一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统论文和设计

全文摘要

本实用新型公开了一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，包括摄像装置、风速传感器、酒精传感器、A\/D转换器、下位机、车机系统、数据传输模块、后台服务器、移动网络通讯模块、短信报警装置和声光报警装置，所述摄像装置、风速传感器和酒精传感器分别通过集成模块与A\/D转换器输入端连接，将采集到的检测数据以及头像数据经A\/D转换器进行模数转换，A\/D转换器将转换后的数据通过输出端传输至下位机，所述下位机将接收到的数据传输至车机系统，车机系统通过数据传输模块与后台服务器进行数据传输，后台服务器分别与短信报警装置和声光报警装置连接。本实用新型通过多种逻辑判断将采集的数据发送后台，通过后台或者车机系统对共享汽车的使用人进行限制，从而达到限制喝酒的人员驾驶共享汽车的目的。

主设计要求

1.一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，其特征在于，包括摄像装置、风速传感器、酒精传感器、A\/D转换器、下位机、车机系统、数据传输模块、后台服务器、移动网络通讯模块、短信报警装置和声光报警装置，所述摄像装置安装在主驾驶座正上方的车顶处，所述风速传感器和酒精传感器集成安装在检测装置中，所述检测装置安装在汽车方向盘上，所述摄像装置通过数据线与A\/D转换器输入端连接；风速传感器和酒精传感器集成在数据模块上并分别与A\/D转换器输入端连接，再由A\/D转换器对采集到的检测数据以及摄像数据经进行模数转换，所述A\/D转换器将转换后的数据通过输出端传输至下位机，所述下位机与共享汽车的车机系统均设置于共享汽车内部，所述下位机通过数据传输模块将接收到的数据传输至车机系统进行数据处理，所述车机系统通过移动网络通讯模块与后台服务器进行数据传输，所述后台服务器通过移动网络通讯模块发送指令分别控制短信报警装置和声光报警装置的运作。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，其特征在于，所述酒精传感器为TGS822系列酒精传感器。

3.根据权利要求1所述的一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，其特征在于，所述声光报警装置包括LED弱光灯和蜂鸣报警器，LED弱光灯和蜂鸣报警器分别通过共享汽车内部的电路与移动网络通讯模块相连，所述后台服务器通过移动网络通讯模块发送指令控制LED弱光灯的亮起以及蜂鸣报警器的报警，其中，LED弱光灯设置于前控制面板当中，所述蜂鸣报警器设置于副驾驶的汽车前台之上。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，属于共享汽车控制领域。

背景技术

共享经济作为新兴行业已经逐渐成为人们生活的一部分，从一开始的“嘀嘀”打车，到后来的共享单车，共享电动车，到时下很流行的共享汽车。共享经济已其独特的便利性，以及简单性获得了大众的好评，使用的人数逐年上升。

共享汽车作为共享经济中最近几年“火”起来的事物，从其一开始发展就得到了人们的认可。21世纪以来，人们越来越重视环境保护。汽车所产生的废气，作为世界范围内的一大污染源近年来越来越受到全球范围内的关注。就在这种背景下，新能源汽车，电动汽车逐渐出现在人们的视野中。在我国，我国政府针对新能源汽车的补助措施，也极大的促使了新能源汽车、电动汽车的发展。共享汽车就是选择了电动汽车作为其车型，既迎合了当下人们的共享观念，同时也解决了日益严重的环境污染问题。

根据我国家交通法规定，酒后驾车已经入刑。国家出台了一系列法律法规去针对酒驾现象，但“酒驾”现象仍屡禁不绝，国家大力发展新能源汽车行业，共享汽车、新能源汽车的数量势必将会大幅度增长，随而带来的是“酒驾”的“抬头”。随着共享经济的发展,越来越多的共享自行车商家推出了自己品牌的共享汽车，但是随之而来的却是安全问题，共享汽车并没有配备安全检测系统，如若驾驶人酒后驾车，后果不堪设想。据了解，共享汽车行业已经明确提出大约有50万辆共享汽上车需要安装一套酒精检测系统去预防酒驾。共享汽车的安全性问题已经越来越得到重视。

