯片三者有機結合起來便可以實現整體功能。

2.4 GPS模塊

u-Blox芯片是系統GPS定位模塊必不可少的維護器。要將GPS芯片串口通信引腳連接到ARM芯片串口通信引腳，并對GPRMC數據項進行分析，從而準確確定四個級別的位置，并顯示當時的日期和時間。

2.5 視頻監控模塊

此功能的實現需要依靠中興微ZC301P芯片攝像頭。這架照相機的優點很明顯。現階段，銷量較好的Linux內核基本都采用此攝像頭驅動程序。在攝像頭設備的USB端口連接到板上時，視頻設備中的相關內容可以直接通過/dev的設備文件獲取，為后續的程序運行奠定堅實的基礎。

3 系統軟件設計

3.1 嵌入式平臺的搭建

系統硬件采用S3C2440主控芯片，系統為Linux 2.6.30內核。通過硬件和軟件的結合，可以更好地進行后臺操作。首先，您需要在Norflash中燒掉uboot，并將其移植到可應用于硬件系統版本。在燃燒uboot之后，可以基于選項燃燒內核和文件系統。在建立ARM平臺之后，我們還必須在PC上建立一個工作環境。系統采用Qt4.6.2版本的庫，庫源代碼在PC上交叉編譯，再移植到ARM平臺上，為后續程序的開發運行奠定堅實的基礎。應用程序在PC的交叉編譯環境中編譯后，也要編譯到ARM平臺中。

3.2 運用軟件的設計

系統應用程序采用Qt，一個跨平臺的c++圖形用戶界面應用程序開發框架。該設計的根本目的在于進行汽車GPS定位、酒后駕駛報警、語音識別等功能。主控制平臺外圍有GPS、GSM、酒精傳感器和語音提醒硬件模塊。程序在運行過程中必須承受各硬件設備初始化的沖擊，并為后續的程序運行做好準備。GSM和GPS模塊連接平臺為串口，在應用程序的構造函數中初始化兩個模塊的參數，打開串口。為了實現醉酒駕駛報警提示，酒精傳感器的DOUT端口連接到硬件電路上ARM平臺的中斷I/O。

使用軟件定期讀取該I/O端口的設備驅動文件。在檢測到該I/O端口接收到的電平跳變時，意味著酒精傳感器檢測到酒精的存在，與此同時，相關程序獲得相應，利用GSM短信報警，并將GPS獲取的定位信息發送到設定值。以確保用戶能得到更舒適的享受和體驗。攝像頭是利用軟件讀取/dev在Linux系統下的視頻設備文件，并將讀取的數據輸出到界面的UI控件，進而實現亮度調節、對比度調節以及后期拍照等功能。

4 系統調試

在實驗室環境下調試整個系統，將SIM卡插入卡槽，將GPS定位天線放在外面，打開硬件和有關應用程序。緊接著，開始操縱軟件交互界面，開啟GPS定位，選擇SMSGSM頁面設置報警短信發送的目標號碼。如若酒精傳感器接觸到以各種形式存在的酒精，聲音提醒揚聲器便會播放提示信息，目標手機定期收到報警信息。用手機將打開門的命令發送到系統，模擬門鎖的LED燈亮起;當關閉門發送到系統時，模擬門鎖的LED燈熄滅。當您點擊主程序中的播放按鈕時，主界面會顯示視頻圖像。

5 結語

本文論文主要是針對ARM/GSM/GPS的智能酒駕預警系統的使用價值進行探索，并且融合了ARM低消耗、高質量的處理技術和GPS精確定位的優點，從而有效的保證了能夠在酒駕的過程中迅速鎖定汽車的位置，并且完成報警工作，這也為以后預防酒駕的工作提供了更加科學合理的解決方案，也更容易被人們所接受和認可。

參考文獻：

[1]李星緯，馬春宇.基于單片機的智能模擬酒駕控制系統設計[J].電腦知識與技術，2018，14（05）：253-254.

[2]孫靜.多功能防酒駕智能控制系統的設計[J].通化師范學院學報，2017，38（08）：6-9+13.

基金項目：本文系福建省教育廳中青年教師科研項目資助（JAT17120）研究成果之一。

作者簡介：李綠色（1985-），女，福建漳州人，本科，講師，研究方向：電子設計。