基于酒精檢測的輔助鎖車系統(tǒng)設計

陳洪桃 王靖 羅讓讓 王潔 趙年 簡東軍

摘要：鑒于酒駕造成的交通事故頻繁發(fā)生，借鑒國內(nèi)外現(xiàn)有控酒駕技術，設計了基于酒精檢測的輔助鎖車系統(tǒng)，從車輛源頭杜絕酒駕。該系統(tǒng)與汽車啟動系統(tǒng)相關聯(lián)，其主要作用是限制體內(nèi)酒精含量異常的欲駕駛人啟動車輛。當系統(tǒng)檢測到欲駕駛人體內(nèi)酒精含量超標時，預警系統(tǒng)發(fā)出預警信號，同時自動鎖死車輛，達到無法啟動車輛的目的，待駕駛環(huán)境恢復正常時，系統(tǒng)自動復位。

關鍵詞：輔助鎖車系統(tǒng) 酒精檢測 酒駕 汽車安全系統(tǒng)

中圖分類號：U463.6 ? 文獻標識碼：A ? 文章編號：1672-3791（2022）01（a）-0000-00

Design of Auxiliary Locking System Based on Alcohol Detection

CHEN Hongtao ?WANG Jing ?LUO Rangrang ?WANG Jie ?ZHAO Nian ?JIAN Dongjun

（ College of Physics & Engineering Technology， Xingyi Normal University for Nationalities， Xingyi，Guizhou Province， 562400 China）

Abstract：In view of the frequent occurrence of traffic accidents caused by drunk driving， drawing on the existing drunk driving control technology at home and abroad， an auxiliary vehicle locking system based on alcohol detection was designed to eliminate drunk driving from the source of the vehicle.The system is associated with the car's starting system， and its main function is to limit the person who wants to drive with abnormal alcohol content to start the vehicle.When the system detects that the alcohol content of the person who wants to drive exceeds the standard， the early warning system sends out an early warning signal and automatically locks the vehicle to achieve the goal of not being able to start the vehicle. When the driving environment returns to normal， the system automatically resets.

Key Words：Auxiliary locking system; Alcohol detection;Drunk driving; Vehicle security system

隨著人們的生活水平不斷提高，我國家庭汽車擁有量也快速提升。據(jù)公安部統(tǒng)計，截至2021年9月，全國機動車保有量達3.9億輛，其中汽車2.97億輛;全國機動車駕駛人4.76億人，其中汽車駕駛人4.39億人[1]。另一方面，中國的酒文化源遠流長，國人自古就有“無酒不成席”的習俗，在這種酒文化的影響下，飲酒人員的數(shù)量非常龐大，國家也出臺了相關的法律法規(guī)來控制酒駕，但很大一部分駕駛人員抱僥幸心理，酒后駕駛車輛的情況還是經(jīng)常發(fā)生，對于生命和財產(chǎn)安全是巨大的隱患，傳統(tǒng)的呼氣式酒精檢測儀受場地和監(jiān)管人員的限制，檢車范圍有限，所以從車輛端入手控酒駕就顯得很有必要。車載酒精檢測的研究興起于加拿大、美國，隨后逐漸成熟[2]。車載酒精檢測系統(tǒng)不受時間和空間限制，能更好地檢測到欲駕駛人是否飲酒，從根源遏制酒駕事件發(fā)生，不給酒后駕駛留余地。

1系統(tǒng)的總體設計方案

該輔助鎖車系統(tǒng)由四個分系統(tǒng)組成，即信息采集系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)、預警系統(tǒng)和鎖車系統(tǒng)，各個系統(tǒng)間相互聯(lián)系、配合完成整個鎖車過程。

當欲駕駛人進入駕駛座開啟車輛電源時，信息采集系統(tǒng)中的酒精傳感器開始工作，采用酒精傳感器來檢測駕駛員的體內(nèi)酒精含量情況[3]，同時人臉識別系統(tǒng)進行圖像采集，若無異常，車輛正常啟動，發(fā)現(xiàn)異常，預警系統(tǒng)發(fā)出報警信號、同時鎖車系統(tǒng)工作，車輛無法啟動。

1.1信息采集系統(tǒng)

信息采集系統(tǒng)由酒精傳感器采集欲駕駛人體內(nèi)的酒精濃度信息，經(jīng)單片機（負責將傳感器采集到的數(shù)據(jù)以及轉換單元的數(shù)據(jù)進行運算處理[4]）處理后傳輸?shù)筋A警系統(tǒng)和鎖車系統(tǒng)。如檢測到酒精濃度異常時，達到自動鎖車的目的。酒精傳感器的工作原理是利用N型導電性的氧化物暴露在大氣中時，會由于氧氣的吸附而減少其內(nèi)部的電子數(shù)量，導致其電阻增大。

