CN204659455U - 一种防酒驾和疲劳驾驶的装置 - Google Patents

Abstract

一种防酒驾和疲劳驾驶的装置，包括红外酒精检测传感器，安装于方向盘，获取手部血管内血液的酒精含量数据，向外输出相应的电信号；信号调理电路，接收所述电信号，将其进行滤波、放大以及模数转换；中央控制单元，接收所述信号调理电路输出的数字信号；显示装置，连接所述中央控制单元，实时显示所述中央控制单元所接收的酒精含量数据，本实用新型还可包括安装于方向盘内部的计时装置，本实用新型不接触当事人皮肤和口腔，减少疾病传播；无需当事人主动参与；提高检测工作效率，减少现场警力，消除目前酒后驾驶抽查的随机性。

Description

一种防酒驾和疲劳驾驶的装置

技术领域

本实用新型属于检测与控制技术领域，特别涉及一种防酒驾和疲劳驾驶的装置。

背景技术

由于经济与交通的飞速发展所带来的机动车“出行热”，越来越多的人有了自己的私家车，同时行车安全也作为一个重要的话题进入到人们视线中，但是每年的交通事故所带来的人员伤害与经济损失依然触目惊心，以下分别是近5年来交通事故所带来的伤害数统计。

在世界各国交通事故法医学调查中，酒后驾驶和疲劳驾驶是导致交通事故发生的重要原因，我国交通部统计数目表明：酒驾和疲劳驾驶发生道路伤害的危险性是非酒驾和疲劳驾驶的4.13倍，酒后驾车和疲劳驾驶造成机动车严重损害的危险性是非酒驾和疲劳驾驶的3.01倍。

面对这些庞大的数据统计与调查分析，可以看出交通事故已经是现代社会生活中一个棘手并且迫在眉睫需要解决的社会难题。

根据市场调查，得出目前市场上所存在的且使用较多的防酒驾与疲劳驾驶装置主要存在的弊端与问题：

现有酒精检测装置和防疲劳驾驶装置都是分开的，且酒精检测装置主要分为两大类：一是交警用的呼气酒精检测仪；二是医用血液采集酒精检测装置，这两者在一定程度上都存在弊端，前者主要是靠气敏传感器，其比较明显的弊端有：

1.酒精测试仪呼气测量的结果和抽血检验的结果有差异，有时差异比较大。

2.使用不同品牌酒精测试仪对同一个人同时检测，结果存在差异。

3.使用同一台酒精测试仪对同一个人多次检测，结果存在差异。

后者主要是医用血样检测，饮酒后，酒精先由胃壁粘膜吸收、再进入肠壁，经肠壁吸收，溶解于血液中，根据查阅相关资料，一般人饮酒后5分钟便可在血液中发现酒精，经过约两个半小时，所饮酒中的酒精便被人体全部吸收，尽管血样采集检测就酒精的可靠性与精度都比较高一些，但对人体饮酒时间有一定的限制；一般与呼气式酒精检测装置联合使用。

防疲劳驾驶的装置主要有可分为以下几个：

1、挂耳朵式疲劳预警器。功能非常简单，低头就报警，然而考虑到打瞌睡不一定就低头，且瞌睡导致的低头特征出现的比较晚，驾驶员也不喜欢在开车时佩戴一个附加物，所以该类产品实用性较差；

2、手表式和眼镜式。手表式利用脉搏的跳动来估测人是否疲劳，没有权威的科学依据，且不能解决突然睡着的问题，眼镜式则是强迫带一幅厚重的眼镜来判断眨眼频率，基本上许多人都不适应，其实眨眼频率和疲劳没有直接关系；

3、方向盘触摸式。利用在方向盘上安装一些传感器来感知驾驶员是否握住方向盘，这和疲劳其实也没有直接关系，有些人睡着了还难从他手里取下东西，等人松弛了才报警没有太多的事实根据，实在有些牵强附会，并且有安装传感器会使方向盘操作不方便；

4、图像识别式。利用图像传感器捕捉驾驶员面部，通过面部特征识别，判断驾驶员疲劳程度。

综上所述，目前市场上存在的防酒驾与疲劳驾驶的装置中还存在诸多问题：例如这些装置普遍存在的测量不准确、使用携带不方便、不安全以及使用环境条件的限制等问题。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种防酒驾和疲劳驾驶的装置，使用人体近红外光酒精检测装置进行检测，并且有效添加计时器控制电路防疲劳驾驶装置，来达到集酒驾与疲劳驾驶双重防效的效果

