基于移动网络技术的车载智能酒驾管理系统的设计
时间：2021-05-12 12:02:09 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘要 本文提出一种基于移动网络技术的车载智能酒驾管理系统，该系统主要由MQ-J1酒精传感器、车载电子限速装置、GPS定位及测速模块、语言提示模块、GPRS无线通信模块、交通管理终端等模块组成。系统通过实时检测车内酒精浓度来确定驾驶员是否酒驾，对于酒驾车辆进行相应处理，如语音警告，减速停车，锁定发动机等，并将驾驶员的酒驾情况及由GPS模块获取的车辆位置、速度信息等，通过GPRS移动网络上传至交管部门的酒驾信息管理系统，同时接受交管部门的控制指令。
关键词 酒驾管理系统；GPS；GPRS；zigbee组网
中图分类号TP27 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）88-0222-02
醉酒驾驶一直是困扰人们的一个大问题，据统计，每年由于酒后驾车而引发的交通事故高达数万起，对人们和社会造成了巨大的精神压力和经济损失。本文提出了一种基于移动网络技术的车载智能酒驾管理系统的设计方法，该系统引入GPRS移动网络技术、GPS定位及测速技术、zigbee无线组网技术和高精度酒精检测技术，能够实现酒驾治理人性化，交通管理智能化的目标。
1 盘点国内外防酒驾科技
酒驾一直是国内乃至全世界的热点问题，如何从根本上杜绝酒驾并减少酒驾带来的社会危害已经成为各领域科技工作者的目标。目前，与酒驾相关的产品和科技，在国内外也有一定的研究，其主要总结如下[1]：
1）酒精钥匙技术：在车钥匙上设计一个小吹气管，如果酒精含量超标，则汽车不能启动。其体积小，携带方便；
2）酒后驾驶锁闭装置：在汽车室内安装酒精检测系统，分析司机呼出的其他，并将分析结果传送给汽车中控室，如果酒精含量超标，汽车同样不能启动；
3）日产酒精钥匙：其基本原理与萨博的酒精钥匙技术基本一致，但在日产车上酒精检测仪是直接与电脑连接，同时还与卫星导航系统相结合，能够实现实时监控的目标；
4）酒精探测仪：探测仪检测驾驶员呼出的气体，如果含量超标，可通过车载电脑自动发出指令，使车辆无法启动；
5）激光酒精检测仪：其检测仪能够发出一束特殊激光，该激光能够通过挡风玻璃来检测车内的酒精含量是否超标，这能够远距离检测酒精含量；
6）“醉立停”：防酒驾装置“醉立停”，安装在方向盘中轴位置，控制线路与汽车点火装置相连，能自动将点火装置断开。
防酒驾科技及其仪器技术含量并不是很高，但是如果能将其应用于汽车中，让醉酒驾车的人无法启动汽车，不仅能从根本上解决一部分酒驾引起的问题，也能使酒驾管理非常人性化。基于前人的研究，将其中的一些科技仪器和技术应用于系统中，并综合现在比较成熟的技术，设计一个思路严谨，低开发成本的车载智能酒驾管理系统。
2 系统总体概要
3 系统引用技术的详细介绍
3.1 引入GPRS移动网络技术
本系统主要利用现成的GPRS网络搭建连接车载酒驾终端和交管部门之间的信息交互平台，同时在GPRS信号比较弱的地方辅之以GSM通信。这样能实现车辆和交通管理部门双方无障碍，稳定可靠地进行数据通信。之所以采用GPRS作为主传输通道，以GSM辅助通信是基于以下几点考虑：
1）GPRS采用分组交换技术， 即“统计复用”或“动态复用”的技术，用户只有在数据传送时才能获得无线信道，故GPRS具有更高的传输效率[2]；
2）GPRS技术的自适应能力强，并且不影响GSM网络资源的使用；
3）GPRS网络接入速度快，它支持IP协议，因此可与其它分组数据网络进行无缝、直接连接；
4）收费方式更为合理。在没有数据传输时，就不用占用信道，用户可以保持永远在线，并且不耗用流量，这样GPRS的资费比GSM低得多；
5）能够随意移动，可以在任何有网络覆盖的地方访问网络，并得到有效的监控，实时传输数据；
6）然而，GPRS传输数据时，需要信号强度比较大，而GSM不需要太强的信号强度，在某些信号较弱的地方，无线数据只能采用GSM进行传输[3]。
综上所述几个特点，在大部分情况下，数据传输采用GPRS传输，在GPRS信号较弱时使用GSM作为辅助传输，这也可以更有效的利用现有技术，并且成本更低。目前无线3G网络技术也非常成熟了，在将来系统换代时可以根据实际需要，利用3G技术对系统进行升级。
3.2 引入GPS定位及测速技术
本系统利用单片机对SiRF A4 GPS 输出的信息（时间、经度、纬度、海拔、速度等） 中提取出车辆的位置和速度。以此确定车辆位置和速度，当车辆遭遇突发状态或是驾驶员酒驾时，车辆将向交通管理部门终端发送车辆位置以及速度信息，与此同时，管理部门终端还可以根据车辆位置和速度可以判断车辆是否超速，这样该系统不仅能更好的预防酒驾，同时还能有效的监测车辆是否超速，进而对酒驾车辆和超速车辆进行限速或是停车处理。
3.3 引入zigbee无线组网技术
为了各模块间的相互通信，本系统采用zigbee无线组网技术将各个模块与中央控制系统连接成一个整体。在本系统中组建一个完整的zigbee网状网络总共需要进行两步：即实现网络初始化，并将节点加入网络，其中在节点加入网络时又需要两个步骤，通过与协调器连接入网和通过已有父节点入网[5]。
Zigbee网状的建立主要是为了实现自动化控制数据的传输，而网络与移动通信网络主要是用于语音通信，故Zigbee网络能够更有效的实现各模块进行实时通信，避免盲区出现。
3.4 高精度酒精检测技术
本系统采用旁热型半导体氧化物酒敏元件MQ-J1，其探测范围为10ppm～1 000ppm，此传感器对酒精具有很高的灵敏度和良好的选择性，将此传感器用作酒驾系统的检测元件，可以有效的检测驾驶室内的酒精浓度，不会由于其他气体的干扰而造成误判，其响应恢复时间短、寿命长、稳定可靠，尤其适用于酒驾系统的检测。
4 结论
交通管理局对于酒驾的处理，虽然力度和频度比较大，也有一定的成效，但是并未从根本上解决酒驾对社会的危害，而且耗费的人力物力比较大。基于移动网络技术的车载智能酒驾管理系统就是为了协助交通事故发生的情况而设计的，充分利用现在比较成熟的GPRS移动网络技术、zigbee组网技术和GPS定位技术，有效的利用现有的资源，又极大的减少了系统的开发成本，辅助交管部门管理酒驾工作，大大减少其工作量，能够实现了酒驾治理人性化，交通管理智能化的目标。
参考文献
[1]冯新.盘点防酒驾科技[J].今日科苑，2011（11）：44-45.
[2]吴青萍. GPRS技术及其应用[J].河南大学常州分校学报，2002（6）：54-57.
[3]汤益明.基于GPRS车载故障诊断系统数据采集的研究[J].中国高新技术企业，2012（2）：115-117.
[4]严伟东.欧文权.全球卫星定位系统GPS在交通管理中的应用[J].大众科技，2008（5）：24-27.
[5]周武斌.Zigbee无线组网技术的研究[D].中南大学，2009.
