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基于GSM-GPS的酒后驾车监测追踪车载系统设计
为了减少酒驾所造成的交通事故的发生，提出了一种基于GSM-GPS的酒后驾车监测追踪车载系统。设计实现了该系统主控模块、酒精浓度检测模块、GPS定位模块、GSM无线数据传输模块、报警显示模块的硬件部分。经过测试，各模块工作正常。该系统具有快速检测，准确定位，实时追踪等优点。
近年来，我国汽车保有量在不断增长，与此同时，由酒后驾驶所造成的人员伤亡及财产损失的交通事故发生率也不断攀升。为了杜绝这种现象的发生，各国都提出了很多方法，在国外有使用如酒精钥匙Alcokey，红外相机监测酒驾等来进行实时监控。国内对于酒驾的检测主要还是使用一些常规方法，即用手持式呼气酒精测试和顶空气相色谱仪血液酒精检验。但是上述两种方法只能由交通监管人员设卡实施，给酒驾检测带来了很大的不便，也不能从根本上杜绝酒后驾驶的违章行为。
笔者提出了一种基于GSM-GPS的酒后驾车监测追踪车载系统，该系统由主控模块，酒精浓度检测模块，GPS定位模块，GSM无线数据传输模块，和报警显示模块组成。通过在汽车内安装酒精浓度检测模块，来检查驾驶人员的酒精含量：借助GPS定位模块实时定位酒驾车辆的地理位置；GSM无线数据传输模块将检测到的酒驾车辆地理位置信息发送到交通指挥监控中心实现整个实时监控过程。文章着重从系统的硬件部分着手，详细阐述了各个硬件模块的设计及实现过程，与传统的酒精检测仪器相比，该系统有快速检测，准确定位，实时追踪等优点。
1 系统结构
酒后驾车监测追踪车载系统由主控模块，酒精浓度检测模块，GPS定位模块，GSM无线数据传输模块和报警显示模块组成，其总体框图如图1所示。酒精浓度检测模块循环检测驾驶者酒精浓度，若酒精浓度超过预先设定的阈值时，系统开启GPS定位模块进行定位。待GPS模块定位成功，GSM无线数据传输模块将目标车辆的地理位置信息(经纬度)发送到交警平台上。同时，报警显示模块发出报警，提醒驾驶者当前处于酒后驾驶状态。
酒精浓度检测模块主要功能是检测驾驶者呼出气体中的酒精浓度含量，由MQ-3酒精传感器，小信号放大电路以及A／D转换电路组成。一旦酒精浓度超标，它就传递信息给主控模块。
GPS定位模块负责对车辆进行实时的定位跟踪，存储目标车辆的地理信息(经纬度)。
GSM无线数据传输模块负责将GPS模块定位到的地理位置信息通过短信的方式发送到交警平台上，以便交警能够实时跟踪目标车辆。
报警显示模块用于酒精浓度的超限报警以及显示一些必要的日常信息。
主控模块负责各个子模块之间的数据交换和数据计算。当接收到酒精浓度检测模块传递过来的浓度超标信号后，就唤醒GPS模块和GSM模块，并且处罚报警模块。这里我们选用Atmel公司的ATmega16L作为主控芯片。
1．1 酒精浓度检测模块设计
酒精浓度检测模块主要由3个部分组成：酒精传感器，小信号放大电路和A／D转换器。
酒精传感器是整个模块的核心，常用的酒精传感器主要有电化学酒精传感器，半导体酒精传感器等等。考虑到这套系统为车载系统，因此需要传感器具有体积小，精度高，响应快，抗干扰能力强的特点，我们选择了MQ-3酒精传感器。MQ-3传感器对乙醇蒸汽有很高的灵敏度和良好的选择性，它的测量范围是10～1 000 ppm的酒精浓度，在测量范围内，该传感器的体电阻与空气中的酒精含量成线性关系，我们通过将体电阻的变化转化为一种电压的变化，就可测得空气中酒精的酒精含量。
该系统设计电路如图2所示。U1是酒精传感器，两个F引脚为加热引脚，用来给传感器预热，A，B引脚为信号输出，A接电源，B与地之间串一个200 kΩ的采样电阻(实际电路中用一个电位器来替代)，其作用是将体电阻Rs转化为电压输出，运放U2A组成一个同向放大电路，其放大倍数为，这里R3=R2，所以放大倍数为2倍，然后运放输出端接A／D输入端，这里A／D我们采用ATmega16L的片上A／D，其分辨率为10位，足以满足我们的采集需求。由此，得到输出电压与体电阻Rs的关系为，其中R1=200kΩ，Rs为体电阻，然后再根据体电阻与酒精浓度的线性关系，就可以计算出空气中得酒精含量。
