一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，包括酒精探测装置、基座、CCD摄像头、单片机、车速感应器、车门感应器、车座压力传感器、第一A\/D转换器和下位机，酒精探测装置插接在基座上，基座通过数据接口与车机系统相连接，所述CCD摄像头通过GPRS通讯模块与车机系统相连接，第一A\/D转换器的数据输出端与下位机的数据输入端连接，所述下位机的数据输出端与车机系统的数据输入端连接，车机系统分别与CCD摄像头、共享汽车内置的语音系统、电机起动控制器、车外危险警报灯和日志记录系统控制连接。本实用新型中，能够在车辆启动前对驾驶员进行酒精含量检测，并通过逻辑判断确认驾驶中的驾驶人员信息。

主设计要求

1.一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，其特征在于，包括酒精探测装置、基座、CCD摄像头、单片机、车速感应器、车门感应器、车座压力传感器、第一A\/D转换器和下位机，所述基座包括电源转换器和数据接口，所述电源转换器与汽车电源相连接，用于为酒精探测装置提供能源，所述数据接口的数据输出端与共享新能源汽车内置的车机系统的数据输入端相连接进行数据传输，所述酒精探测装置分别与基座的电源转换器的供电电源接口和数据接口的数据输入端连接，且所述基座固定于主驾驶位左侧车门内侧，所述酒精探测装置插接在基座上，所述的CCD摄像头安装在汽车A柱上,且靠近主驾驶位处，所述车速感应器安装在共享新能源汽车变速器的输出轴上，所述车门感应器安装在共享新能源汽车的车门框内，所述车座压力传感器安装在共享新能源汽车车的主驾驶座位下方；所述CCD摄像头通过GPRS通讯模块与车机系统相连接，将采集到的图像数据直接上传至车机系统，所述车速感应器、车门感应器和车座压力传感器的数据输出端分别与第一A\/D转换器的数据输入端相连接，且所述车速感应器、车门感应器和车座压力传感器采集到的数据分别经第一A\/D转换器数模转换，所述第一A\/D转换器的数据输出端与下位机的数据输入端连接，所述下位机的数据输出端与车机系统的数据输入端连接，所述车机系统分别与CCD摄像头、共享汽车内置的语音系统、电机起动控制器、车外危险警报灯和日志记录系统控制连接。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，其特征在于，所述酒精探测装置包括进气口、酒精传感器、空气阀、单片机、出气口和可充电电源模块组成，所述单片机、可充电电源模块、酒精传感器和空气阀均设置在酒精探测装置内，所述酒精传感器和空气阀的数据输出端口分别与单片机上的第二A\/D转换器输入端相连接，且所述酒精传感器和空气阀均集成在单片机上，所述进气口安装在酒精探测装置的前端，且所述空气阀位于进气口处，所述出气口安装在酒精探测装置的上端，所述可充电电源模块的电源输出端口与单片机电源端口相连接，为单片机提供能源，所述单片机上的第二A\/D转换器的数据输出端通过数据线与所述基座的数据接口的数据输入端连接，所述可充电电源模块的电源输入端口与所述基座的电源转换器的供电电源接口相连接。

3.根据权利要求2所述的一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，其特征在于，所述酒精传感器为气敏酒精传感器或者电化学酒精传感器。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，属于共享汽车安全系统领域。

背景技术

近些年，我国实现了经济发展向中高速的成功转变，汽车产业也得到了高速的发展。公共交通工具的便利性和舒适性不足，而私家车的社会效率和环保性相对较低。共享新能源汽车分时租赁模式已经成为一种有益的商业创新。

共享经济是近些年来逐渐兴起的一种商业模式，受到了政府、企业以及社会公众的广泛关注。共享主义蓬勃发展，交通运输部、住房城乡建设部联合发布《关于促进小微型客车租赁健康发展的指导意见》，特别提到鼓励共享汽车的发展，并加快信用体系建设。

共享新能源汽车逐渐成为道路交通的一大群体，为预防共享分时租赁汽车酒驾醉驾问题，降低驾车危险，保证行车安全，将酒精传感器应用在共享汽车中，积极响应国家政策，对驾驶员进行有效检测，将会是对共享新能源汽车“酒驾”现象的有效遏制，防患于未然。