1.2人臉識別系統(tǒng)

人臉識別系統(tǒng)以人臉識別技術為核心，相比于傳統(tǒng)的指紋、虹膜識別、聲音匹配、掌紋掃描、DNA鑒定等技術，該技術具有隱蔽性強、安全性高、操作簡便等優(yōu)點[5]。采用區(qū)域特征分析算法，融合了計算機圖像處理技術與生物統(tǒng)計學原理于一體，利用計算機圖像處理技術從視頻中提取人像特征點，利用生物統(tǒng)計學的原理進行分析建立數(shù)學模型，可以對人臉明暗偵測，自動調(diào)整動態(tài)曝光補償，人臉追蹤偵測，自動調(diào)整影像放大。其作用是防止未飲酒人先啟動車輛，然后換人讓飲酒人駕駛的情況發(fā)生。當人臉識別系統(tǒng)識別出啟動車輛和駕駛車輛人員不同時，車輛自動熄火鎖車。

1.3預警系統(tǒng)

預警系統(tǒng)的核心是聲光報警器，它一種是作用于人類視覺及聽覺的設備，能對人起雙重預警作用[6]，同時能夠與外聯(lián)系統(tǒng)進行信息傳遞、協(xié)同工作。當聯(lián)動系統(tǒng)（信息采集系統(tǒng)、人臉識別系統(tǒng)）傳達出異常信號，預警器能同時發(fā)出聲、光兩種警報信號，且禁止車輛啟動，直到警報現(xiàn)象解除。

1.4鎖車系統(tǒng)

鎖車系統(tǒng)的核心部分是汽車斷電器，斷電器的作用是周期性地接通和斷開初級電路，以使次級電路中感應出高壓電。它的主要部分是一對觸點，一個是固定的，另一個是活動的，這兩個觸點一般時間是閉合的，活動觸點隨發(fā)動機曲軸的轉動而開合，斷電器是蓄電池點火系的重要組成部分，斷電器觸點的斷開、閉合使點火線圈初級電路切斷或接通，由于電磁感應而使點火線圈的次級感應出高壓。

鎖車系統(tǒng)接收到警報信號，通過斷電器給汽車斷電，達到無法啟動車輛目的。

2原理流程圖

接通電源后，軟件先完成初始化，之后進入酒精含量檢測環(huán)節(jié)，若檢測到駕駛環(huán)境酒精含量無異常，開通點火開關，車輛可以正常啟動，若檢測到異常，進入監(jiān)測環(huán)節(jié)，即檢測人體內(nèi)酒精濃度和人臉識別環(huán)節(jié)，斷開點火開關，車輛鎖死，無法啟動。軟件工作流程圖見圖10。

3結語

酒后駕車給生命和財產(chǎn)安全都造成了極大的威脅，酒駕的檢測和防范工作受到重視，準確有效地辨別出駕駛人員是否屬于酒后駕車，是防范工作的重點所在，國家也出臺了相關法律法規(guī)禁止酒駕，但總有人抱著僥幸心理酒駕，所以從車輛端控制酒駕就顯得非常必要。傳統(tǒng)的呼氣式酒精檢測儀受場地和監(jiān)管人員的限制，控酒駕范圍有限，該文研究的酒精鎖車輔助系統(tǒng)直接與汽車啟動系統(tǒng)相連，且配有智能監(jiān)測探頭，可以判斷檢測人員與駕駛人員是否同一個人，有效避免了他人幫忙檢測的情況發(fā)生，遏制了酒駕的可能，從根源上減少了交通事故發(fā)生的概率。

參考文獻

[1]孔大為.全國機動車保有量3.9億輛 駕駛人4.76億人[N].人民公安報·交通安全周刊，2021-10-15（1）.

[2]張元剛，黃帥.汽車安裝酒精檢測裝置的必要性研究[J].決策探索（中），2020，660（8）：76.

[3]李莎莎，李娟.自動識別酒駕與事故報警系統(tǒng)[J].黑龍江工程學院學報， 2021，35（4）：20-23.

[4]丁亞東，熊剛.基于單片機的智能防酒駕裝置設計[J].機械制造與自動化，2018，47（5）：130-133，148.

[5]李夢瀟，姚仕元.基于PCA的人臉識別系統(tǒng)的設計與改進[J].計算機科學，2019，46（S1）：577-579.

[6]呂文娟.井下語音聲光報警裝置設計探究[J].能源與節(jié)能，2021（10）：163-164.