陈洪桃王靖罗让让王洁赵年简东军
(兴义民族师范学院物理与工程技术学院贵州兴义562400)
摘要：鉴于酒驾造成的交通事故频繁发生，该文借鉴国内外现有控酒驾技术，设计了基于酒精检测的辅助锁车系统，从车辆源头杜绝酒驾。该系统与汽车启动系统相关联，其主要作用是限制体内酒精含量异常的欲驾驶人启动车辆。当系统检测到欲驾驶人体内酒精含量超标时，预警系统发出预警信号，同时自动锁死车辆，达到无法启动车辆的目的，待驾驶环境恢复正常时，系统自动复位。
关键词：辅助锁车系统酒精检测酒驾汽车安全系统
中图分类号：U463.6文献标识码：A文章编号：1672-3791(2022)01(a)-0023-04 Design of Auxiliary Locking System Based on Alcohol Detection
CHEN Hongtao WANG Jing LUO Rangrang WANG Jie ZHAO Nian JIAN Dongjun (College of Physics&Engineering Technology,Xingyi Normal University for Nationalities,Xingyi,Guizhou
Province,562400China)
Abstract:In view of the frequent occurrence of traffic accidents caused by drunk driving,the auxiliary lock system based on the existing drunk driving control technology at home and abroad is designed to prevent drunk driving from the vehicle source.The system is associated with the car's starting system,and its main function is to limit the person who wants to drive with abnormal alcohol content to start the vehicle.When the system detects that the al‐cohol content of the person who wants to drive exceeds the standard,the early warning system sends out an early warning signal and automatically locks the vehicle to achieve the goal of not being able to start the vehicle.When the driving environment returns to normal,the system automatically resets.
Key Words:Auxiliary locking system;Alcohol detection;Drunk driving;Vehicle security system
随着人们的生活水平不断提高，我国家庭汽车拥有量也快速提升。据公安部统计，截至2021年9月，全国机动车保有量达3.9亿辆，其中汽车2.97亿辆；全国机动车驾驶人4.76亿人，其中汽车驾驶人4.39亿人[1]。另一方面，中国的酒文化源远流长，国人自古就有“无酒不成席”的习俗，在这种酒文化的影响下，饮酒人员的数量非常庞大，国家也出台了相关的法律法规来控制酒驾，但很大一部分驾驶人员抱侥幸心理，酒后驾驶车辆的情况还是经常发生，对于生命和财产安全是巨大的隐患，传统的呼气式酒精检测仪
受场地和监管人员的限制，检车范围有限，所以从车辆端入手控酒驾就显得很有必要。车载酒精检测的研究兴起于加拿大、美国，随后逐渐成熟[2]。车载酒精检测系统不受时间和空间限制，能更好地检测到欲驾驶人是否饮酒，从根源遏制酒驾事件发生，不给酒后驾驶留余地。
1系统的总体设计方案
该辅助锁车系统由4个分系统组成，即信息采集系统、人脸识别系统、预警系统和锁车系统，各个系统间相互联系、配合完成整个锁车过程，具体见图1。