现有的共享新能源汽车在使用之前，需要使用者注册账号、上传驾驶证等信息进行驾驶认证；然而在使用时，共享新能源汽车对正在驾驶的驾驶人员信息却未作出确认。此时，则存在此类情况：两人及以上的结伴使用人员，一人已注册，在此人扫码成功打开共享汽车后，则由另一人进行驾驶，或者驾驶中途更换驾驶人员，然而该驾驶人员的基本信息未知，甚至不能判断该驾驶员是否有驾车能力。在可能的事故发生定责时，无法责任到个人。

市场上普遍流通的酒精传感器包括气敏酒精传感器和电化学酒精传感器这两类，具有成本低、反应灵敏、寿命长等优点；但是由于这两类传感器的基本原理，导致其他还原性气体成分也能对其造成影响，包括汽油蒸汽、甲烷、乙烷、煤气、天然气、氢气等气体，所以在现有的燃油汽车上难以获得广泛的应用。然而共享新能源汽车采用电池作为驱动装置，车内不会出现汽油蒸汽等其他还原性气体，完美杜绝了其他还原性气体对酒精传感器的影响。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，能够在车辆启动前对驾驶员进行酒精含量检测，并确认驾驶中的驾驶人员信息。

本实用新型中主要采用的技术方案为：

一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，包括酒精探测装置、基座、CCD摄像头、单片机、车速感应器、车门感应器、车座压力传感器、第一A\/D转换器和下位机，所述的基座包括电源转换器和数据接口，所述电源转换器与汽车电源相连接，用于为酒精探测装置提供能源，所述数据接口的数据输出端与共享新能源汽车内置的车机系统的数据输入端相连接进行数据传输，所述酒精探测装置分别与基座的电源转换器的供电电源接口和数据接口的数据输入端连接，且所述基座固定于主驾驶位左侧车门内侧，所述酒精探测装置插接在基座上，所述的CCD摄像头安装在汽车A柱上,且靠近主驾驶位处，所述车速感应器安装在共享新能源汽车变速器的输出轴上，所述车门感应器安装在共享新能源汽车的车门框内，所述车座压力传感器安装在共享新能源汽车车的主驾驶座位下方；所述CCD摄像头通过GPRS通讯模块与车机系统相连接，将采集到的图像数据直接上传至车机系统，所述车速感应器、车门感应器和车座压力传感器的数据输出端分别与第一A\/D转换器的数据输入端相连接，且所述车速感应器、车门感应器和车座压力传感器采集到的数据分别经第一A\/D转换器数模转换，所述第一A\/D转换器的数据输出端与下位机的数据输入端连接，所述下位机的数据输出端与车机系统的数据输入端连接，所述车机系统分别与CCD摄像头、共享汽车内置的语音系统、电机起动控制器、车外危险警报灯和日志记录系统控制连接。

优选地，所述酒精探测装置包括进气口、酒精传感器、空气阀、单片机、出气口和可充电电源模块组成，所述单片机、可充电电源模块、酒精传感器和空气阀均设置在酒精探测装置内，所述酒精传感器和空气阀的数据输出端口分别与单片机上的第二A\/D转换器输入端相连接，且所述酒精传感器和空气阀均集成在单片机上，所述进气口安装在酒精探测装置的前端，且所述空气阀位于进气口处，所述出气口安装在酒精探测装置的上端，所述可充电电源模块的电源输出端口与单片机电源端口相连接，为单片机提供能源，所述单片机上的第二A\/D转换器的数据输出端通过数据线与所述基座的数据接口的数据输入端连接，所述可充电电源模块的电源输入端口与所述基座的电源转换器的供电电源接口相连接。

优选地，所述酒精传感器为气敏酒精传感器或者电化学酒精传感器。

有益效果：本实用新型提出一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，与现有技术相比，具有如下优点：

