毕业设计(论文)
英国布里斯托尔大学生理学家霍尔瓦特设计了一种高智能座驾,其上装有一套名为“个人警察”的监察系统,由红外线摄像机、感应器和带有电脑分析功能的“小黑箱”组成。通过“小黑箱”摄像机录制的司机眼球活动情况以及感应器侦察到的方向盘扭转动作集中起来进行分析,从分析方向盘转动情况仪器中获得的信息与从扫描司机瞳孔移动装置获得的信息发生联系并进行比较,通过这一对照完全可以确定司机是否头脑清醒。根据司机审视行车方向长短,判定司机的醉酒程度。
意大利主要方法是在车上配备酒精检测 MEMS 传感器,将 MEMS 传感器置于方向盘的中间位置,酒精检测 MEMS 传感器将元件植入在直径 8mm 的密封外壳内、连同信号处理电路等一起嵌入方向盘内,通过该传感器检测驾驶员呼出气体的酒精含量。
瑞典绅宝用附带酒精检测功能的钥匙组件“Alcokey”,在汽车遥控器内部嵌入小型酒精测试器,当司机按下遥控车钥匙的时候,该探测器就会同时开始工作。检测司机饮酒度的方法是:司机必须向测酒钥匙的底部呼气检测呼气酒精含量。 最近瑞典豪华品牌沃尔沃汽车公司推出车载酒精检测系统,它通过一个无线手持设备检测驾驶者呼出空气中的酒精含量,从而判断驾驶者血液中的酒精浓度。
而日产的反酒后驾驶控制系统命名为 Carwings 的车载蓝牙综合安全系统,该套系统主要是把酒精测试声纳安置在变档器上,可以通过对眨眼情况探测分析出司机清醒状态的面部识别系统,以及对驾驶情形进行探测分析,系统可以做出感应。日本汽车业巨头丰田将研制一种装在机动车辆上的防酒后驾驶系统。
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英国通过车载“个人警察”的监控系统,根据司机审视行车方向的长短,从而来判断司机的醉酒程度,来判断是否发出报警信号或使汽车无法启动。意大利通过置于方向盘内的 MEMS 酒精传感器检测驾驶员呼出气体酒精浓度,当检测其超过安全驾驶标准时,使汽车无法启动。瑞典绅宝主要方法是利用带有酒精检测功能的钥匙组件“Alcokey”,当司机按下遥控车钥匙时,该探测器就开始工作,司机必须向测酒钥匙底部呼气,当检测到呼气酒精含量超标时,无法向车辆控制组件发出解除警报信号,从而使汽车无法启动。沃尔沃的车载酒精检测系统,是把该检测系统的结果通过无线传感技术传给汽车的电子控制系统单元,当酒精含量超过系统中的设定值的上线,该系统将阻止启动动机。而日产的防酒后驾驶控制系统通过变档器上的探测声纳探测司机手上的汗液中含有酒精,便会自动上锁,并通过车内的声音报警发出“酒后驾车”的声音提示,该系统还可以通过对司机的脸部活动和行车状况探测出司机是否酒后驾车,并会发出报警声,并自动收紧安全带,同时导航系统中显示“不要酒后驾车”信息。 1.2.2 国内研究现状
我国对于这方面的研究比较少,香港一家公司发明了一种名为 i—KEY 的车钥匙,能够有效而方便地防止醉酒驾驶。这种钥匙将感应器、远程信息处理等技术整合在车钥匙上,从外观看,它比正常的车钥匙多了一条锁棒。使用时,司机要先按 i—KEY 上的开始按钮,绿色准备灯亮了之后,对着气孔吹气约两秒钟。当呼出气体的酒精含量低于规定值时,它会立即开锁,把锁棒收起来,车钥匙便能顺利插入钥匙孔,启动引擎。否则,钥匙将亮起红
