一種強(qiáng)制檢測(cè)式禁止酒后操作裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-設(shè)計(jì)應(yīng)用

精品文檔-下載后可編輯一種強(qiáng)制檢測(cè)式禁止酒后操作裝置的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)-設(shè)計(jì)應(yīng)用引言

《中華人民共和國(guó)道路交通安全法》第二十二條規(guī)定：“飲酒不得駕駛機(jī)動(dòng)車”，《中華人民共和國(guó)海船船員值班規(guī)則》百四十二條也規(guī)定：“嚴(yán)禁船員酗酒，值班人員在值班前4小時(shí)內(nèi)禁止喝酒，且值班期間血液中的酒精含量不得超過0.08％”。酒后駕駛機(jī)動(dòng)車和船員酒后值班的危害眾所周之，但一些機(jī)動(dòng)車駕駛員和船員總是存有僥幸心理，使得上述規(guī)定有時(shí)如同虛設(shè)。事實(shí)證明，禁止酒后駕駛機(jī)動(dòng)車和禁止酒后船員值班，僅僅依靠機(jī)動(dòng)車駕駛員和船員的自律是不行的。無論是在國(guó)內(nèi)還是在國(guó)外，酒后駕車都是嚴(yán)重問題。英國(guó)因酒后駕車導(dǎo)致的死亡人數(shù)占交通事故中總死亡人數(shù)的17%%，美國(guó)每年因酒后駕車導(dǎo)致的死亡者約1.3萬人。美國(guó)公路安全管理者協(xié)會(huì)主席克里斯托弗？墨菲說，傳統(tǒng)的罰款、暫扣和吊銷駕駛執(zhí)照的方式對(duì)管理酒后駕車效果不佳。在這種情況下，不斷推廣預(yù)防酒后駕車的新技術(shù)成為挽救人們生命的重要手段。日本一家汽車制造商把多種單一的檢測(cè)手段集成在一起，開發(fā)出一款預(yù)防酒后駕車的概念車。相對(duì)先前的車內(nèi)酒精測(cè)試技術(shù)，這種車的獨(dú)特之處在于“全方位性”。研究人員表示，多項(xiàng)檢測(cè)裝置相配合將有效排除干擾，甚至可判定飲酒者是司機(jī)還是乘客。研究人員在換擋桿上安裝了氣味檢測(cè)器和汗液傳感器。如果乘客接觸換擋桿，面部識(shí)別系統(tǒng)會(huì)啟動(dòng)，進(jìn)一步做出識(shí)別。分別安裝在駕駛座和乘客座位上的4個(gè)氣味傳感器可鑒定是司機(jī)飲酒還是乘客飲酒。車的換擋手柄上還暗藏檢測(cè)器，可檢測(cè)司機(jī)脈搏是否因喝酒而變化。此外，車內(nèi)安裝的面部表情分析系統(tǒng)還能夠捕捉到酒后駕車者的身份及其眼中的醉意，司機(jī)能否駕車沿車道正常行駛也會(huì)受到監(jiān)視器的監(jiān)控。如果司機(jī)的綜合酒精檢測(cè)系數(shù)超標(biāo)，車上的導(dǎo)航系統(tǒng)會(huì)發(fā)出警告，提醒司機(jī)把車開到路邊休息。如果司機(jī)不聽勸告，電腦系統(tǒng)將迫使汽車減速。

1裝置的工作原理

強(qiáng)制檢測(cè)式禁止酒后操作的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，方框圖如圖1所示。主要由風(fēng)筒（見圖2），酒精檢測(cè)儀、風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器、延時(shí)保持電路、兩個(gè)電壓比較器和一個(gè)電源控制器組成。兩個(gè)電壓比較器的兩個(gè)輸出信號(hào)，共同控制一個(gè)電源控制器。根據(jù)不同的需求，電源控制器控制著不同的終端。對(duì)于機(jī)動(dòng)車可以控制發(fā)動(dòng)機(jī)的電子點(diǎn)火器；對(duì)于小型船舶可以控制船舶啟動(dòng)系統(tǒng)的電源；對(duì)于大型船舶可以控制一個(gè)考勤機(jī)和報(bào)警器。

