CN204472581U - 一种车载防酒驾监控系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种车载防酒驾监控系统，包含酒精传感器阵列、微控制器模块、模数转换单元、声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路、温度传感器、电源模块。本实用新型通过传感器阵列检测驾驶员附近酒精浓度，有效地提升了检测精度；通过温度传感器检测车内温度，有效地避免了温度给传感器带来的影响；本实用新型对车内酒精浓度进行实时检测，对驾驶人员是否酒驾做出正确判断，进而从根本上杜绝酒驾的发生，保障人身和财产安全，具有很大的社会意义和经济价值。

Description

一种车载防酒驾监控系统

技术领域

本实用新型涉及一种酒驾监控系统，尤其涉及一种车载防酒驾监控系统，属于酒驾监控领域。

背景技术

在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起，而造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”，因此杜绝酒后驾车对于社会有着重要的意义。目前的酒驾检测主要通过执法人员强制检测，总会存在一定的“漏网之鱼”，而现有内置的酒精测控系统，由于工作面窄，不具备全面、实时的检测功能，功能单一，易出现误判断等，无法投入大规模应用。

    目前内置的酒精测控系统，由于工作面窄，不能全面、实时地监测，因此不能从根本上杜绝酒后驾车的现象。通过实际了解，往往驾驶员以为自己车技了得，酒后驾车也无妨，所以酒驾行为无法得到很好的遏制，但是，驾驶员亲属对于酒驾行为还是有一定警觉性的。

目前的酒驾检测主要通过执法人员强制检测，总会存在漏洞，而现有酒精测控系统，由于工作面窄，不具备全面、实时的检测功能，功能单一，易出现误判断等，无法投入大规模应用。而且老驾驶员酒驾意识薄弱，反而驾驶员亲属对酒驾有一定警觉性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是针对背景技术的不足提供了一种车载防酒驾监控系统，其能够实时检测驾驶人员是否酒驾，进而杜绝酒驾的发生。

本实用新型为解决上述技术问题采用以下技术方案：

    一种车载防酒驾监控系统，包含酒精传感器阵列、微控制器模块、模数转换单元、声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路、温度传感器、电源模块，所述酒精传感器阵列通过模数转换器单元连接微控制器模块，所述声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路、温度传感器和电源模块均连接在微控制器模块的相应端口上；所述酒精传感器阵列用于实时检测驾驶员周边酒精浓度，所述车辆行驶状态判断电路用于检测车辆行驶状态、温度传感器用于实时检测车内环境温度，所述显示单元用于实时显示酒精浓度、环境温度和车辆行驶状态；所述短信发射模块用于通过短信通知驾驶员家属，所述电源模块为酒精传感器阵列、微控制器模块、模数转换单元、声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路和温度传感器提供所需电能。

    作为本实用新型一种车载防酒驾监控系统的进一步优选方案，所述微控制模块采用MSP430F149。

    作为本实用新型一种车载防酒驾监控系统的进一步优选方案，所述酒精传感器阵列由四个ME3A酒精传感器组成。

    作为本实用新型一种车载防酒驾监控系统的进一步优选方案，所述声光报警单元的型号为ISD4004。

    作为本实用新型一种车载防酒驾监控系统的进一步优选方案，所述温度传感器采用DS18B20数字温度计。

    作为本实用新型一种车载防酒驾监控系统的进一步优选方案，所述车辆行驶状态判断电路采用霍尔传感器。

本实用新型采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

1.本实用新型通过传感器阵列检测驾驶员附近酒精浓度，有效地提升了检测精度；

2.本实用新型通过温度传感器检测车内温度，有效地避免了温度给传感器带来的影响；

3.本实用新型对车内酒精浓度进行实时检测，对驾驶人员是否酒驾做出正确判断，进而从根本上杜绝酒驾的发生，保障人身和财产安全，具有很大的社会意义和经济价值。

附图说明

图1是本实用新型的结构原理图；

图2是本实用新型酒精传感器阵列分布图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的技术方案做进一步的详细说明：