（1）酒精检测系统和人脸识别系统整合应用于共享新能源汽车上，是本实用新型具有可确认驾驶员信息的控制功能，并从原理上提升车载酒精检测的可行性；

（2）具有车内语音提示功能：语音提示使用人员正确操作，并及时告知结果，更加人性化；

（3）具有车外警示功能：当发生换人驾驶的情况，开启车外危险警示灯，可提醒其他车辆、行人合理避让；

（4）酒精探测装置由空气阀、气敏酒精传感器、电源模块集成，酒精探测装置通过空气阀获得吹气信号，不仅可避免乘客呼出气体对酒精浓度检测的干扰，同时可以避免驾驶员憋气或缓慢吐气逃避防酒驾检测；

（5）利用人脸识别系统对对正在驾驶的人员信息进行监测，用以防止无证驾驶、换人驾驶等舞弊行为，同时可作为事故定责的事实依据；

（6）利用车速感应器、车门感应器及车座压力传感器作为判断人脸识别系统开启的逻辑条件，相比定时重复检测，系统处理数据量大幅降低、工作强度降低，人脸识别系统的即时性大大提升，在源头制止无证驾驶、换人驾驶的行为；另外极大程度地保护了使用人员在使用共享汽车期间的隐私；

（7）首次信息比对，采用驾驶证信息和照片母本，由于照片时间差异性系统识别速度相对较长；在人脸识别系统重新识别，利用照片母本作为判别标准，系统处理速度更为快速；

（8）具有日志记录功能，记录使用人员的操作动作，并上传至后台，作为信誉积分的评判依据，当存在故意不当操作行为时，进行降分惩罚，低于一定界限则不能进行借车行为，保护共享新能源汽车的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型的车载系统结构方框图；

图2是本实用新型的酒精探测装置与基座插接示意图；

图3是本实用新型的人脸识别系统重启条件；

图4是本实用新型的工作流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

下面结合附图对本实用新型的技术方案做了进一步的详细说明：

如图1所示，一种共享新能源汽车防酒后驾车车载系统，包括酒精探测装置、基座、CCD摄像头、单片机、车速感应器、车门感应器、车座压力传感器、第一A\/D转换器和下位机，所述的基座包括电源转换器和数据接口，所述电源转换器与汽车电源相连接，用于为酒精探测装置提供能源，所述数据接口的数据输出端与共享新能源汽车内置的车机系统的数据输入端相连接进行数据传输，所述酒精探测装置分别与基座的电源转换器的供电电源接口和数据接口的数据输入端连接，且所述基座固定于主驾驶位左侧车门内侧，所述酒精探测装置插接在基座上，所述的CCD摄像头安装在汽车A柱上,且靠近主驾驶位处，所述车速感应器安装在共享新能源汽车变速器的输出轴上，所述车门感应器安装在共享新能源汽车的车门框内，所述车座压力传感器安装在共享新能源汽车车的主驾驶座位下方；所述CCD摄像头通过GPRS通讯模块与车机系统相连接，将采集到的图像数据直接上传至车机系统，所述车速感应器、车门感应器和车座压力传感器的数据输出端分别与第一A\/D转换器的数据输入端相连接，且所述车速感应器、车门感应器和车座压力传感器采集到的数据分别经第一A\/D转换器数模转换，所述第一A\/D转换器的数据输出端与下位机的数据输入端连接，所述下位机的数据输出端与车机系统的数据输入端连接，所述车机系统分别与CCD摄像头、共享汽车内置的语音系统、电机起动控制器、车外危险警报灯和日志记录系统控制连接。

优选地，如图2所示，所述酒精探测装置包括进气口、酒精传感器、空气阀、单片机、出气口和可充电电源模块组成，所述单片机、可充电电源模块、酒精传感器和空气阀均设置在酒精探测装置内，所述酒精传感器和空气阀的数据输出端口分别与单片机上的第二A\/D转换器输入端相连接，且所述酒精传感器和空气阀均集成在单片机上，所述进气口安装在酒精探测装置的前端，且所述空气阀位于进气口处，所述出气口安装在酒精探测装置的上端，所述可充电电源模块的电源输出端口与单片机电源端口相连接，为单片机提供能源，所述单片机上的第二A\/D转换器的数据输出端通过数据线与所述基座的数据接口的数据输入端连接，所述可充电电源模块的电源输入端口与所述基座的电源转换器的供电电源接口相连接。

