防醉驾方向盘的设计研究

李苑菊　唐文颖

摘要：本设计研究利用气敏电阻作用于气体敏感传感器，在气体敏感传感器对方向盘产生控制同时根据GPS提供的信息达到对车辆行驶制动的有效监控，从而避免司机的醉酒驾驶，避免由于醉酒驾驶发生的交通事故，更好地保障人民的生命财产安全。

关键词：防醉驾驶 方向盘 气体敏感传感器 GPS定位

0 引言

随着人们生活水平的迅速提高，私家车越来越多，同时对私家车的性能也要求越来越严格，尤其是对车辆的控制、定位、跟踪导航等技术要求越来越高。本文在作者阅读了大量关于车辆控制以及定位系统研究的文章后，针对由于酒后驾驶出现的各种交通事故提出车辆方向盘的研究方向，通过方向盘的控制有效地避免车祸的发生，从而更好地保障人们的人身安全，让人们每天都高高兴兴出门，安安全全回家。

1 关于醉酒驾驶

据悉，随着私家车的增加交通事故也随之增加，由于醉酒驾驶、酒后驾驶造成的交通事故有增无减。最近，笔者关于交通事故进行了一次调查，调查显示，大约有60%的交通事故跟酒后驾驶有关，而且，在死亡的交通事故中50%是酒后驾驶造成的。酒后驾驶已经成为了马路的第一大杀手！据科学研究发现，驾驶员在没有饮酒的情况下刹车反应时间为0.75秒，而在饮酒后反应时间会延长2-3倍。據有关资料统计，我国是世界上死于交通事故人数最多的国家，2010年全国死于道路交通事故的总人数98738人，差不多平均5分钟就有一人死于车祸；2011年前六个月全国共发生道路交通事故190270起，造成41933人死亡、221838人受伤。随着私家车的增多，这些数字仍在不断增长。为了减少交通事故的发生，国家质量监督检验检疫局特意发布了《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》，文中规定饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。2011年将醉酒驾驶规定为犯罪并于5月1日开始正式实施，对于酒后驾驶处罚标准为罚款500元，记12分，暂扣驾照3个月，醉酒驾驶的处罚标准为行政拘留15天，罚款1500元，记12分，暂扣驾照6个月。另外，根据最新的刑法修订案规定，醉酒驾驶行为将涉嫌“危险驾驶罪”，会被处以拘役和罚金。醉酒驾驶机动车的，由公安机关交通管理部门约束至酒醒，吊销机动车驾驶证，依法追究刑事责任；五年内不得重新取得机动车驾驶证。

2 酒精方向盘的设计

据了解，目前人们检测酒后驾驶的方法有血液样本检测和呼气、唾液、尿液检测。然而，由于交通事故的不确定性、突发性以及事故现场当事人身体情况的特殊性，这两种方法肯定会有不准确性、不及时性。因此不仅会给交警执法带来很大困难，而且对交通事故的发生只能进行事后处理而无法对不自觉的驾驶员进行防控与制止。本设计研究利用半导体气敏电阻检测驾驶员呼出的气体酒精浓度，再根据电阻值的变化控制方向盘的制动，从而控制车辆。半导体气敏电阻是一种利用气体吸附，使半导体的电导率发生变化的敏感器件。半导体气敏传感器主要利用酒精气体在半导体表面的氧化和还原反应引起的电阻元件阻值变化检测酒精浓度。当酒精气体接触半导体表面时被半导体吸附，分子在其表面会做布朗运动，进行自由扩散，分子在半导体表面的运动与导体内部自身的分子原子运动形成电子离子流，从而产生阻值。分子的数量的多少与阻值产生一定数量关系，因此，可以根据半导体阻值的数值显示判断酒精浓度大小，进行控制检测。气体敏感传感器由酒精传感器、模数转换器、单片机、数码管显示以及语音报警构成。当酒精传感器检测到酒精浓度后，会将其转化为电信号，然后将电信号传送给模数转换器，再经过模数转换器转换后，得到数字信号，然后将数字信号传给单片机，单片机会对所输入的数字信号进行分析处理，最后显示器会显示分析处理的结果，可以通过软件来设定一定的酒精浓度的阀值。如果所检测到的空气中的酒精浓度超过了所设定的阀值，就会发出报警信号同时巨大的电阻值会产生电流波冲击将方向盘自动锁住，同时将酒精浓度等信息传到控制中心。既可以达到通过方向盘控制车辆行驶的目的，又可以达到人为监控目的。

3 对车辆的监控

利用GPS的远程监控功能可以将驾驶员的酒后驾驶情况通过计算机网络系统传到交警部门的控制中心。调度管理中心收到报警信号，管理系统根据车辆档案库，显示出报警车辆的各种数据（如编号、车型、车牌、颜色、驾驶员姓名、年龄、性别等），同时，管理中心的电子地图上能立即显示出报警车辆的位置、速度、运行方向等信息，迅速调动附近的交警等工作人员及时对醉酒驾驶或者酒后驾驶的司机进行制止拦截解救。GPS系统能够让调度中心对网内所有车辆的分布位置和实时运行状况一目了然，尽收眼底，随时采取有效措施，对网内车辆进行合理调度，为车辆管理部门加强行业管理提供方便、有效的帮助。还可实现分级联网控制管理功能，建立一个中心监控，可以达到多个地方性控制中心进行同时监测，集中管理。

本设计研究的防醉驾方向盘完全可以应用于实践生活中，为防止酒后驾驶以及醉酒驾驶做出一定贡献，切实减少甚至避免因为酒后驾驶造成的交通事故！

参考文献：

[1]GB 19522-2004，车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验国家标准[S].北京：中国标准出版社，2004.

[2]岳睿.警用呼气式酒精传感器的研究进展[J].化学传感器，2006.

[3]吕泉.现代传感器原理及应用[M].北京：清华大学出版社，2006.

[4]张爱民等编著.怎样选用电子元器件.中国电力出版社，2005.

[5]宋文绪.传感器与检测技术[M].北京：高等教育出版社，2004.

基金项目：河北科技大学2012年度大学生科技创新基金项目。

作者简介：李苑菊，河北科技大学理学院，本科；唐文颖，河北科技大学理学院，实验师。