基于此，需要设计一套酒精检测系统与共享汽车内置车机系统去配套，从而达到限制喝酒人员使用共享汽车的目的。由于现有的是非金属氧化物酒精传感器，其有一缺陷就是不仅会对酒精产生感应，同时也会对汽油产生感应，所以选择了共享汽车这种纯电动的新能源汽车。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提出一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，内置于共享汽车内部，并与共享汽车的车机系统连接，从而达到限制喝酒人员使用共享汽车的目的。

本实用新型中主要采用的技术方案为：

一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，包括摄像装置、风速传感器、酒精传感器、A\/D转换器、下位机、车机系统、数据传输模块、后台服务器、移动网络通讯模块、短信报警装置和声光报警装置，所述摄像装置安装在主驾驶座正上方的车顶处，所述风速传感器和酒精传感器集成安装在检测装置中，所述检测装置安装在汽车方向盘上，所述摄像装置通过数据线与A\/D转换器输入端连接；风速传感器和酒精传感器集成在数据模块上并分别与A\/D转换器输入端连接，再由A\/D转换器对采集到的检测数据以及摄像数据经进行模数转换，所述A\/D转换器将转换后的数据通过输出端传输至下位机，所述下位机与汽车车机系统均设置于共享汽车内部，所述下位机通过通信模块将接收到的数据传输至车机系统进行数据处理，所述车机系统通过数据传输模块与后台服务器进行数据传输，所述后台服务器通过移动网络通讯模块发送指令分别控制短信报警装置和声光报警装置的运作。

优选地，所述酒精传感器为TGS822系列酒精传感器。

优选地，所述声光报警装置包括LED弱光灯和蜂鸣报警器，LED弱光灯和蜂鸣报警器分别通过共享汽车内部的电路与移动网络通讯模块相连，所述后台服务器通过移动网络通讯模块发送指令控制LED弱光灯的亮起以及蜂鸣报警器的报警，其中，LED弱光灯设置于前控制面板当中，所述蜂鸣报警器设置于副驾驶的汽车前台之上。

有益效果：本实用新型提出一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，通过一些逻辑判断将采集的数据发送后台，通过后台或者车机系统对共享汽车的使用人进行限制，从而达到限制喝酒的人员驾驶共享汽车的目的。

附图说明

图1是共享汽车酒精检测系统硬件连接示意图；

图2是共享汽车酒精检测系统的逻辑框图；

图3是TGS822酒精传感器精度测试数据。

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，一种用于共享汽车上的非接触式智能化酒精检测系统，包括摄像装置、风速传感器、酒精传感器、A\/D转换器、下位机、车机系统、数据传输模块、后台服务器、移动网络通讯模块、短信报警装置和声光报警装置，所述摄像装置安装在主驾驶座正上方的车顶处，所述风速传感器和酒精传感器集成安装在检测装置中，所述检测装置安装在汽车方向盘上，所述摄像装置通过数据线与A\/D转换器输入端连接；风速传感器和酒精传感器集成在数据模块上并分别与A\/D转换器输入端连接，再由A\/D转换器对采集到的检测数据以及摄像数据经进行模数转换，所述A\/D转换器将转换后的数据通过输出端传输至下位机，所述下位机与汽车车机系统均设置于共享汽车内部，所述下位机通过通信模块将接收到的数据传输至车机系统进行数据处理，所述车机系统通过数据传输模块与后台服务器进行数据传输，所述后台服务器通过移动网络通讯模块发送指令分别控制短信报警装置和声光报警装置的运作。

