李苑菊　唐文穎

摘要：本設(shè)計研究利用氣敏電阻作用于氣體敏感傳感器，在氣體敏感傳感器對方向盤產(chǎn)生控制同時根據(jù)GPS提供的信息達(dá)到對車輛行駛制動的有效監(jiān)控，從而避免司機的醉酒駕駛，避免由于醉酒駕駛發(fā)生的交通事故，更好地保障人民的生命財產(chǎn)安全。

關(guān)鍵詞：防醉駕駛 方向盤 氣體敏感傳感器 GPS定位

0 引言

隨著人們生活水平的迅速提高，私家車越來越多，同時對私家車的性能也要求越來越嚴(yán)格，尤其是對車輛的控制、定位、跟蹤導(dǎo)航等技術(shù)要求越來越高。本文在作者閱讀了大量關(guān)于車輛控制以及定位系統(tǒng)研究的文章后，針對由于酒后駕駛出現(xiàn)的各種交通事故提出車輛方向盤的研究方向，通過方向盤的控制有效地避免車禍的發(fā)生，從而更好地保障人們的人身安全，讓人們每天都高高興興出門，安安全全回家。

1 關(guān)于醉酒駕駛

據(jù)悉，隨著私家車的增加交通事故也隨之增加，由于醉酒駕駛、酒后駕駛造成的交通事故有增無減。最近，筆者關(guān)于交通事故進行了一次調(diào)查，調(diào)查顯示，大約有60%的交通事故跟酒后駕駛有關(guān)，而且，在死亡的交通事故中50%是酒后駕駛造成的。酒后駕駛已經(jīng)成為了馬路的第一大殺手！據(jù)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，駕駛員在沒有飲酒的情況下剎車反應(yīng)時間為0.75秒，而在飲酒后反應(yīng)時間會延長2-3倍。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，我國是世界上死于交通事故人數(shù)最多的國家，2010年全國死于道路交通事故的總?cè)藬?shù)98738人，差不多平均5分鐘就有一人死于車禍；2011年前六個月全國共發(fā)生道路交通事故190270起，造成41933人死亡、221838人受傷。隨著私家車的增多，這些數(shù)字仍在不斷增長。為了減少交通事故的發(fā)生，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫局特意發(fā)布了《車輛駕駛?cè)藛T血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗》，文中規(guī)定飲酒駕車是指車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的駕駛行為。醉酒駕車是指車輛駕駛?cè)藛T血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的駕駛行為。2011年將醉酒駕駛規(guī)定為犯罪并于5月1日開始正式實施，對于酒后駕駛處罰標(biāo)準(zhǔn)為罰款500元，記12分，暫扣駕照3個月，醉酒駕駛的處罰標(biāo)準(zhǔn)為行政拘留15天，罰款1500元，記12分，暫扣駕照6個月。另外，根據(jù)最新的刑法修訂案規(guī)定，醉酒駕駛行為將涉嫌“危險駕駛罪”，會被處以拘役和罰金。醉酒駕駛機動車的，由公安機關(guān)交通管理部門約束至酒醒，吊銷機動車駕駛證，依法追究刑事責(zé)任；五年內(nèi)不得重新取得機動車駕駛證。

2 酒精方向盤的設(shè)計

據(jù)了解，目前人們檢測酒后駕駛的方法有血液樣本檢測和呼氣、唾液、尿液檢測。然而，由于交通事故的不確定性、突發(fā)性以及事故現(xiàn)場當(dāng)事人身體情況的特殊性，這兩種方法肯定會有不準(zhǔn)確性、不及時性。因此不僅會給交警執(zhí)法帶來很大困難，而且對交通事故的發(fā)生只能進行事后處理而無法對不自覺的駕駛員進行防控與制止。本設(shè)計研究利用半導(dǎo)體氣敏電阻檢測駕駛員呼出的氣體酒精濃度，再根據(jù)電阻值的變化控制方向盤的制動，從而控制車輛。半導(dǎo)體氣敏電阻是一種利用氣體吸附，使半導(dǎo)體的電導(dǎo)率發(fā)生變化的敏感器件。半導(dǎo)體氣敏傳感器主要利用酒精氣體在半導(dǎo)體表面的氧化和還原反應(yīng)引起的電阻元件阻值變化檢測酒精濃度。當(dāng)酒精氣體接觸半導(dǎo)體表面時被半導(dǎo)體吸附，分子在其表面會做布朗運動，進行自由擴散，分子在半導(dǎo)體表面的運動與導(dǎo)體內(nèi)部自身的分子原子運動形成電子離子流，從而產(chǎn)生阻值。分子的數(shù)量的多少與阻值產(chǎn)生一定數(shù)量關(guān)系，因此，可以根據(jù)半導(dǎo)體阻值的數(shù)值顯示判斷酒精濃度大小，進行控制檢測。氣體敏感傳感器由酒精傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、單片機、數(shù)碼管顯示以及語音報警構(gòu)成。當(dāng)酒精傳感器檢測到酒精濃度后，會將其轉(zhuǎn)化為電信號，然后將電信號傳送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換后，得到數(shù)字信號，然后將數(shù)字信號傳給單片機，單片機會對所輸入的數(shù)字信號進行分析處理，最后顯示器會顯示分析處理的結(jié)果，可以通過軟件來設(shè)定一定的酒精濃度的閥值。如果所檢測到的空氣中的酒精濃度超過了所設(shè)定的閥值，就會發(fā)出報警信號同時巨大的電阻值會產(chǎn)生電流波沖擊將方向盤自動鎖住，同時將酒精濃度等信息傳到控制中心。既可以達(dá)到通過方向盤控制車輛行駛的目的，又可以達(dá)到人為監(jiān)控目的。

3 對車輛的監(jiān)控

利用GPS的遠(yuǎn)程監(jiān)控功能可以將駕駛員的酒后駕駛情況通過計算機網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)傳到交警部門的控制中心。調(diào)度管理中心收到報警信號，管理系統(tǒng)根據(jù)車輛檔案庫，顯示出報警車輛的各種數(shù)據(jù)（如編號、車型、車牌、顏色、駕駛員姓名、年齡、性別等），同時，管理中心的電子地圖上能立即顯示出報警車輛的位置、速度、運行方向等信息，迅速調(diào)動附近的交警等工作人員及時對醉酒駕駛或者酒后駕駛的司機進行制止攔截解救。GPS系統(tǒng)能夠讓調(diào)度中心對網(wǎng)內(nèi)所有車輛的分布位置和實時運行狀況一目了然，盡收眼底，隨時采取有效措施，對網(wǎng)內(nèi)車輛進行合理調(diào)度，為車輛管理部門加強行業(yè)管理提供方便、有效的幫助。還可實現(xiàn)分級聯(lián)網(wǎng)控制管理功能，建立一個中心監(jiān)控，可以達(dá)到多個地方性控制中心進行同時監(jiān)測，集中管理。

本設(shè)計研究的防醉駕方向盤完全可以應(yīng)用于實踐生活中，為防止酒后駕駛以及醉酒駕駛做出一定貢獻(xiàn)，切實減少甚至避免因為酒后駕駛造成的交通事故！

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基金項目：河北科技大學(xué)2012年度大學(xué)生科技創(chuàng)新基金項目。

作者簡介：李苑菊，河北科技大學(xué)理學(xué)院，本科；唐文穎，河北科技大學(xué)理學(xué)院，實驗師。