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种防酒驾和疲劳驾驶的装置，包括：

红外酒精检测传感器，安装于方向盘，获取手部血管内血液的酒精含量数据，向外输出相应的电信号；

信号调理电路，接收所述电信号，将其进行滤波、放大以及模数转换；

中央控制单元，接收所述信号调理电路输出的数字信号；

显示装置，连接所述中央控制单元，实时显示所述中央控制单元所接收的酒精含量数据。

所述中央控制单元与控制汽车启动电机启动的继电器连接。

所述中央控制单元连接有报警器。

还包括安装于方向盘内部的计时装置。

与现有传统呼气酒精检测采样过程中，经常出现一些不配合检查的驾驶者，需花费数小时进行呼吸酒精检测，相比之下，本实用新型点是：不接触当事人皮肤和口腔，减少疾病传播；无需当事人主动参与；提高检测工作效率，减少现场警力，消除目前酒后驾驶抽查的随机性。

附图说明

图1是本实用新型系统框图。

图2是本实用新型红外酒精检测传感器的原理框图。

图3是本实用新型信号调理电路的原理框图。

图4是本实用新型工作流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例详细说明本实用新型的实施方式。

近红外光是介于可见光和中红外光之间的电磁波，近红外光谱区的波长范围为780～2526nm，而近红外光谱主要是由于分子振动的非谐振性使分子振动从基态向高能级跃迁时产生的记录的主要是含氢基团X-H(X＝C，N，O)振动的倍频和合频吸收。不同基团(如甲基、亚甲基、苯环等)或同一基团在不同化学环境中的近红外吸收波长与强度都有明显差别，近红外光光谱具有丰富的结构和组成信息，非常适合用于碳氢有机物质的组成与性质的测量，因此利用这个原理，本实用新型红外线酒精传感器即根据反射光谱法来实施对驾驶员手部血液内酒精浓度的测试。

如图1所示，为本实用新型系统框图。本方案针对目前醉酒驾驶检测方法中存在的限制因素,提出了采用近红外检测法可以快速、准确、无损检测人体内酒精含量，通过红外酒精检测传感器获取数据，通过信号调理电路预处理数据，结果发送至中央控制单元，并在显示装置上进行显示，同时又向执行机构提供控制信号。并添加计时器电路对驾驶员驾驶时间进行计时，二者通过电路系统应用在汽车上，联动传感装置和启动装置，最终达到实现识别、检测和制动的目的，从而到集酒驾与疲劳驾驶双重防效的效果。

通过红外传感器(图3)与信号调理电路(图2信号调理电路原理图)最终连接执行机构

本实用新型红外酒精检测传感器原理如图2所示，向检测目标发出红外光束，越过检测目标后，经过透镜滤波，由光电检测电路将光信号转换为有效的电压信号。红外酒精检测传感器包括三个主要部分：发送器、接收器和检测电路，发送器对准目标发射光束，发射的光束一般来源于半导体光源，发光二极管(LED)、激光二极管及红外发射二极管。光束不间断地发射，或者改变脉冲宽度。接收器有光电二极管、光电三极管、光电池组成。在接收器的前面，装有光学元件如透镜和光圈等。在其后面是检测电路，它能滤出有效信号。

此外，光电开关的结构元件中还有发射板和光导纤维。三角反射板是结构牢固的发射装置。它由很小的三角锥体反射材料组成，能够使光束准确地从反射板中返回，具有实用意义。它可以在与光轴0到25的范围改变发射角，使光束几乎是从一根发射线，经过反射后，还是从这根反射线返回。目前，国内外已经研制了基于相关原理的酒精检测仪，将红外光照射在人体皮肤上，根据反射的红外光程度快速地知道酒精含量，检测结果在60秒内完成，比呼出气体酒精含量检测仪便捷得多。我国已经应用相关产品，如双测量系统红外酒精检测仪9510。

具体地，在方向盘的上表面安装红外发送器，下表面安装接收器，中央控制单元安装在方向盘中心，电源模块经稳压模块向中央控制单元提供稳压电源，同时连接报警和熄火控制装置，报警装置安装在仪表盘上，通过语音报警，熄火控制开关由继电器连接汽车的开关上。

