CN108790819A - 一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统及检测方法 - Google Patents

一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统及检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统及检测方法，包括：呼气式传感器、红外传感器、数据处理器、报警系统、显示模块、WIFI模块、定位系统、发动机闭锁系统与速度限制系统，呼气式传感器安装在方向盘中央处；红外传感器安装在方向盘把手边，液晶显示器与数据处理器的I/O口连接，报警系统包括语音模块，语音模块与数据处理器的I/O口连接，所述WIFI模块与数据处理器的I/O接口，定位系统通过GPS对车辆所处位置进行定位，并将位置数据通过WIFI模块发送至互联网云端中，发动机锁闭系统与速度限制系统均与数据处理器的I/O口相连。本发明不仅能够有效地检测出驾驶者是否酒驾，而且能根据车内实际情况有针对性地采取安全措施，提高了驾驶安全性。

Description

一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统及检测方法
技术领域
本发明涉及一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统及检测方法，属于汽车安全控制技术领域。
背景技术
据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，我国对酒驾行为一贯严惩不贷。因此，能够在开车前检测出驾驶员体内酒精含量是否超标，并采取应对措施的发明，将会有效避免酒驾的不当行为，保护公共安全利益。目前，防止酒驾的措施一般仅靠交警的酒精探测仪来进行监督与处罚，个别驾驶员会自备酒精检测仪来自我监督，然而具体实施过程中这些方法远远不能达到每次监督，每回处理。现有的一些车内酒精检测防酒驾的发明存在判断结果不可靠、采取应对措施不够合理、缺少紧急情况下应急方案等问题。如何利用传感器和电子、通信技术，在每次驾车之前及时准确的检测驾驶员体内酒精含量是否符合标准，并采取应对措施，是通过科学技术防止酒驾事故的研究方向之一。
发明内容
为了减少酒驾带来的危险，本发明提出一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统及检测方法，带有酒精检测功能并能在检测到酒精含量超标后作出相应反应的方向盘以及使用该方向盘的汽车。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统，包括：呼气式传感器、红外传感器、数据处理器、报警系统、显示模块、WIFI 模块、定位系统、发动机闭锁系统与速度限制系统，其中，所述呼气式传感器安装在方向盘中央处，用于测量车内空气酒精浓度，并将其采集的模拟信号转变为电信号发送给数据处理器进行数据处理；所述红外传感器安装在方向盘把手边，通过红外线扫描使用者的手指将其采集的模拟信号转变为电信号发送给数据处理器进行数据处理，所述数据处理器包括第一单片机和第二单片机，所述显示模块包括液晶显示器，且所述液晶显示器与第二单片机的I/O口连接，所述报警系统包括语音模块，所述语音模块分别与第一单片机、第二单片机的I/O口连接，所述WIFI 模块与第二单片机的I/O接口，用于将呼气式传感器和红外传感器测得的酒精浓度数据发送至互联网云端进行数据记录；所述定位系统通过GPS对车辆所处位置进行定位，并将位置数据通过WIFI模块发送至互联网云端中，所述发动机锁闭系统分别与第一单片机和第二单片机的I/O口相连，所述发动机锁闭系统通过电路控制对车辆发动机进行锁闭控制，所述速度限制系统包括限速器，所述限速器与第二单片机的I/O口连接。
优选地，所述第一单片机接收呼气式传感器发送的电信号，初步判断驾驶员酒精是否超标，并向红外传感器发送控制信号，所述第二单片机接收红外传感器发送的电信号后确定驾驶员酒精是否超标。
优选地，所述呼气式传感器为呼气式内嵌网状酒精浓度传感器，所述红外传感器为近红外光谱人体酒精浓度检测传感器。
一种嵌入式的复合车载酒精自动检测方法，采用权利要求1-3中所述的一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统对驾驶者进行检测，具体步骤如下：
步骤1：系统启动，发动机闭锁系统通过电路控制对车辆发动机进行锁闭控制；
步骤2：语音模块提示驾驶者对呼气式传感器进行呼气，所述呼气式传感器将检测到的酒精浓度数据转化为电信号传输至数据处理中的第一单片机进行数据处理；
步骤3：第一单片机根据呼气式传感器发送的电信号与预定的阈值进行比较，初步判断驾驶员酒精是否超过15mg/100ml标准，若不超标，则第一单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其解除对车辆发动机的锁闭控制，若超标，则第一单片机分别发送控制信号至语音模块和红外传感器；
步骤4：红外传感器启动，同时语音模块提示驾驶者将手指放置在红外传感器处进行红外扫描；
步骤5：红外传感器将扫描得到的乙醇C-O基团对光谱的吸收度转化为电信号传输至第二单片机进行数据处理；
