汽车酒驾报警及限制起动系统研究

孙自文 刘振华 程小卫

摘要：汽车是现代生活中重要的交通工具，参与交通的人数逐年增加，但酒后驾驶行为也在日益增多，严重危害社会公共安全。国家及时出台相关法律条文对酒驾和醉驾行为进行严厉的处罚，处罚只是对酒后驾驶行为的一种法律层面约束，而现实生活中酒后驾驶行为仍然存在，尤其在逢年过节时，酒后驾驶的人员仍然很多。法律约束是在从心理上对酒后驾驶行为人进行约束，并不能真正限制酒后驾驶行为。在車上安装一套酒后驾驶限制系统，通过检测驾驶员是否喝酒，来限制汽车起动，是从技术上对酒后驾驶行为进行约束，并通过车联网技术将车主信息告知其家人，以确保驾驶人的安全。本文就这一技术进行研究。

关键词：酒驾;传感器;物联网限制起动

中图分类号：U471 文献标示码：A

1驾驶员酒后的心理分析及危害

酒后驾驶人员血液中含有大量酒精，会影响到驾驶员对路况的正确判断，对车辆的操控动作也将变得迟缓，从而造成交通事故的发生。酒后驾驶车辆的司机心里往往自以为是，认为自己酒量好，觉得即喝了酒也能把车开到目的地。酒后驾车行为危害性极大，酒精能够影响驾驶员的视觉，酒后驾驶员的视野会缩小，醉酒驾驶员只能感觉到很小一部分的周围环境，而且判断、操作能力降低。

酒后驾驶员对光、声刺激的反应时间延长，从而无法正确判断距离和速度，易打磕睡而且空间视觉差。酒后驾驶员的运动反射神经迟钝，触觉能力降低，无法正常控制车速、制动及方向盘。

国家对酒驾也出台了相关法律条文，禁止酒驾的目的是保护人的生命安全，维护社会秩序，通过法律给驾驶员一个喝酒不开车，开车不喝酒的理念。但是事实上，有些司机抱有侥幸心理，但如果在车上安装一套技术装备，判断驾驶员是否喝酒，作为汽车起动的必要条件，从技术上对酒驾行为加以限制，那将大大减少交通事故的发生概率。

2汽车酒驾报警系统的构成及工作原理

安装该系统的目的在于能够准确测量出驾驶员是否存在喝酒行为。该系统主要包括4部分：信息确认系统;酒精传感器测量系统;视频监控系统;语音报警系统。

2.1信息确认系统

信息确认系统是在车上安装一套用于确认驾驶员是否存在饮酒驾驶的选择性操作系统，是预防驾驶员酒后驾驶车辆的第一步监控程序。该系统包含监控系统、语音提示系统、按键选择系统和中控系统。

当驾驶员进入驾驶室，准备起动车辆时，监控系统将检测到的信号传递给中控电脑，中控电脑控制语音系统发出语音提示，提示驾驶员确认是否存在饮酒行为，驾驶员必须根据语音提示进行按键选择。若存在饮酒行为，请选择“是”，中控电脑将控制车辆不能起动，同时语音系统提示驾驶员终止操控车辆，并提醒驾驶员联系代驾或者其他有驾照未饮酒人员来代为驾驶车辆;若驾驶员不存在饮酒行为，请选择“否”，中控电脑根据驾驶员的选择控制车辆正常起动^[1]。

2.2酒精传感器测量系统

该系统的设置可以有效测试驾驶员的清醒程度，可预防酒后驾驶，减少酒后驾驶而引发的交通事故。该系统包含硬件及软件2个方面，硬件电路包含酒精气体传感器检测电路、连接线路及完成信号采样并处理信号的单片机。

软件方面，原始数据的采样值是一个间接的负载分压值，需要设计程序将模拟信号转换为被测酒精浓度值，通过软件编程获取数据的线性分析结果，在处理信号时还要考虑到空气流动和空气湿度对测量结果的影响，通过多种数据的测量确定驾驶员是否存在饮酒行为。

系统操作是在驾驶员位置安装一个可调整的酒精传感器，语音提示系统提醒驾驶员，并测量驾驶员呼出的气体酒精浓度，来判断驾驶员是否存在饮酒行为。通过酒精传感器测量，若驾驶员呼出的气体不含酒精，则认为驾驶员不存在饮酒行为，车辆可以正常起动;若驾驶员呼出的气体含有酒精.中控电脑将控制发动机电脑禁止车辆起动。

为使测量信号的准确度得以提升，避免车内人员违规操作，在车上不同位置均安装酒精浓度测量传感器，车内酒精传感器将信号传给汽车中控电脑，电脑根据不同位置的传感器传递的信号电压变化，来确认驾驶员是否存在饮酒行为，进而作为中控电脑控制发动机电脑能否控制车辆正常起动的重要条件^[2]。

车内各区域酒精浓度不同，传给汽车中控电脑的信号电压也不同，若驾驶员位置酒精浓度较高，默认为驾驶员存在酒驾行为，车辆不能正常起动;若驾驶员位置酒精浓度较低，则驾驶员可能没有饮酒。