本实用新型同时设置防疲劳系统，将计时模块和红外酒精检测传感器一起安装在方向盘内，疲劳驾驶提醒和酒精报警共用一个语音报警模块。

将以上采用外置式的独立的酒精测试装置和防疲劳驾驶装置集成到机动车方向盘这一特殊位置并与发动机控制部件联动，设计控制计时器，有效实现防酒驾与疲劳驾驶的双效结合，从而确保机动车自动实施酒精检测和疲劳检测，与传统装置相比保证其测试对象的唯一性和不可替换性。将红外装置集成到机动车方向盘后，不仅具有使用寿命长、不影响机动车正常使用和内装美观、应用范围广泛等特点，更重要的是可随时随地、准确进行对机动车实际驾驶者的酒精浓度监测和疲劳驾驶的实时追踪。

如图4所示，本实用新型将红外线酒精传感器安装在驾驶室内，通过人体无创伤红外检测的方法，主动、快速识别车辆驾驶者这一唯一检测对象身体血液酒精含量是否超标，并以此来控制车辆的正常行驶，从根本上避免了气体源识别问题，达到快速流畅检测，避免了同类防酒后驾车装置因无法“有效识别”而导致的“误事、误时”等问题。当驾驶者手握方向盘，与安装在方向盘的红外线酒精传感器接触，测试手部血管内血液的酒精含量，传感器内部电路判断酒精含量是否超标，其结果为传感器输出的电信号，而此电信号经过信号调理电路的滤波以及放大、模数转换后输入到中央控制单元(ECU)中。如果含量超标，中央控制单元根据此信号发出指来控制继电器动作，进而控制汽车启动电机的动作，切断汽车启动装置，达到防止酒驾车的目的。同时，超标结果还可以同步通过语音系统进行报警提示，而检测结果也以通过显示设备给出具体数值，或者根据产品需要给出更多的分析结果。

检测是否酒驾之后防疲劳驾驶装置才启动，防疲劳驾驶装置采用设计控制计时电路，由两个74LS290构成60进制秒位计时电路，脉冲电路提供每秒一个脉冲，每60个脉冲之后向分位进1；同理每60分向时位进1。当汽车发动时，通过控制器使计时器的计时时间自动清零，驾驶员手放到方向盘上，有了红外感应再通过控制器使计时器开始计时。第一种情况是当计时器计时超过四小时时，时位计时器给电位控制开关一个高电位，开关闭和，报警装置工作，扬声器报警。第二种情况是在驾驶员驾车途中有换驾驶员或者停车休息，如果是换驾驶员，可直接经安装在方向盘上的红外检测装置，通过控制系统使计时器自动清零并重新开始计时；如果是停车休息，可通过休息计时器，设置休息计时器的系统默认时间为15分钟，15分钟到了之后，此时控制器对所有时间清零并重新开始计时。

电源模块提供电源经稳压模块向红外信号处理中枢提供稳压电源，如果中央控制单元(ECU)发出高电位给熄火控制开关，开关闭和，继器得电开始工作，常闭触点断开，点火装置断电，汽车熄火。

脉冲电路提供每秒一个脉冲，利用两个74LS290构成60进制秒位计时电路，每60个脉冲之后向分位进1；同理每60分向时位进1，当达到4小时，时位计时器给电位控制开关一个高电位，开关闭和，报警装置工作。脉冲电路提供每秒一个脉冲，两个74LS290构成60进制秒位计时电路，每60个脉冲之后向分位进1，当达到10分钟时，计时器给控制器1一个高电位，控制器工作，计时器所有清零端加高电位，计时器清零，并且关闭报警装置。

Claims (4)

1.一种防酒驾和疲劳驾驶的装置，其特征在于，包括：

红外酒精检测传感器，安装于方向盘，获取手部血管内血液的酒精含量数据，向外输出相应的电信号；

信号调理电路，接收所述电信号，将其进行滤波、放大以及模数转换；

中央控制单元，接收所述信号调理电路输出的数字信号；

显示装置，连接所述中央控制单元，实时显示所述中央控制单元所接收的酒精含量数据。

2.根据权利要求1所述防酒驾和疲劳驾驶的装置，其特征在于，所述中央控制单元与控制汽车启动电机启动的继电器连接。

3.根据权利要求1所述防酒驾和疲劳驾驶的装置，其特征在于，所述中央控制单元连接有报警器。

4.根据权利要求1所述防酒驾和疲劳驾驶的装置，其特征在于，还包括安装于方向盘内部的计时装置。