步骤6：第二单片机根据红外传感器发送的电信号与第二单片机内预设的阈值进行比较，判断驾驶员酒精是否超过20mg/100ml，若超标，则第二单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其对车辆发动机维持锁闭控制，并控制定位系统通过GPS对车辆所处位置进行定位，将位置数据通过WIFI模块发送至互联网云端进行数据记录，控制语音模块发出报警音提醒驾驶者体内酒精浓度超标，控制显示模块中的液晶显示器显示车内空气酒精浓度、红外传感器测得驾驶者血液投射光谱酒精浓度、驾驶者状态与实时日期时间，若不超标，则第二单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其对车辆发动机解除闭锁控制，同时所述发动机闭锁系统发送电路信号至速度限制系统，使其对车辆进行限速。
优选地，所述步骤6中速度限制系统对车辆进行限速，当检测酒精浓度小于15mg/100ml时，无限速设置，当检测酒精浓度介于15mg/100ml-20mg/100ml时，则第二单片机发送控制信号至限速器，将最高车速限定为60码，当检测酒精浓度大于20mg/100ml时，对车辆发动机维持锁闭控制。
有益效果：本发明提供一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统及检测方法，不仅能够有效地检测出驾驶者是否酒驾，而且能根据车内实际情况有针对性地采取安全措施，提高了驾驶安全性。
附图说明
图1是本发明提供的方向盘结构示意图。
图2是本发明提供的汽车内部酒精检测流程图。
图3是本发明提供车载酒精检测与运行系统的系统原理框图。
图中：方向盘1、呼气式传感器2、红外传感器3、显示屏4、WIFI模块5、面板主体6、语音模块7。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
如图1所示，一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统，包括：呼气式传感器2、红外传感器3、数据处理器、报警系统、显示模块、WIFI 模块5、定位系统、发动机闭锁系统与速度限制系统，其中，所述呼气式传感器2安装在方向盘1中央处，用于测量车内空气酒精浓度，并将其采集的模拟信号转变为电信号发送给数据处理器进行数据处理；所述红外传感器3安装在方向盘1把手边，通过红外线扫描使用者的手指将其采集的模拟信号转变为电信号发送给数据处理器进行数据处理，所述数据处理器包括第一单片机和第二单片机，所述显示模块包括液晶显示器，且所述液晶显示器与第二单片机的I/O口连接，所述报警系统包括语音模块7，所述语音模块7分别与第一单片机、第二单片机的I/O口连接，所述WIFI 模块与第二单片机的I/O接口，用于将呼气式传感器2和红外传感器3测得的酒精浓度数据发送至互联网云端进行数据记录；所述定位系统通过GPS对车辆所处位置进行定位，并将位置数据通过WIFI模块5发送至互联网云端中，述发动机锁闭系统分别与第一单片机和第二单片机的I/O口相连，所述发动机锁闭系统通过电路控制对车辆发动机进行锁闭控制，所述速度限制系统包括限速器，所述限速器与第二单片机的I/O口连接。
优选地，所述第一单片机接收呼气式传感器2发送的电信号，初步判断驾驶员酒精是否超标，并向红外传感器3发送控制信号，所述第二单片机接收红外传感器3发送的电信号后确定驾驶员酒精是否超标。
优选地，所述呼气式传感器2为呼气式内嵌网状酒精浓度传感器，所述红外传感器3为近红外光谱人体酒精浓度检测传感器。
如图2所示，一种嵌入式的复合车载酒精自动检测方法，采用权利要求1-3中所述的一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统对驾驶者进行检测，具体步骤如下：
步骤1：系统启动，发动机闭锁系统通过电路控制对车辆发动机进行锁闭控制；
步骤2：语音模块7提示驾驶者对呼气式传感器2进行呼气，所述呼气式传感器2将检测到的酒精浓度数据转化为电信号传输至数据处理中的第一单片机进行数据处理；
步骤3：第一单片机根据呼气式传感器2发送的电信号与预定的阈值进行比较，初步判断驾驶员酒精是否超过15mg/100ml标准，若不超标，则第一单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其解除对车辆发动机的锁闭控制，若超标，则第一单片机分别发送控制信号至语音模块7和红外传感器3；
步骤4：红外传感器3启动，同时语音模块7提示驾驶者将手指放置在红外传感器3处进行红外扫描；
步骤5：红外传感器3将扫描得到的乙醇C-O基团对光谱的吸收度转化为电信号传输至第二单片机进行数据处理；
步骤6：第二单片机根据红外传感器3发送的电信号与第二单片机内预设的阈值进行比较，判断驾驶员酒精是否超过20mg/100ml，若超标，则第二单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其对车辆发动机维持锁闭控制，并控制定位系统通过GPS对车辆所处位置进行定位，将位置数据通过WIFI模块5发送至互联网云端进行数据记录，控制语音模块7发出报警音提醒驾驶者体内酒精浓度超标，控制显示模块中的液晶显示器显示车内空气酒精浓度、红外传感器3测得驾驶者血液投射光谱酒精浓度、驾驶者状态与实时日期时间，若不超标，则第二单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其对车辆发动机解除闭锁控制，同时所述发动机闭锁系统发送电路信号至速度限制系统，使其对车辆进行限速。
