摘要：為了減少酒駕所造成的交通事故的發(fā)生，提出了一種基于GSM-GPS的酒后駕車監(jiān)測追蹤車載系統(tǒng)。設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)主控模塊、酒精濃度檢測模塊、GPS定位模塊、GSM無線數(shù)據(jù)傳輸模塊、報(bào)警顯示模塊的硬件部分。經(jīng)過測試，各模塊工作正常。該系統(tǒng)具有快速檢測，準(zhǔn)確定位，實(shí)時(shí)追蹤等優(yōu)點(diǎn)。
關(guān)鍵詞：GSM-GPS；監(jiān)測；車載系統(tǒng)；硬件設(shè)計(jì)

近年來，我國汽車保有量在不斷增長，與此同時(shí)，由酒后駕駛所造成的人員傷亡及財(cái)產(chǎn)損失的交通事故發(fā)生率也不斷攀升。為了杜絕這種現(xiàn)象的發(fā)生，各國都提出了很多方法，在國外有使用如酒精鑰匙Alcokey，紅外相機(jī)監(jiān)測酒駕等來進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。國內(nèi)對于酒駕的檢測主要還是使用一些常規(guī)方法，即用手持式呼氣酒精測試和頂空氣相色譜儀血液酒精檢驗(yàn)。但是上述兩種方法只能由交通監(jiān)管人員設(shè)卡實(shí)施，給酒駕檢測帶來了很大的不便，也不能從根本上杜絕酒后駕駛的違章行為。
筆者提出了一種基于GSM-GPS的酒后駕車監(jiān)測追蹤車載系統(tǒng)，該系統(tǒng)由主控模塊，酒精濃度檢測模塊，GPS定位模塊，GSM無線數(shù)據(jù)傳輸模塊，和報(bào)警顯示模塊組成。通過在汽車內(nèi)安裝酒精濃度檢測模塊，來檢查駕駛?cè)藛T的酒精含量：借助GPS定位模塊實(shí)時(shí)定位酒駕車輛的地理位置；GSM無線數(shù)據(jù)傳輸模塊將檢測到的酒駕車輛地理位置信息發(fā)送到交通指揮監(jiān)控中心實(shí)現(xiàn)整個(gè)實(shí)時(shí)監(jiān)控過程。文章著重從系統(tǒng)的硬件部分著手，詳細(xì)闡述了各個(gè)硬件模塊的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過程，與傳統(tǒng)的酒精檢測儀器相比，該系統(tǒng)有快速檢測，準(zhǔn)確定位，實(shí)時(shí)追蹤等優(yōu)點(diǎn)。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
酒后駕車監(jiān)測追蹤車載系統(tǒng)由主控模塊，酒精濃度檢測模塊，GPS定位模塊，GSM無線數(shù)據(jù)傳輸模塊和報(bào)警顯示模塊組成，其總體框圖如圖1所示。酒精濃度檢測模塊循環(huán)檢測駕駛者酒精濃度，若酒精濃度超過預(yù)先設(shè)定的閾值時(shí)，系統(tǒng)開啟GPS定位模塊進(jìn)行定位。待GPS模塊定位成功，GSM無線數(shù)據(jù)傳輸模塊將目標(biāo)車輛的地理位置信息(經(jīng)緯度)發(fā)送到交警平臺上。同時(shí)，報(bào)警顯示模塊發(fā)出報(bào)警，提醒駕駛者當(dāng)前處于酒后駕駛狀態(tài)。

酒精濃度檢測模塊主要功能是檢測駕駛者呼出氣體中的酒精濃度含量，由MQ-3酒精傳感器，小信號放大電路以及A／D轉(zhuǎn)換電路組成。一旦酒精濃度超標(biāo)，它就傳遞信息給主控模塊。
GPS定位模塊負(fù)責(zé)對車輛進(jìn)行實(shí)時(shí)的定位跟蹤，存儲目標(biāo)車輛的地理信息(經(jīng)緯度)。
GSM無線數(shù)據(jù)傳輸模塊負(fù)責(zé)將GPS模塊定位到的地理位置信息通過短信的方式發(fā)送到交警平臺上，以便交警能夠?qū)崟r(shí)跟蹤目標(biāo)車輛。
報(bào)警顯示模塊用于酒精濃度的超限報(bào)警以及顯示一些必要的日常信息。
主控模塊負(fù)責(zé)各個(gè)子模塊之間的數(shù)據(jù)交換和數(shù)據(jù)計(jì)算。當(dāng)接收到酒精濃度檢測模塊傳遞過來的濃度超標(biāo)信號后，就喚醒GPS模塊和GSM模塊，并且處罰報(bào)警模塊。這里我們選用Atmel公司的ATmega16L作為主控芯片。
1．1 酒精濃度檢測模塊設(shè)計(jì)
酒精濃度檢測模塊主要由3個(gè)部分組成：酒精傳感器，小信號放大電路和A／D轉(zhuǎn)換器。
酒精傳感器是整個(gè)模塊的核心，常用的酒精傳感器主要有電化學(xué)酒精傳感器，半導(dǎo)體酒精傳感器等等?？紤]到這套系統(tǒng)為車載系統(tǒng)，因此需要傳感器具有體積小，精度高，響應(yīng)快，抗干擾能力強(qiáng)的特點(diǎn)，我們選擇了MQ-3酒精傳感器。MQ-3傳感器對乙醇蒸汽有很高的靈敏度和良好的選擇性，它的測量范圍是10～1 000 ppm的酒精濃度，在測量范圍內(nèi)，該傳感器的體電阻與空氣中的酒精含量成線性關(guān)系，我們通過將體電阻的變化轉(zhuǎn)化為一種電壓的變化，就可測得空氣中酒精的酒精含量。
該系統(tǒng)設(shè)計(jì)電路如圖2所示。U1是酒精傳感器，兩個(gè)F引腳為加熱引腳，用來給傳感器預(yù)熱，A，B引腳為信號輸出，A接電源，B與地之間串一個(gè)200 kΩ的采樣電阻(實(shí)際電路中用一個(gè)電位器來替代)，其作用是將體電阻Rs轉(zhuǎn)化為電壓輸出，運(yùn)放U2A組成一個(gè)同向放大電路，其放大倍數(shù)為，這里R3=R2，所以放大倍數(shù)為2倍，然后運(yùn)放輸出端接A／D輸入端，這里A／D我們采用ATmega16L的片上A／D，其分辨率為10位，足以滿足我們的采集需求。由此，得到輸出電壓與體電阻Rs的關(guān)系為，其中R1=200kΩ，Rs為體電阻，然后再根據(jù)體電阻與酒精濃度的線性關(guān)系，就可以計(jì)算出空氣中得酒精含量。