酒后驾驶无线报警系统设计

随着汽车的普及，酒后驾驶的危害日益突出。为有效控制酒后交通事故的发生，公安交管方面使用便携式酒精检测仪对汽车驾驶员酒后驾车做出快速检查，测量结果可以作为客观评判标准。然而这些工作主要用于交通事故发生后的公正执法，很难做到防患于未然。本课题把传统的酒精检测技术与移动通信技术结合起来，设计实现了无线预警系统，使车主与乘客在第一时间知道司机是否酒后驾驶，为高效杜绝交通事故提供技术保证。
　　1 检测原理
　　检测气体中酒精含量的传感器有燃料电池型（电化学）、半导体型、红外线型、气体色谱分析型、比色型等五种基本类型。考虑到价格和使用方便与否等因素，目前普遍使用燃料电池型（电化学型）和半导体型传感器。使用这两种传感器可以制造成便携式呼气酒精测试仪，适合于现场检测［1］。
　　半导体型传感器以氧化锡作为半导体，当接触的气体中的敏感气体浓度增加时，它对外呈现的电阻值就降低。在不同的工作温度下，这种半导体对不同的气体敏感程度是不同的，为了使传感器对酒精具有最高的敏感度，在半导体型呼气酒精测试仪中采用加热元件，把传感器加热到所需的温度。
　　
　　检测原理图如图1所示，采用对乙醇气体灵敏度较高，且对其他气体具有较高分辨率的WS-2型乙醇气敏半导体传感器，其响应时间小于10 s，恢复时间小于30 s，电导变化大。考虑到汽车内提供的直流电压［2］多为12 V/14 V，输入电压采用12 V，并用LED来指示电源的接通情况。LM7805输出的5 V电压作为传感器的加热电压，并为后边芯片提供驱动电压。传感器的负载电阻RP1选用0.5 kΩ-5 kΩ的可调电阻，以达到最佳效果。
　　2 系统设计
　　当接触到司乘人员的呼气中有乙醇分子时，酒精传感器的输出电压将发生变化，完成“气”→“电”信号的转换。
　　传感器的输出电压经过比较电路被判定为三级，分别对应“没有饮酒”、“微量饮酒”、“过量饮酒”。微量饮酒即为酒后（驾驶）标准，对应血液酒精浓度为0.2 mg/ml，换算成呼气浓度为44 ppm；过量饮酒即为醉酒（驾驶）标准［3］，对应血液酒精浓度为0.8 mg/ml，换算成呼气浓度则为176 ppm，此时比较电路的输出控制开关电路驱动语音芯片报警；传感器的输出电压经放大后加至方波发生电路，当检测到酒精时，电路就会驱动发光二极管来控制手机自动拨号，使远方的车主可以通过公网接收到现场的语音报警信号，使乘客与车主同时对驾驶员的醉酒情况实施监督，系统原理如图2所示。