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灯,锁棒便不能收起来,汽车将无法启动。 目前,国家交通技术领域正在开发研究驾驶行为监控预警技术和装备,研究内容:驾驶状态及车辆运行状态与环境实时检测技术,异常驾驶状态实时识别技术,驾驶意图、行为预测及违规操作判别技术,危险驾驶行为的预警方法与技术,驾驶行为监控预警系统集成技术。研究目的:通过研发异常驾驶状态、违规操作、不良驾驶习惯等检测预警系统与装置,形成驾驶人行为的实时监控技术,为有效减少道路交通事故提供技术支撑,从而开发适用于驾驶行为监控系统原型样机,并将通过实车实验验证。虽然目前隧道窑生产过程的自动化己经取得了长足的进步,但是限于现有的技术和工艺水平,并没有真正实现隧道窑生产的全过程自动化。随着自动控制技术的不断进步,隧道窑生产工艺的不断改进,隧道窑自动控制系统将更加完善,体现隧道窑特性的温度制度和压力制度将实现智能优化控制,控制系统将具有更高的精度、更快的速度以及更强的抗干扰性能。例如,窑炉监控系统能够根据己经设定的烧成制度,对窑内发生的各种变化自动进行调控。当系统当前状态发生变化时,控制系统将驱动执行机构对相应参数做出调整。隧道窑的辅助过程也将进一步实现自动化、一体化。例如,隧道窑的进车、出车、窑门升降按预先设定的程序自动完成,在无人干预的情况下,窑车能在回车线上顺利完成码坯,砖坯转运,卸砖,返回等作业。利用电子计算机技术实现全过程自动化控制的隧道窑可以准确、及时、灵敏地凋整各项热工参数,减少对操作经验的依赖,降低操作人员的劳动强度;提高窑炉运行稳定性,进一步改善产品的质量,增加产品的产量;并且进一步降低能耗,减少能源浪费。
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1.3 研究内容
本研究主要采用AT89C51单片机芯片作为该系统的核心,通过呼气式酒精传感器测试气体的酒精含量,并且能够通过液晶显示器显示该酒精含量值,当气体中酒精的浓度超过预定的阀值时,能够报警。
主要的研究工作包括一下几个方面:
(1)硬件电路方面,对气体传感器MQ-3按检测电路,接上一定阻值的负载电阻,检测它的技术参数,确定MQ-3所接负载电阻的大小,完成信号采样电路的设计;采样到的模拟电压电信号通过A/D转换,得到可供单片机处理的数字信号,再由单片机作相应的数据处理,同时扫描键盘输入的阀值;再由液晶显示测量值与阀值,当超过设定阀值时,发光二极管发光、蜂鸣器发出声音进行报警。系统包括:传感器信号采集部分、A/D转换模块、输入模块、单片机部分、显示模块,报警部分、继电器模块。
(2)软件方面,标准的确定是该部分要做的主要工作。因为原始的采样值是一个间接的负载分压值,需要将它转化为被测酒精浓度值。通过多个样品的测量确定多个浓度区间的转换标准,并将每个区间的转换关系近似线性化处理,然后通过软件编程的方法来实现。同时扫描键盘方面的输入情况,确定键盘的抖动消除方法。
(3)软硬件结合调试工作。
(4)为了尽量减少设计的气体传感器的测量误差,在测量酒精溶液样品时要考虑并解决2个主要问题。一是样品的稳定性对测量带来的误差,二是水蒸气对测量的影响。针对这2个主要问题提出以下解决方案和验证方法:水蒸气对MQ-3的影响很小,这一点可以通过对只装有纯净水的塑料瓶的多
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次测量来验证。用相同容量的塑料瓶配制好不同浓度的酒精溶液后,将它密封并放置一段时间,待其稳定后再测量。再通过反复多次测量多组数据,求其平均值的方法来缩小测量误差。
(5)对于其功能方面的拓展预想与其进行适当改进后安装于车上成为防酒驾智能闭锁系统中存在的问题的讨论。
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