当欲驾驶人进入驾驶座开启车辆电源时，信息采集系统中的酒精传感器开始工作，采用酒精传感器来检测驾驶员的体内酒精含量情况[3]，同时人脸识别系统进行图像采集，若无异常，车辆正常启动，发现异常，预警系统发出报警信号、同时锁车系统工作，车辆无法
DOI：10.16661/jki.1672-3791.2112-5042-0282
基金项目：2021年大学生创新创业训练计划项目（国家级）《汽车安全系统—酒精锁车辅助装置》（项目编号：202110666043）。
作者简介：陈洪桃（2000—），女，本科在读，研究方向为汽车服务工程。
启动。
1.1信息采集系统
信息采集系统由酒精传感器采集欲驾驶人体内的酒精浓度信息，经单片机（负责将传感器采集到的数据以及转换单元的数据进行运算处理[4]）处理后传输到预警系统和锁车系统，具体如图2所示。如检测到酒精浓度异常时，达到自动锁车的目的。酒精传感器的
工作原理是利用N 型导电性的氧化物暴露在大气中时，会由于氧气的吸附而减少其内部的电子数量，导致其电阻增大。酒精检测吹气仪如图3所示。1.2人脸识别系统
人脸识别系统以人脸识别技术为核心，相比于传
统的指纹、虹膜识别、
声音匹配、掌纹扫描、DNA 鉴定
等技术，该技术具有隐蔽性强、安全性高、操作简便等
图1系统总体结构图
图2信息采集系统结构图
图3酒精检测吹气仪
优点[5]。采用区域特征分析算法，
融合了计算机图像处理技术与生物统计学原理于一体，利用计算机图像
处理技术从视频中提取人像特征点，利用生物统计学
的原理进行分析建立数学模型，可以对人脸明暗侦测，自动调整动态曝光补偿，人脸追踪侦测，自动调整影像放大。其作用是防止未饮酒人先启动车辆，然后换人
图4人脸识别系统工作结构图
图5人脸识别探头
图6预警系统结构图
图7声光一体预警器
让饮酒人驾驶的情况发生。当人脸识别系统识别出启动车辆和驾驶车辆人员不同时，车辆自动熄火锁车（见图4、图5）。1.3预警系统
预警系统的核心是声光报警器，它一种是作用于人类视觉及听觉的设备，能对人起双重预警作用[6]，同时能够与外联系统进行信息传递、协同工作。当联动系统（信息采集系统、人脸识别系统）传达出异常
汽车安全信号，预警器能同时发出声、光两种警报信号，且禁止车辆启动，直到警报现象解除，具体见图6、图7。1.4锁车系统
锁车系统结构见图8。锁车系统的核心部分是汽车断电器（见图9），断电器的作用是周期性地接通和断开初级电路，以使次级电路中感应出高压电。它的主要部分是一对触点，一个是固定的，另一个是活动的，这两个触点一般时间是闭合的，活动触点随发动机曲轴的转动而开合，断电器是蓄电池点火系的重要组成部分，断电器触点的断开、闭合使点火线圈初级电路切断或接通，由于电磁感应而使点火线圈的次级感应出高压。锁车系统接收到警报信号，通过断电器给汽车断电，达到无法启动车辆目的。
2原理流程图
接通电源后，软件先完成初始化，之后进入酒精含量检测环节，若检测到驾驶环境酒精含量无异常，开通点火开关，车辆可以正常启动，若检测到异常，进入监测环节，即检测人体内酒精浓度和人脸识别环节，断开点火开关，车辆锁死，无法启动。软件工作流程图见图10。
3结语
酒后驾车给生命和财产安全都造成了极大的威
胁，酒驾的检测和防范工作应当受到重视。国家出台
了相关法律法规禁止酒驾，但传统的呼气式酒精检测仪受场地和监管人员的限制，控酒驾范围有限。该文研究的酒精锁车辅助系统直接与汽车启动系统相连，且配有智能监测探头，可以判断检测人员与驾驶人员是否同一个人，有效避免了他人帮忙检测的情况发生，遏制了酒驾的可能，从根源上减少了交通事故发生的概率。
参考文献
[1]孔大为.全国机动车保有量3.9亿辆驾驶人4.76亿人[N].人民公安报·交通安全周刊,2021-10-15(1).[2]张元刚，黄帅.汽车安装酒精检测装置的必要性研究[J].决策探索(中),2020,660(8):76.
[3]李莎莎，李娟.自动识别酒驾与事故报警系统[J].黑龙江工程学院学报,2021,35(4):20-23.
[4]丁亚东，熊刚.基于单片机的智能防酒驾装置设计[J].机械制造与自动化,2018,47(5):130-133,148.
[5]李梦潇，姚仕元.
基于PCA
的人脸识别系统的设计与改进[J].计算机科学,2019,46(S1):577-579.
[6]
吕文娟.井下语音声光报警装置设计探究[J].能源与节能,2021(10):163-164.
图10软件流程图
图8锁车系统结构图
图9汽车断电器
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