CN205149649U - 车载酒精及烟雾浓度检测装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种车载酒精及烟雾浓度检测装置，包括汽车电子控制单元ECU、信号调理模块、汽车仪表盘、汽车供电系统、继电器控制模块和报警模块。本实用新型现有汽车酒精浓度检测装置实用性差，不便装配在汽车上，对汽车内部空间利用率低的问题，具有结构简单，安装方便，使用灵活等特点，适于推广应用。

Description

车载酒精及烟雾浓度检测装置

技术领域

本实用新型涉及一种酒精及烟雾浓度检测装置，尤其是装载在汽车上的，用于实时检测驾驶员体内酒精含量及车内烟雾浓度的车载酒精及烟雾浓度检测装置。

背景技术

现实工作和生活中存在着一些场合，例如汽车内部的驾驶环境，需要对内部的甲醛空气污染进行监测，以保证驾驶人的身体健康。

随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，买车自然就成为了大多数家庭的生活需要。据有关人士统计，在最近的十年期间，中国的汽车产量和销量稳居世界前三，是当之无愧的汽车产销大国。除此之外，我国的酒文化深入人心。从古至今，酒是亲戚好友聚会的必需品。在当今社会，尽管每个人都知道喝酒不开车，开车不喝酒，但还是会有人报有侥幸心理，因此酒后驾车时有发生，在我国显得尤其严重。酒后驾车给自己和别人的家庭带来了不可挽回的伤害。据统计，每年酒后驾车引起的车祸占所有车祸的40%以上，造成的个人和国家损失达好几十亿。因此，如何有效的减少酒驾的发生成为社会舆论的焦点之一。

近年来，检测技术取得了较大的进步，依靠传感器检测的手段正慢慢步入人们的生活中。比如温度传感器、烟雾传感器等等。各种各样的传感器被应用在不同的场合中来达到检测的目的。同时，由于单一传感器检测的数据并非可靠，为了进一步保证所得数据的准确性，多传感器的检测系统也是层出不穷，这里就采用了数据融合技术，将多传感器所得的数据进行融合处理，以达到一个较为准确的测量值。

目前，与酒驾相关的产品和科技，在国内外也有一定的研究，其主要总结如下：

1957年，世界上第一台醉酒呼吸分析仪在瑞典首次投入使用，标志着酒后驾驶检测的开始。接着英国斯托尔大学生理学家霍尔瓦特设计一套名为“个人警察”的监督系统，依据驾驶员审视车辆行驶方向的范围，判断驾驶员的酒驾程度，确定是否报警。

日本采用变档器上的探测声纳生来探测驾驶员手上汗液中的酒精含量，如果超出预设值时，汽车会自动上锁，并且通过车内的语音报警系统提醒司机严禁酒后驾车。

酒精钥匙技术：在车钥匙上设计一个小吹气管，如果酒精含量超标，则汽车不能启动。其体积小，携带方便。

酒后驾驶锁闭装置：在汽车室内安装酒精检测系统，分析司机呼出的其他，并将分析结果传送给汽车中控室，如果酒精含量超标，汽车同样不能启动。

日产酒精钥匙：其基本原理与萨博的酒精钥匙技术基本一致，但在日产车上酒精检测仪是直接与电脑连接，同时还与卫星导航系统相结合，能够实现实时监控的目标。

酒精探测仪：探测仪检测驾驶员呼出的气体，如果含量超标，可通过车载电脑自动发出指令，使车辆无法启动。

激光酒精检测仪：其检测仪能够发出一束特殊激光，该激光能够通过挡风玻璃来检测车内的酒精含量是否超标，这能够远距离检测酒精含量。

“醉立停”：防酒驾装置“醉立停”，安装在方向盘中轴位置，控制线路与汽车点火装置相连，能自动将点火装置断开。

目前我国大多使用高灵敏、高稳定的警用酒精浓度测量仪来测量是否酒驾。该仪器的酒精侦测元件采用先进的电化学传感器，同时采用先进的大规模集成电路作为数据处理单元，除此之外，还采用了先进SMT工艺作为装配工艺，具有宽范围温度操作，且能自动吹气流量侦测与控制，侦测出驾驶者是否吹气作弊等特点，同时具有便捷的操作界面，较大的内存容量、且能将数据通过USB接口上载到电脑，但其成本也相对较高，同时需要交警人员去强制检测，有一定的局限性。