    如图1所示，一种车载防酒驾监控系统，包含酒精传感器阵列、微控制器模块、模数转换单元、声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路、温度传感器、电源模块，所述酒精传感器阵列通过模数转换器单元连接微控制器模块，所述声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路、温度传感器和电源模块均连接在微控制器模块的相应端口上；所述酒精传感器阵列用于实时检测驾驶员周边酒精浓度，所述车辆行驶状态判断电路用于检测车辆行驶状态、温度传感器用于实时检测车内环境温度，所述显示单元用于实时显示酒精浓度、环境温度和车辆行驶状态；所述短信发射模块用于通过短信通知驾驶员家属，所述电源模块为酒精传感器阵列、微控制器模块、模数转换单元、声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路和温度传感器提供所需电能。

其中，所述微控制模块采用MSP430F149，所述酒精传感器阵列由四个ME3A酒精传感器组成，所述声光报警单元的型号为ISD4004，所述温度传感器采用DS18B20数字温度计，所述车辆行驶状态判断电路采用霍尔传感器。

如图2所示，酒精传感器阵列分布图：其中4个酒精浓度检测传感器分别安装在主驾驶区（主驾驶员的方向盘中间处，简称A区），副驾驶区（简称B区），主驾和副驾的中间区域（简称C区）以及主驾身后的区域（简称D区），在汽车内部，主驾驶员的呼气酒精浓度监测是容易受到副驾驶员和乘员的影响，因此靠近主驾驶员的A区可以选用灵敏度较高的ME3A酒精传感器，靠近副驾驶和乘员的地方可以采用MQ-3酒精传感器（即B,C,D区）。酒精浓度检测系统以MSP430F149为控制中心。

当开启车辆红外线钥匙时，系统启动（以此来争取酒精传感器MQ-3的预热时间，ME3A传感器无需预热）。MQ-3酒精传感器加热后，对车内酒精浓度进行检测，由于酒精含量与酒精传感器检测后产生的电压信号成特定比例关系，因此可根据电压信号进行酒精含量的判断，而ME3A－C2H5OH电化学酒精传感器输出的是微电流，需设计电路将微弱电流模转换为电压模， 然后再使用电压模模/数转换器。检测到的信号经过调零和放大后，通过微处理器内部AD转换为数字信号，由微处理器对此电信号进行处理，由无线模块发送给接收机。接收控制系统对4个酒精传感器发送的A、B、C、D区的酒精浓度数据与内置的专家数据进行比对，如果酒精检测系统判断驾驶员饮酒，则先触发短信发射模块通知亲属，同时触发TFT彩屏闪烁警报和语音警报。由于刚上车就检测酒精浓度，所以此时极有可能车辆并未行使。在亲属接收到酒驾短信，就会立即联系驾驶员，劝其醒酒后驾车，此效果远比一般的进行语音警报和强制制动好得多，还减少了一定风险。此系统在报警过后就立即处于休眠状态，不过TFT彩屏可显示当前时间和车内温度，所以此装置是除检测酒精外的多功能装置。系统在休眠十分钟（此休眠时间可通过外置按钮手动调节）后会再次启动检测，若酒精浓度仍超标，并判断出是主驾驶员，且车在行驶中，则同样触发上述警报。

模数（A/D）转换电路：这里使用MSP430F149内部的ADC，它是一种12位逐次逼近型的模拟i数字转换器，它的AD最大转换速率为1MHZ,ADC转换分为2个通道组：规则通道组和注入通道组。本次设计根据实际需要，使用规则通道的单次转换模式。将信号调理电路输出的模拟电压与P6.0相连，设置P6.0为模拟输入，每隔500ms读取AD转换输出的数值，送给微控制器模块处理。

汽车行驶状态判断电路：采用霍尔元件A3144[10],霍尔传感器是对磁敏器的传感元件，使用霍尔传感器可以获得脉冲信号，其机械结构较为简单，只要在转轴的圆周上黏上一粒磁钢，让霍尔元件开关靠近磁钢，就有信号输出，转轴旋转时，就会不断地产生脉冲信号输出。如果在圆周上黏上多粒磁钢，可以实现旋转一周，获得多个脉冲信号输出，以此就能够判断汽车是否处于行驶状态。显然，如果没有信号输出，则可以判断汽车处于停止状态。