优选地，所述酒精传感器为TGS822系列酒精传感器。

本实用新型的系统执行方法如下：

如图2所示，使用者通过手机进行扫码支付和身份认证，并发送至后台服务器，由后台服务器进行比对确认驾驶人的身份信息（上述过程均为享汽车自带的身份检验和支付系统，与本实用新型的酒精检测系统相互独立，属于现有技术）。身份认证通过后，共享汽车的车机系统控制打开主驾驶门，驾驶者进入主驾驶位，此时其他车门（包括副驾驶和后车门）处于锁死状态，为了防止乘客喝酒所导致的误判断，且汽车处于无法启动的状态。

当驾驶者坐上主驾驶位时，安装在方向盘上的酒精传感器和风速传感器开始运作，此外，车内的摄像装置处于开启状态。其中，摄像装置可以供后台的人员观察有无特殊情况，如司机故意遮挡摄像头或让别人进行酒精传感器的检测。风速传感器是为了避免司机屏住呼吸逃避检测所导致的误判。

酒精传感器、风速传感器和摄像装置采集的数据信息均通过A\/D转换器传输至下位机，下位机将接收到的信息传输至共享汽车的车机系统进行判断，且所述车机系统通过数据传输模块与后台服务器处的工作人员相沟通（其中，后台人员只需接收车机系统所采集的信息，具体的判断由车机系统自行完成）。本系统包括以下三种判断：1、摄像装置采集的车载视频，检测其是否为本人吹气；2、风速传感器检测是否真的进行吹气；3、酒精传感器检测酒精含量是否在预设的正常范围内。若以上三种判断中有一种判断未达到要求时，车机系统发送信号到后台服务器，通知后台服务器处的服务人员，由后台服务器处的后台服务人员通过移动网络通讯模块进行报警操作，启动声光报警装置，并向驾驶人手机发送短信进行提示，同时汽车其余车门无法开启，汽车无法进行点火操作。当三种判断均达到要求时，后台服务器会收到车机系统发送的正常启动的提示。

当检测通过时，车机系统对车门控制系统发出指令，其余车门可以开启；同时对汽车启动系统发出指令，驾驶员可以进行汽车的点火操作，以上的操作可以在30s之内完成判断。

当驾驶者开始使用汽车的途中，车内的摄像装置、酒精传感器以及风速传感器一直处于工作状态，并实时监测汽车中的情况。其中，摄像装置负责监测在汽车行驶当中，是否发生异常现象；风速传感器监测驾驶正常呼吸状态，酒精传感器与之配套使用，即当风速传感器检测到驾驶者的呼吸信号时，酒精传感器开始检测驾驶者呼出气体的酒精含量。这里并不需要驾驶者持续呼气，只需正常呼吸即可。正常人体呼出气体的速度为0.3m\/s，本系统所采用的风速传感器采用超声波涡接测量原理。若超声波的传播方向与风向相同，它的速度会加快；反之，若超声波的传播方向若与风向相反，它的速度会变慢。通过前期的测试，其精度可以达到0.1m\/s，满足测试的条件。

假如因为特殊的原因导致测试未通过，后台服务器的工作人员可以根据摄像装置所拍摄的视频，去判断是否去启动汽车内置的声光报警系统。

当驾驶者完成驾驶，只需熄火，关闭车门即可。当然遇到特殊情况，司机还未达到目的地，中途需要下车时，只需要将汽车停在路边，不要熄火，完成需要事情之后继续进行后续的驾驶。当汽车熄火之后，一切就将重新开始进行扫码、身份认证和判断。

本系统中采用的下位机为STM32单片机，采用的风速传感器利用超声波涡接测量原理进行检测，本系统中的数据传输模块可以采用现有的GPRS模块，移动网络通讯模块可以采用现有4G模块。

图3所示为所选TGS822酒精传感器在不同工况下（与人体所呈倾斜角、不同呼气速度）所检测到的电压随时间的变化曲线。从图3中可以看出，当传感器与人体呈30°的倾角时，电源电压越高，即所测试的精度越高；当呼气速度越快时，所测得的电压信号越强，测试精度越高。所以，本系统选用的TGS822酒精传感器满足精度要求。

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

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