酒精傳感器是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，它具有對(duì)酒精具有高的靈敏度和快速的響應(yīng)得特性。但它缺點(diǎn)是由于有電加熱絲壽命較短，我們可以利用第二部分的車內(nèi)人體紅外檢測(cè)電路來控制它的工作。所以第二部分功能為車內(nèi)人體紅外檢測(cè)，當(dāng)檢測(cè)到有人體時(shí)，首先給酒精傳感器通0.5-2S的大電流使傳感器快速加熱，從而迅速進(jìn)入正常工作狀態(tài)（如正常加熱傳感器需要預(yù)熱1-2分鐘，才能正常工作），然后啟動(dòng)相應(yīng)電路。

該裝置的功能如下：把酒精檢測(cè)儀和風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器裝置在一個(gè)特制的風(fēng)筒內(nèi)，見圖2。圖2（a）是風(fēng)筒的靜態(tài)，圖2（b）是風(fēng)筒的動(dòng)態(tài)。風(fēng)筒的一端有風(fēng)門MR，另一端有風(fēng)門MC，風(fēng)門是有方向性的，只有從風(fēng)門MR端向風(fēng)筒內(nèi)吹入氣體，才可以把風(fēng)門MR和風(fēng)門MC吹開，見圖2（b）。停止吹氣后，風(fēng)門MR和風(fēng)門MC上的彈性部件，可使風(fēng)門MR和風(fēng)門MC自動(dòng)復(fù)位閉合，重新回到靜態(tài)，使吹入的氣體在風(fēng)筒的腔內(nèi)能夠保留Nj秒。

Nj=nw+nj+n0

式中：nw為酒精檢測(cè)儀的溫機(jī)時(shí)間，通常為5s左右；ni為酒精檢測(cè)儀的檢測(cè)時(shí)間，通常為3s左右；n0為設(shè)定的時(shí)間常數(shù)。

當(dāng)吹動(dòng)風(fēng)門MR和風(fēng)門MC時(shí)，風(fēng)門MR或風(fēng)門MC的軸向位移，可以改變一個(gè)開關(guān)的狀態(tài)。開關(guān)狀態(tài)的變化可以產(chǎn)生一個(gè)電信號(hào)。這個(gè)電信號(hào)也可由吹動(dòng)一只風(fēng)輪微型直流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生。各種形式的開關(guān)或者風(fēng)輪微型直流發(fā)電機(jī)，在這里稱之為風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器。

在風(fēng)筒兩端的風(fēng)門MR和風(fēng)門MC的外側(cè)，均設(shè)有導(dǎo)流板L，層數(shù)不限。導(dǎo)流板L的作用是，可以使氣體順利通過，卻能阻止細(xì)桿狀物插入觸及風(fēng)門MR和風(fēng)門MC，以防止人為作弊。

機(jī)動(dòng)車駕駛員或者船舶值班人員在吹動(dòng)風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器時(shí)，同時(shí)也進(jìn)行了酒精檢測(cè)。風(fēng)門MR和風(fēng)門MC的自動(dòng)復(fù)位閉合，保證了酒精檢測(cè)所需要的Nj秒時(shí)間。酒精檢測(cè)儀產(chǎn)生的控制信號(hào)由一個(gè)電壓比較器進(jìn)行比較，風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生的控制信號(hào)，需要經(jīng)過延時(shí)保持電路延時(shí)Nf秒后再由另一只電壓比較器進(jìn)行比較。

Nf=nw+nj+n1

式中：n1為設(shè)定的時(shí)間常數(shù)。

兩個(gè)電壓比較器的兩個(gè)輸出信號(hào)，共同控制一個(gè)電源控制器。只有兩個(gè)電壓比較器輸出的兩個(gè)控制信號(hào)同時(shí)為高電平時(shí)，電源控制器才能動(dòng)作，接通受控終端的電源。如果機(jī)動(dòng)車駕駛員或者船舶值班人員未吹動(dòng)風(fēng)動(dòng)信號(hào)發(fā)生器，電壓比較器輸出的是低電平，如果酒精檢測(cè)儀檢測(cè)到酒精含量超限，電壓比較器輸出的也是低電平，這兩種情況都未能滿足兩個(gè)電壓比較器輸出的兩個(gè)控制信號(hào)同時(shí)為高電平的條件，所以電源控制器不能動(dòng)作，受控終端無法工作。

這項(xiàng)新汽車安全設(shè)施的硏究經(jīng)費(fèi)是由美國(guó)國(guó)家道路交通安全局、由幾個(gè)世界主要