工作过程：对传感器进行加热，然后采集酒精含量，并每隔500ms发射给接收控制系统，微控制器模块接收4个位置的酒精浓度信号（4个传感器位置：A位于主驾驶区，B位于副驾驶区，C位于主驾与副驾的中间区域，D位于主驾身后的区域），然后进行数据汇总分析：详情如下：1、D区酒精浓度超标且最后高，且D>A,B,C，这是后面位置人饮酒的情况。2、B区或B和C两区酒精浓度超标，且B>C>A,D这是副驾驶饮酒的情况。3、A区酒精浓度超标且最高，且A>C,D,B，这是驾驶员酒驾情况。4、A,B,C都超标，且C区浓度较大，这是驾驶员和副驾驶员都饮酒的情况，属于酒驾，其他情况不属于酒驾情况。若系统认为驾驶员酒驾，且车刚启动，微控制器则控制声光报警单元发出警报同时发送短信通知亲属。

声光报警电路：声音报警电路采用芯片ISD4004。IDS4004系列工作电压3V，单片录放时间8-16min,音质好，适用于移动电话及其他便携式电子产品中。芯片采用CMOS技术，内部含有振荡器、防混淆滤波器、平滑滤波器、音频放大器、自动静噪及高密度多电平闪烁存贮系列。芯片设计是基于所有操作必须由微控制器控制，操作命令可以通过串行通信口(SPI)送入。芯片采用多电平直接模拟量存储技术，每个采样值直接存贮在片内闪烁存贮器中，因此能够非常真实、自然地再现语音、音乐、音调和效果声，避免了一般固体录音电路因量化和压缩造成的量化噪声和“金属声”。片内信息存于闪烁存贮器中，可在断电情况下保存100年，反复录音10万次。把所要播放的报警录音通过电脑合成软件合成两种语音：1“请尊重生命，杜绝酒后驾驶”，2“警告：你已经酒后驾驶，为了您的家人，请停车休息”，分别从两个语音地址把声音录入语音芯片中，根据语音地址的不同即可播放两种语音，语音报警电路。

短信发射模块：短信的发送需要GSM模块和处理器协作完成，GSM模块与MSP430处理器通过串口连接，处理器向串口发送接收AT命令与GSM模块形成通信回路。中文短信的发送采用PDU模式，根据PDU模式标准形成PDU发送包，实现短信发送。PDU模式是把短信正文经十六进制编码后被传送，其编码总体上分为三个部分：服务中心号、接收方手机号、短信内容。例子如1、AT+CMGF ：设置短信的格式，0=PDU模式(默认)，1=文本模式 ；2、AT+CMGF=0 AT+CSCA ：获取服务中心的号码 ；3、AT+CSCA? AT+CMGS ：发送AT+CMGS= YYY ；其中 YYY 为TPDU的十进制长度 。短信发送模式有两种：1、短信1：您好，你家中车辆XXXX（车牌号）车内有其他人员饮酒，车辆未启动。2、短信2：您好，您家中车辆XXXX（车牌号）主驾驶员饮酒，车辆已在行驶中，请您及时联系。

温度检测电路：DS18B20的数字温度计提供9至12位（可编程设备温度读数)。由于DS18B20是一条口线通信，所以中央微处理器与DS18B20只有一个一条口线连接，温度显示在TFT彩屏上。

Claims (6)

1.一种车载防酒驾监控系统，其特征在于：包含酒精传感器阵列、微控制器模块、模数转换单元、声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路、温度传感器、电源模块，所述酒精传感器阵列通过模数转换器单元连接微控制器模块，所述声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路、温度传感器和电源模块均连接在微控制器模块的相应端口上；所述酒精传感器阵列用于实时检测驾驶员周边酒精浓度，所述车辆行驶状态判断电路用于检测车辆行驶状态、温度传感器用于实时检测车内环境温度，所述显示单元用于实时显示酒精浓度、环境温度和车辆行驶状态；所述短信发射模块用于通过短信通知驾驶员家属，所述电源模块为酒精传感器阵列、微控制器模块、模数转换单元、声光报警单元、显示单元、短信发射模块、车辆行驶状态判断电路和温度传感器提供所需电能。

2.根据权利要求1所述的一种车载防酒驾监控系统，其特征在于：所述微控制模块采用MSP430F149。

3.根据权利要求1所述的一种车载防酒驾监控系统，其特征在于：所述酒精传感器阵列由四个ME3A酒精传感器组成。

4.根据权利要求1所述的一种车载防酒驾监控系统，其特征在于：所述声光报警单元的型号为ISD4004。

5.根据权利要求1所述的一种车载防酒驾监控系统，其特征在于：所述温度传感器采用DS18B20数字温度计。

6.根据权利要求1所述的一种车载防酒驾监控系统，其特征在于：所述车辆行驶状态判断电路采用霍尔传感器。