优选地，所述酒精传感器为气敏酒精传感器或者电化学酒精传感器。

如图4所示，本实用新型的工作流程的具体步骤如下：

步骤1：驾驶员扫码登录驾驶员信息，随后打开车门，此时车门感应器开启，从而启动车机系统，并由车机系统控制语音系统语音提示驾驶员在主驾驶位入座并系好安全带，此时车座压力传感器检测到压力从无到有，随后关闭车门，车门感应器关闭后，由车机系统控制CCD摄像头开启，所述日志记录系统实时记录扫码人员信息、时间、地点以及车辆信息；

步骤2：CCD摄像头对驾驶员进行拍摄，获取照片母本，将其图像作为对照进行保存，将获取的照片母本与注册驾驶证信息进行匹配，若匹配不成功则重新扫码登录信息，若匹配成功，则进行步骤3的防酒驾检测，所述日志记录系统记录照片母本；

步骤3：酒精探测装置初始化，驾驶员拿起酒精探测装置进行吹气吹气完毕后将酒精探测装置插入基座内，酒精探测装置将测得的空气阀信号和酒精传感器信号通过基座的数据接口传送至车机系统；若测得的空气阀信号弱，即吹气流速小于预设的吹气流速阈值时，车机系统控制语音系统进行语音提示驾驶员吹气未过关，重新拿起酒精探测装置进行检测；当吹气流速大于或等于预设的吹气流速阈值，则进行步骤4，所述日志记录系统实时记录空气阀信号；

步骤4：当吹气流速大于或等于预设的吹气流速阈值时，车机系统将接收到的酒精传感器信号与预设的酒精浓度值进行比较，若酒精浓度大于或等于设定的酒精浓度值，则车机系统启动车外危险警报灯，并控制电机起动控制器断开发动机点火电路，使得共享新能源汽车不能起动；若酒精浓度小于设定的酒精浓度值，则车机系统控制电机起动控制器启动发动机点火电路，使得共享新能源汽车可以正常起动，所述日志记录系统实时记录酒精检测信号；

步骤5：当人脸识别系统重测条件满足，即当车门感应器开启，车座压力传感器信号消失，且车速为0时，随后车门感应器关闭，且车座压力传感器检测到压力信号，则语音提示需要重新进行人脸识别，车机系统控制CCD摄像头重新开启对驾驶人员拍摄，并将获得的图像与照片母本比较，若不一致，则车机系统电机起动控制器断开发动机点火电路，并开启车外危险警报灯，若一致，则可以继续启动发动机。

如图3所示，在本实用新型中，共享新能源汽车启动前，CCD摄像头已经获取驾驶人员的信息，只有当驾驶人员和注册驾驶证信息匹配时，车子方可发动，后续利用车门感应器、车速感应器和车座压力传感器确保驾驶人员唯一，即当车门开启，车座压力传感器信号消失，且车速为0时，默认可能存在更换驾驶人员的情况，当车门关闭且车座压力传感器信号重新出现，语音提示需重新进行人脸识别，CCD摄像头重新捕捉驾驶人员信息，获得图片与母本作比较，不一致时，由车机系统控制电机起动控制器对发动机立即断电，并开启车外危险警报灯（本实用新型中的车外危险警报灯即为现有技术中的双闪灯，位于车前端和后端两侧）开启，若图片与母本一致时，则汽车可以继续开动。同时车内配备副驾驶人员信息登录的二维码，当需要更换驾驶员之前，未登录信息的人员扫二维码进行个人信息登录，停车更换驾驶人员，则需重复上述防酒驾操作；若已登录信息则无需酒驾检测，系统一次可以登录4位驾驶人员信息，进行匹配。日志系统记录使用人员的操作动作，并上传至后台，作为信誉积分的评判依据，当存在故意不当操作行为时，进行降分惩罚，低于一定界限则不能进行借车行为，保护共享新能源汽车的使用寿命。

本实用新型中，单片机以及下位机均可采用STM32核心板，属于现有技术，故而未加详述。本实用新型中涉及到的扫码登录信息均为共享汽车现有技术，故而未加详述。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

设计图

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主设计要求

设计方案

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