| 标题 | 复合式汽车安全检测系统设计 |
| 范文 | 王大鑫 李雨杰 杨超 武盛豪 石佳宁 摘 要：为了能够有效减少因操作不当和汽车本身安全隐患而引起的交通事故，提升机动车行驶的安全性；本文设计了一种复合式汽车安全检测系统，该系统对机动车本身和驾驶者操作规范两大方面做了深入研究，通过在车内装入各类传感器将机车所处环境的变化及时传入处理器，处理器根据车的实时动态进行数据的分析，做出正确的判断并发出相应指令，如发出报警信号、切断汽车动力系统等；该系统能够有效避免因驾驶者醉酒驾驶、疲勞驾驶、操作不当而引起的安全隐患。 关键词：安全检测系统；多传感器；安全警示 DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.13.137 0 引言 随着当今经济的发展，汽车已融入现代人的生活，据公安部交管局统计，2018年全国机动车保有量达3.19亿辆，在这样的交通环境的下，各种交通事故也层出不穷；常见的车辆碰撞事故、驾驶者意识薄弱致使无自我保护能力的小孩在汽车内因高温致死和驾驶者违规操作产生事故等；总而言之就是使用者安全意识淡薄，不能防患于未然。 目前，我国对于交通安全的防治采取了以下方法是加强交通安全教育、加大安全检查力度、加强车辆维护提高汽车安全性能、完善道路安全设施等，用以预防事故的发生；但是，由现阶段社会环境影响，社会尚未形成文明交通的良好氛围，交通法规还未成为人们自觉遵守的行为准则和道德习惯，加上有些驾驶员个人预防观念不强，不能有效避免上述问题，因此，人们开始研究智能控制，各类预警产品问世，但这些产品功能过于单一且不能整合并存在弊端和漏洞，大大增加生产成本而效果不理想，为此我们设计出一种复合式汽车安全检测系统，该系统对汽车自身检测、使用者操作安检这两方面做了深入研究，以此来提高汽车的安全指数。 1 系统结构和工作原理 该系统从机动车本身和驾驶者操作规范两大方面入手，通过对汽车车内空气温度的检测和醉酒驾驶检测[1]、疲劳驾驶检测和驾驶者操作四方面做了深入研究；并将系统分为三大模块，由醉酒驾驶检测模块、疲劳驾驶检测与防溜车模块、温度和空气质量检测模块三大模块组成；对汽车和驾驶者做出实时监控，防患于未然。 2 系统模块设计 2.1 醉酒驾驶模块 目前驾驶者醉酒驾驶检测主要的防控手段是交管部通过外置的酒精仪器测试驾驶者的酒精含量是否超标，由于没有安装在车内，总会有纰漏，不能完全有效的防止酒后驾车的现象。现阶段设计的车载酒精检测系统逻辑过于简单，不能准确测出车内是驾驶者醉酒还是乘坐人员醉酒，对此我们对醉酒驾驶模块加大逻辑运算精准测出车内醉酒人员。 此模块主要有包括5个MQ-3气体传感器和语音播报模块；MQ-3气体传感器的电导率随空气中酒精气体浓度的增加而增大，使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号且MQ-3气体传感器对酒精的灵敏度高，可检测多种浓度酒精气氛，并可以抵抗汽油、烟雾、水蒸气的干扰。对此我们将5个MQ-3气体传感器分别放置在车内的不同位置标号传感器1、传感器2、传感器3、传感器4、传感器5，如图1所示分布，5个传感器分别测出所在位置的浓度，通过测得浓度的大小来比对判断醉酒人所在位置。 若传感器3浓度最高，则系统认定为驾驶员酒后驾驶，则切断汽车动力系统并发出警示：“请尊重生命，杜绝酒后驾驶”。 2.2 疲劳驾驶检测与防溜车模块 疲劳驾驶[2]是指驾驶员在长时间连续驾车后，产生心理机能和生理机能的失调，而在客观上出现驾驶技能下降的现象；疲劳驾驶会影响到驾驶员的感觉、知觉、思维、判断、意志、决定和运动等诸多方面，是导致交通事故的重要原因之一。 此模块包括人体称重传感器，声音报警单元，人体称重传感器所在位置如图6所示，当驾驶者坐入驾驶座时，重力传感器测量驾驶者体重并记录，待汽车发动时计时器开始计时，并为计时器设置预警时间间隔，若汽车连续行驶4小时时，语音播报模块运行提醒“你已疲劳驾驶，请注意安全”，并控制制动系统，逐步降低行驶速度。同时该模块也具备防溜车事故的功能，当驾驶者从驾驶座出去时，重力传感器数值输入值由大于零到零时，信号反馈至中央处理器自动辅助刹车，以防溜车发生危险。 2.3 温度和空气质量检测模块[3] 此模块包括数字温度传感器，OLED液晶屏显示模块，HC-SR501人体红外传感器，语音播报模块组成，如图1所示分布位置。HC-SR501人体红外传感器全自动感应，当有人进入车内其感应范围则输出高电平，人离开感应范围则自动延时关闭高电平。输出低电平，用于检测车内是否有人，并用数字温度传感器设置预警值和上限值，用OLED液晶屏显示模块实时显示温度数值。 人体称重传感器，依据压力值判断驾驶者是否处在驾驶位置，用以判断汽车是否处于防护状态，当温度超过设计预警值温度时，且驾驶者不在驾驶位置，HC-SR501人体红外传感器开始检测，若车内有滞留人员时启动防护状态，语音播报模块运行提醒“车内温度过高，请避免中暑”，当温度超过设置温度上限值时，信号反馈至中央处理器自动开启通风口，使空气流通，降低温度。 3 结束语 整个系统采用多个传感器，从四个方面做了针对性的检测；通过对汽车车内空气温度的检测和醉酒驾驶检测、疲劳驾驶检测和驾驶者操作四方面做出检测；并将数据传入中央处理器，系统做出正确的判断并做出相应的处理，可以准确检测出安全隐患，通过数据反馈进行报警提示，当行驶不规范时汽车可自动切断制动系统；使发动机无法起动，从源头上断绝危险驾驶，在实际应用中具有很好的推广价值。 参考文献： [1]李致金，李峰等.车载酒精浓度在线测控系统[J].电子设计工程，2012（09）：114-117. [2]王增义.疲劳驾驶预防研究[J].河南科技，2012（05）：20. [3]李大琳.智能车内温度监测系统设计[J].山东工业技术，2014 （12）：80-81. 2018年国家级大学生创新训练项目（项目编号：201810812003） 作者简介：王大鑫（1997-），男，山东济宁人，本科，研究方向：机械电子工程。 |
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