一种车载酒驾智能防控系统的设计*

赵子云，王 丹

（新疆交通职业技术学院，新疆 乌鲁木齐 831401）

据公安部统计，截至2022年第1季度，中国机动车保有量已突破4亿大关，达到了4.02亿辆，已成为世界上机动车保有量最大的国家，随之也带来了巨大的挑战，包括道路安全和驾驶安全，而酒驾是作为其中造成交通事故的重要原因之一，2011年醉酒型危险驾驶罪纳入刑法，极大地遏制了醉驾的发生。但是，仍有人法律意识淡薄，对酒后驾驶严重的危害性认识不足，顶风作案，据公安部报道，仅2022年2月15日一天，中国共查处酒驾醉驾7000余起，其中醉驾1500余起。酒驾、醉驾严重危害人民群众生命财产安全，相关监管部门始终坚持严管严查、不放松的态度。

目前酒驾的检测大部分依赖人工完成，即交警使用酒精测试仪，对部分道路的车辆驾驶员进行吹气测试，且主要是通过经验判断酒驾可能发生的道路，费事费力且很难做到对行车驾驶员的长期监督以及监管道路的精准选择。为了减少酒驾引起的事故发生率，人民能够安全健康出行，一款能够监督驾驶员禁止酒后驾车并能够将实时数据上传并分析的智能防控系统是十分有必要的。

1 国内外现状

目前国内外最普遍采用的酒精测试方法主要有以下两种：呼气式酒精检测仪和抽血化验检测。瑞典萨博公司将迷你型的酒精检测系统集成在汽车钥匙上面，驾驶员在吹出气体并检测无酒精含量后方能启动；沃尔沃公司研发“酒精锁”，驾驶员吹气并检测出无酒精含量后，与测试系统相连的ECU方能启动汽车；日产汽车公司将酒精浓度的检测装置进行了多处安装，开发了一种新型的预防酒驾系统，并通过摄像头，获取驾驶员的面部表情和眼睛的闭眼次数，从而更加精准判断是否存在酒驾行为；意大利学者研发了“天使”车载酒精检测仪器，当检测到酒驾后，会通过ECU强制车辆停止运行。

国内不断开始尝试车载酒精检测装置研发和生产，如2010年南京财经大学研发的“醉立停”，在车内检测酒精浓度超标后会自动断开点火；2016年贵州民族学院设计的防止酒后驾车控制器，检测到酒精浓度超标后会关闭汽车点火系统的开关，使车辆无法运行。综上，国内的系统主要从酒精度超标无法启动汽车入手，但对车辆何种情况下解除禁止启动状态、如何安全地进行解锁没有进行设计，且容易产生误判，影响汽车正常行驶。

2 车载酒驾防控系统的设计

2.1 车载酒驾防控系统设计思路（总体方案设计）

车载酒驾防控系统总体设计流程如图1所示。

图1 系统总体设计流程图

本设计从智能化、主动预防入手，在传感器技术、GPS定位技术及车联网技术的支撑下，对车内酒精浓度进行实时监测和分析，即当车内酒精浓度持续超标时，汽车会发出警报声提醒驾驶员并通过车联网上传云平台，驾驶员家人能够获取到酒驾车辆的酒精浓度信息和位置信息。云平台还能通过大数据判断发生酒驾多发路段信息，监管部门可将酒驾防控系统的道路数据与交警人力排查结合起来，实现对道路进行高效监管。此系统基于车联网，成本较低，实时数据上传，且不受车型限制，应用范围较广。此外，有效降低酒驾行为对建立良好交通秩序，保护公民的人身安全和财产安全，维护道路安全稳定具有很大作用。

车载酒驾防控系统为自行防控检测、信息实时上传、多种功能并存的车载酒驾防控系统。通过MQ-3酒精传感器采集酒精含量模拟信号，通过A/D转换器将模拟信号转为数字信号后传给单片机，同时GPS定位模块将位置信息送给单片机，单片机对采集信息进行运算处理，若判断为酒驾，车内发出警报并禁止车辆启动，同时通过物联网技术及GPS定位功能将超标信息及位置信息上传云平台并通过短信通知家人，进行多方监督从而减少酒驾事故发生率。

2.2 酒驾防控系统的工作过程

酒驾防控系统结构如图2所示。本系统由MQ-3酒精传感器、51单片机、蜂鸣器、GSM模块、GPS模块、APP线上防控系统等部分组成。当驾驶员进入车辆后，汽车车身控制模块唤醒后，酒驾防控系统初始化，酒驾防控系统进行车内酒精含量的自检。MQ-3酒精传感器将车内的酒精含量模拟信号通过A/D转换模块转化为电量信号发送给51单片机；单片机将酒精含量的电信号与预设的阈值进行比较，若车内酒精含量未超过设定数值，则不触发语音报警和继电器控制的启动按钮线路。

图2 酒驾防控系统结构图

1）启动防控系统：若传感器采集的酒精含量转化为电信号后超过阈值，则会触发防控系统工作。此时，单片机与GMS模块间通信，传送酒精含量超标的数据信息；GMS将数据上传至手机APP平台，一旦酒精含量超标会将短信发至驾驶员预留的家人手机号，同时单片机会控制蜂鸣器进行语音提示，并通过电磁阀将启动按钮至进入及启动许可电脑板间信号线断开，从而阻止车辆启动。

2）解锁防控系统：驾驶员家人在收到车辆酒精含量超标及车辆位置信息后，可通过电话或视频等形式确定驾驶员的状态。若确定驾驶员酒驾，可对驾驶员进行劝阻并确定其所在位置，保证其安全。若确定驾驶员未饮酒，可使用手机APP进行解锁操作：收到云平台下发的短信验证码后，驾驶员家人分享验证码给驾驶员，双方同时输入正确的验证码后，云平台将解锁信号传送给酒驾系统的GMS通信模块，GMS将信号送给51单片机，51单片机收到信号后通过数据处理，将通过控制继电器接通启动按钮至车辆进入及启动许可电脑板间的信号线，使车辆能够正常启动。

此外，本系统在不泄露车主信息的前提下，会通过大数据计算酒驾醉驾多发路段、时段信息。将酒驾多发路段、酒驾多发时段信息共享至监管部门，这样可减少相关部门人力物力的投入，集中力量，监管重点时段和路段，减少社会资源的占用，减缓监管部门的工作强度，提升工作效率。

3 结语

车载酒驾智能防控系统以减少酒驾发生为最终目标，结合传感器技术、单片机技术、GPS定位系统及车联网技术，搭建酒驾防控系统，通过传感器和单片机对车内酒精浓度数值进行准确判断，对酒驾驾驶员发出警报并上传云平台，对驾驶员产生威慑力，通过大数据分析酒驾发生率较大的道路信息，最终减少酒驾的发生率，为监管部门提供数据信息，保障道路安全。

本设计基于车辆原有系统，主要构成原件具有成本低廉、易于实现、对使用者个人信息进行保密等功能，且通过大数据计算，对相关监管部门提供酒驾醉驾多发路段和时段信息，从而实现酒驾的科学高效管理，降低酒驾发生率，对保护人生安全及道路安全有着重要意义。