优选地，所述步骤6中速度限制系统对车辆进行限速，当检测酒精浓度小于15mg/100ml时，无限速设置，当检测酒精浓度介于15mg/100ml-20mg/100ml时，则第二单片机发送控制信号至限速器，将最高车速限定为60码，当检测酒精浓度大于20mg/100ml时，对车辆发动机维持锁闭控制。
如图1所示，本发明中，显示屏4、WIFI模块5和语音模块7均安装在面板主体6上，数据处理器和定位系统均安装在汽车内部控制系统中，属于常规技术手段，故而未加详述。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的两种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (5)

1.一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统，其特征在于，包括：呼气式传感器、红外传感器、数据处理器、报警系统、显示模块、WIFI 模块、定位系统、发动机闭锁系统与速度限制系统，其中，所述呼气式传感器安装在方向盘中央处，用于测量车内空气酒精浓度，并将其采集的模拟信号转变为电信号发送给数据处理器进行数据处理；所述红外传感器安装在方向盘把手边，通过红外线扫描使用者的手指将其采集的模拟信号转变为电信号发送给数据处理器进行数据处理，所述数据处理器包括第一单片机和第二单片机，所述显示模块包括液晶显示器，且所述液晶显示器与第二单片机的I/O口连接，所述报警系统包括语音模块，所述语音模块分别与第一单片机、第二单片机的I/O口连接，所述WIFI 模块与第二单片机的I/O接口，用于将呼气式传感器和红外传感器测得的酒精浓度数据发送至互联网云端进行数据记录；所述定位系统通过GPS对车辆所处位置进行定位，并将位置数据通过WIFI模块发送至互联网云端中，所述发动机锁闭系统分别与第一单片机和第二单片机的I/O口相连，所述发动机锁闭系统通过电路控制对车辆发动机进行锁闭控制，所述速度限制系统包括限速器，所述限速器与第二单片机的I/O口连接。
2.根据权利要求1所述的一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统，其特征在于，所述第一单片机接收呼气式传感器发送的电信号，初步判断驾驶员酒精是否超标，并向红外传感器发送控制信号，所述第二单片机接收红外传感器发送的电信号后确定驾驶员酒精是否超标。
3.根据权利要求1或2所述的一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统，其特征在于，所述呼气式传感器为呼气式内嵌网状酒精浓度传感器，所述红外传感器为近红外光谱人体酒精浓度检测传感器。
4.一种嵌入式的复合车载酒精自动检测方法，其特征在于， 采用权利要求1-3中所述的一种嵌入式的复合车载酒精自动检测系统对驾驶者进行检测，具体步骤如下：
步骤1：系统启动，发动机闭锁系统通过电路控制对车辆发动机进行锁闭控制；
步骤2：语音模块提示驾驶者对呼气式传感器进行呼气，所述呼气式传感器将检测到的酒精浓度数据转化为电信号传输至数据处理中的第一单片机进行数据处理；
步骤3：第一单片机根据呼气式传感器发送的电信号与预定的阈值进行比较，初步判断驾驶员酒精是否超过15mg/100ml标准，若不超标，则第一单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其解除对车辆发动机的锁闭控制，若超标，则第一单片机分别发送控制信号至语音模块和红外传感器；
步骤4：红外传感器启动，同时语音模块提示驾驶者将手指放置在红外传感器处进行红外扫描；
步骤5：红外传感器将扫描得到的乙醇C-O基团对光谱的吸收度转化为电信号传输至第二单片机进行数据处理；
步骤6：第二单片机根据红外传感器发送的电信号与第二单片机内预设的阈值进行比较，判断驾驶员酒精是否超过20mg/100ml，若超标，则第二单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其对车辆发动机维持锁闭控制，并控制定位系统通过GPS对车辆所处位置进行定位，将位置数据通过WIFI模块发送至互联网云端进行数据记录，控制语音模块发出报警音提醒驾驶者体内酒精浓度超标，控制显示模块中的液晶显示器显示车内空气酒精浓度、红外传感器测得驾驶者血液投射光谱酒精浓度、驾驶者状态与实时日期时间，若不超标，则第二单片机发送控制信号至发动机闭锁系统，使其对车辆发动机解除闭锁控制，同时所述发动机闭锁系统发送电路信号至速度限制系统，使其对车辆进行限速。
5.根据权利要求1所述的一种嵌入式的复合车载酒精自动检测方法，其特征在于，所述步骤6中速度限制系统对车辆进行限速，当检测酒精浓度小于15mg/100ml时，无限速设置，当检测酒精浓度介于15mg/100ml-20mg/100ml时，则第二单片机发送控制信号至限速器，将最高车速限定为60码，当检测酒精浓度大于20mg/100ml时，对车辆发动机维持锁闭控制。
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