当中控电脑酒精传感器传送的信号判定驾驶员存在酒后驾驶行为时，语音提示系统会发出语音报警，提醒驾驶员禁止酒后驾驶。如果驾驶员不听从语音提示，仍要继续操控车辆时，中控电脑控制系统将控制发动机禁止车辆起动。如是新能源汽车，中控电脑将控制电源系统停止给电机供电，终止车辆起动工作，从技术层面终止驾驶员酒后驾驶行为^[3]。

2.3视频监控系统

车载视频监控系统将车内情况实时采集至监控中控电脑处理器终端，终端系统对接收到信号进行分析、对比、编码、压缩与存储。全面智能视频监控系统是监控驾驶员是否存在饮酒驾驶非常重要的且非常具有开创性的设计，在技术层面上讲，该系统可以自动监控驾驶员的真实状态和驾驶员所预期的状态进行区别。

车载视频监控系统除了可以监控驾驶员是否将双手放在了方向盘上之外，视频控制系统还可以监视驾驶员是否存在精神不正常或者眼睛是否飘忽。当发现驾驶员存在走神或者精神恍惚时，中控电脑系统通过语音提示系统及时提醒司机安全操控车辆。通过在驾驶室安装一个面向驾驶员的摄像头，可时时监控驾驶员在任一时间的操控行为，亦可监控、识别、检测司机的意识状态和认知。

如果安装1个摄像头监控区域受限时，可通过安装多个摄像头来监控司机行为。图像会被车载嵌入式处理器处理，获取传送的重要信息。监控范围可进行放大，监控整个面部、头部、面部表情和分层的远程信息处理，能更精准地检测到司机的意识和认知，将驾驶舱内摄像头记录的图像通过汽车远程信息处理和高级驾驶员辅助系统获得的信息结合起来确定司机的状态。

在车内驾驶室位置，安装视频监控系统^[4]，除了以上作用之外，还可以实时监控驾驶员是否存在弄虚作假行为。比如，监控系统可对车辆起动前后的人员进行人脸识别，车辆起动前，对驾驶员信息进行确认，在发动机起动后，查看操控车辆的是否为起动前的驾驶员，若同属一人，则车辆可以正常继续行驶;若非同属一人，则系统提醒驾驶员打开右转向灯、并靠边，同时给发动机电脑发送信号，控制发动机相关传感器减小发动机的动力输出。若经过一段时间驾驶员未按照系统提示进行相关操作，中控电脑将通过内部电源控制系统开启应急转向灯，逐步降低车速，缓慢行驶适当距离直至停止车辆继续行驶。

视频监控系统的另外一個功能是监控驾驶员的面部表情，根据驾驶员的眼神及其面部表情的变化来确定驾驶员是否存在疲劳驾驶情况，再结合酒精传感器的信号，判断驾驶员是否存在酒驾，或车辆行驶途中存在饮酒行为;全面智能视频监控系统除了可以监控并终止驾驶员存在酒后驾驶行为，还可通过5G移动数据通讯系统，将图像时时传送给公安系统，以方便公安系统对存在强制酒后驾驶的行为人进行控制，避免驾驶员因酒后驾驶造成更大的社会危害。

2.4语音报警系统

该系统主要基于中控电脑控制系统信号处理单元，对信号采集系统送来的信号不断进行分析判断，提取有用信号，并对其进行运算处理，将其信号处理结果送至存储器。语音报警系统是车辆操控系统与车载成员对话的主要途径，对车辆起动前的信息确认、车辆起动后人员信息确认对比提示及酒驾提示等起到至关重要的作用。该系统的终端设备可以与导航系统共享，也可以经中控电脑控制系统，通过5G通讯网络直接与公安系统对话连接，对车辆实现远距离语音指导性控制，为后续车辆的远程控制提供技术支持^[5]。

3结束语

驾驶员上车后对驾驶员进行自检和系统监控，直至中控电脑控制系统控制车辆等一系列操作，将酒驾控制在车辆起动前，如果驾驶员强制起动车辆，该系统将终止车辆行驶，并开启危险警报灯，避免交通事故发生，有利于保护驾驶员、乘员及周围车辆、行人等安全。若驾驶员行为过激，还可以通过5G网络通信与公安系统联系，避免驾驶员因酒驾而产生社会危害。“车祸猛于虎”，酒后驾车一旦出事故，付出的代价是惨痛的，作为驾驶员应该将“开车不喝酒，喝酒不开车”牢记在心。

【参考文献】

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[3]葛毓.基于GPRS/GPS的车载酒精检测和控制电路的设计[D].南昌大学2010.

[4]秦岭.STM32单片机的酒精浓度探测仪设计[J].单片机与嵌入式系统应用.2013（01）.

[5]刘春，吴晓玲，刘文清.数字信号处理技术在气体检测中的应用[J].电子测量与仪器学报.2011（06）.