发明内容

发明目的：

其解决了现有汽车酒精浓度检测装置实用性差，不便装配在汽车上，对汽车内部空间利用率低的问题，本实用新型提出了一种车载酒精及烟雾浓度检测装置。

技术方案：

本实用新型是通过以下技术方案来实现的：

一种车载酒精及烟雾浓度检测装置，其特征在于：该装置包括汽车电子控制单元ECU、信号调理模块、汽车仪表盘、汽车供电系统、继电器控制模块和报警模块；汽车电子控制单元ECU分别与信号调理模块、汽车仪表盘、继电器控制模块和报警模块相连接；MQ-3酒精传感器、光电烟雾传感器与信号调理模块相连接，汽车供电系统通过电压变换电路连接MQ-3酒精传感器和光电烟雾传感器；汽车供电系统直接给汽车电子控制单元ECU供电。

所述MQ-3酒精传感器嵌入在驾驶室内驾驶座位的上方，用来采集驾驶员周围气体中的酒精含量。

光电烟雾传感器嵌入在驾驶座上方，用来检测车内烟雾浓度。

汽车电子控制单元ECU将MQ-3酒精传感器和光电烟雾传感器测得的数据通过有线通信方式连接到汽车仪表盘上。

光电烟雾传感器内部设有两对红外发射管和红外接收管。

优点及效果：

本实用新型提供一种车载酒精及烟雾浓度检测装置，具有如下优点：

（1）作为汽车上的一项附加功能，低功耗、安装方便、使用灵活、自行检测并显示酒精浓度以提醒司机、价格低廉。

（2）实时检测车内烟雾浓度，有利于提醒驾驶员及时调节车内空气环境，有利于人体健康。

附图说明：

图1为本实用新型系统框图。

图2为本装置主控模块电路图。

图3为继电器控制模块电路图。

附图标记说明：

1.汽车电子控制单元ECU，2.信号调理电路，3.MQ-3酒精传感器，4.光电烟雾传感器，5.汽车仪表盘，6.汽车供电系统，7.电压变换电路，8.继电器控制模块，9.报警模块。

具体实施方式：

下面结合附图对本实用新型做进一步的说明：

原有的酒精测试仪器不灵敏，并且只能被动的工作，起不到预防的作用，仍然无法减少交通事故的发生，造成惨剧，致使很多家庭破裂。同时，原有的装置价格昂贵，安装程序繁杂，吸引不了那些追求简单方便的驾车族的注意力，装置得不到推广，对人们起不到很大的作用。

针对这一缺陷，本实用新型设置了车载酒精及烟雾浓度检测装置，解决了现有汽车酒精浓度检测装置实用性差，不便装配在汽车上，对汽车内部空间利用率低的问题。该装置测试到司机喝酒后在汽车仪表盘上显示检测到的酒精浓度，并且在检测到酒精浓度超标时，会声光报警，提醒司机甚至制止司机醉酒驾驶车辆，减少交通事故发生。该装置简单、便于安装。

为了便于行车中驾驶员自己随时观察汽车车内酒精、烟雾浓度，利于行车安全，本实用新型提出了一种用MQ-3酒精传感器来检测车内的酒精含量、用光电烟雾传感器测车内烟雾浓度、以汽车电子控制单元ECU作为控制中心的车载酒精浓度及烟雾浓度检测装置。

图1是车载酒精及烟雾浓度检测装置的框图，如图1中所示，该装置包括汽车电子控制单元ECU1、信号调理模块2、汽车仪表盘5、汽车供电系统6、继电器控制模块8和报警模块9；汽车电子控制单元ECU1分别与信号调理模块2、汽车仪表盘5、继电器控制模块8和报警模块9相连接；MQ-3酒精传感器3、光电烟雾传感器4与信号调理模块2相连接，汽车供电系统6通过电压变换电路7连接MQ-3酒精传感器3和光电烟雾传感器4；汽车供电系统6直接给汽车电子控制单元ECU1供电。

所述MQ-3酒精传感器3嵌入在驾驶室内驾驶座位的上方，用来采集驾驶员周围气体中的酒精含量。光电烟雾传感器4嵌入在驾驶座上方，用来检测车内烟雾浓度。

汽车电子控制单元ECU1将MQ-3酒精传感器3和光电烟雾传感器4测得的数据经过分析处理后通过有线通信方式连接到汽车仪表盘5上。

常用的烟雾探测方式有离子感烟探测、光电感烟探测方式，本实用新型采用了光电感烟探测方式。光电烟雾传感器4内部设有两对红外发射管和红外接收管。

图2为本装置主控模块电路图，主控模块包括汽车电子控制单元ECU1、报警模块9、酒精传感器3、汽车仪表盘5的电路。外置存储器24C01A的输出连接汽车电子控制单元ECU中的STC12C5A16AD单片机的P1.0和P1.1口。报警模块9连接单片机的中断接口P3.2和P3.3。汽车仪表盘连接单片机的P0口及P2.5，P2.6，P2.7引脚。MQ-3酒精传感器3连接单片机的P1端口。继电器控制模块8的电路图如图3所示。继电器控制模块8的继电器控制接口与汽车的点火与电喷电路相连接。光电烟雾传感器4连接汽车电子控制单元ECU中单片机的I/O口，即P2.0，P2.1，P2.2，P2.3。

本实用新型工作原理如下：

本实用新型以汽车电子控制单元ECU1为核心，MQ-3酒精传感器3与信号调理模块2相连，光电烟雾传感器4同样与信号调理模块4相连，所述光电烟雾传感器4采用了一对红外发射管和接收管来检测烟雾，红外发射与接收对管安装在探测器的暗室内，两管成钝角并处于对称状态。所述信号调理模块2与汽车电子控制单元ECU1相连接。汽车供电系统6通过电压变换电路7连接汽车电子控制单元ECU1、酒精传感器3与光电烟雾传感器4以保证它们正常工作。汽车仪表盘5通过导线与汽车电子控制单元ECU1相连，用于实时显示车内酒精浓度值及烟雾浓度值。该系统的核心是汽车电子控制单元ECU1，酒精传感器3嵌入到驾驶室内驾驶座位的上方。系统先通过汽车电子控制单元ECU1的串口设定一个酒精浓度和烟雾浓度的参考数据，然后MQ-3酒精传感器3和光电烟雾传感器4开始采集车内驾驶员周围空气中的酒精含量和烟雾浓度，之后送至调理电路2中进行信号的放大，并将调理后的信号送至汽车电子控制单元ECU1中，汽车电子控制单元ECU1接收MQ-3酒精传感器和光电烟雾传感器4的输入信号并将其转换成数字信号，之后对数据进行分析，根据分析结果输出指令数值，再将得出的最终数值与设定好的参考数值做比较，若超出标准值，则发送控制信号，通过报警模块9进行声光报警来警示司机已经处于酒驾状态或者车内空气差从而让驾驶员采取适当的措施。汽车电子控制单元ECU1将测得的数据通过有线通信方式发送到汽车仪表盘5上。将光电烟雾传感器4嵌入到驾驶座上方，当有烟雾进入暗室时，发射管发出的光在烟雾颗粒表面产生漫反射和折射进入红外接收管，当烟雾越大，在颗粒表面产生的反射及折射信号越强，红外接收管接收到的信号强度越多，由红外接收管将光信号转变成微弱电压信号，再进行二级放大，在二级放大的输出端将此信号送入信号调理电路2后在送入汽车电子控制单元ECU1进行A/D转换。将输入信号和参考数值进行比较，确定并存储故障信息并判断是否需要发出报警信息。车载酒精及烟雾浓度探测系统需要供电的模块有汽车电子控制单元ECU1、酒精传感器模块3和光电烟雾传感器4。汽车供电系统6通过电压变换电路7将+12V电压转换到+5V，电压供给酒精传感器模块3、光电烟雾传感器4。汽车供电系统6直接为汽车电子控制单元ECU1提供+12V电压。

Claims (5)

1.一种车载酒精及烟雾浓度检测装置，其特征在于：该装置包括汽车电子控制单元ECU（1）、信号调理模块（2）、汽车仪表盘（5）、汽车供电系统（6）、继电器控制模块（8）和报警模块（9）；汽车电子控制单元ECU（1）分别与信号调理模块（2）、汽车仪表盘（5）、继电器控制模块（8）和报警模块（9）相连接；MQ-3酒精传感器（3）、光电烟雾传感器（4）与信号调理模块（2）相连接，汽车供电系统（6）通过电压变换电路（7）连接MQ-3酒精传感器（3）和光电烟雾传感器（4）；汽车供电系统（6）直接给汽车电子控制单元ECU（1）供电。

2.根据权利要求1所述的车载酒精及烟雾浓度检测装置，其特征在于：所述MQ-3酒精传感器（3）嵌入在驾驶室内驾驶座位的上方，用来采集驾驶员周围气体中的酒精含量。

3.根据权利要求1所述的车载酒精及烟雾浓度检测装置，其特征在于：光电烟雾传感器（4）嵌入在驾驶座上方，用来检测车内烟雾浓度。

4.根据权利要求1所述的车载酒精及烟雾浓度检测装置，其特征在于：汽车电子控制单元ECU（1）将MQ-3酒精传感器（3）和光电烟雾传感器（4）测得的数据通过有线通信方式连接到汽车仪表盘（5）上。

5.根据权利要求1所述的车载酒精及烟雾浓度检测装置，其特征在于：光电烟雾传感器（4）内部设有两对红外发射管和红外接收管。