专利名称：从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统的制作方法
技术领域：
本发明属于一种酒精含量检测系统，具体涉及一种从人体手指的汗液中检 测酒精浓度的酒后禁驾系统。
背景技术：
酒后驾车容易造成交通事故，因此一直是交管部门严査的项目之一。目前 检测驾驶员是否酒后驾车的方法是交警拦下可疑车辆后，通过检测驾驶员呼出 的气体中含有的酒精含量的多少，来判断该驾驶员是否属于酒后驾车。这种检 测方法是随机被动的，不卫生，容易造成交叉感染，缺乏人性化，并且只能在 某一段时间内检测一小部分驾驶员，绝大多数酒后驾车的驾驶员都没有检査到， 因此检查的范围很窄，而且检测也只是针对正在驾驶车辆的驾驶员而言，无法 做到事前防范，不能从根本上对驾驶员实现酒后禁驾。
现有技术的缺陷是只能检测出一小部分酒后驾车的驾驶员，大部分酒后 驾车的驾驶员都没有被检査到，检查范围很窄，并且检测时，酒后驾驶事件已 经发生，无法做到事前防范，发生交通事故的可能性很大。
发明内容
本发明的目的是提出一种从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，能够在每个 驾驶员驾车之前，对驾驶员进行酒精含量检查，对酒精含量超标的驾驶员禁驾， 保证车辆的安全行驶。为达到上述目的，本发明提供一种从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，能 够从人体手指挥发的汗液中检测酒精浓度，其关键在于包括有酒精检测器、 主控制电路、气泵、点火电路和油泵电路，所述主控制电路的酒精信号接收端 连接酒精检测器的信号输出端，接收酒精检测器输出的酒精信号，主控制电路 的气泵控制端与气泵连接，控制气泵的工作，主控制电路的点火控制端和油泵 控制端还分别与点火电路和油泵电路连接。
气泵能将驾驶员手指散发出来的汗液中的气体抽入酒精检测器，供酒精检 测器检测酒精的含量。主控制电路中预存酒精浓度阈值，只有通过酒精含量验 证的驾驶员，才能驾驶该车辆。
本发明还设置有活塞式检测室，该活塞式检测室内还安装有螺杆式活塞， 该活塞式检测室的前部为检测腔，后部为电机室，所述电机室内安装有电机， 该电机的信号端与所述主控制电路的电机控制端连接，电机的输出轴上固定有 齿轮，该齿轮的齿面与所述螺杆式活塞的螺杆相啮合，该螺杆式活塞的活塞头 伸入所述检测腔，活塞头上安装有触摸开关，该活塞头还与所述检测腔的前端 开口相吻合；
所述检测腔的前端开口处安装有密封硅胶圈，该检测腔侧壁开有气路通孔， 该气路通孔经管道连接在酒精检测器的进气口 ，该酒精检测器的出气口与气泵 相通，该酒精检测器和气泵固定在所述活塞式检测室外壁上；
所述电机室内壁安装有第一、第二红外接收管或发射管，所述螺杆上安装 有红外发射管或接收管；
当所述齿轮正转，带动螺杆前进到位，活塞头与所述检测腔的前端开口贴
合时，所述红外发射管或接收管与所述第一红外接收管或发射管相对；
当所述齿轮反转，带动螺杆工进到位，螺杆靠近所述电机室壁时，所述红 外发射管或接收管与所述第二红外接收管或发射管相对。当车辆钥匙上电，电机回位，活塞头位于检测腔的前端开口处，将检测腔 关闭，保证检测腔内不被污染。当食指碰到触摸开关时，电机工作，带动齿轮 转动，使螺杆式活塞向后推进，当红外接收管接收到红外发射管发出的信号时， 电机停止工作，露出检测腔，以供驾驶员放置手指。密封硅胶圈不仅能有效防 止外面的气体进入检测腔，也能防止检测腔内的气体外泄，保证了酒精检测的 准确度。
本发明还包括有手指触发电路，所述手指触发电路由触摸芯片、电容和第 一上拉电阻组成，所述电容的一端并接所述触摸开关和触摸芯片的第一输入端， 该电容的另一端连接触摸芯片的第二输入端，触摸芯片的输出端经第一上拉电 阻连接电源正极，该输出端还连接所述主控制电路的触发信号接收端。
手指触发电路为电容感应式触摸电路。当手指碰到触摸开关时，触摸芯片 输出手指触发信号给主控制电路，主控制电路随即发出控制命令使电机开始工 作。
为了及时向驾驶员告知操作步骤和验证结果，本发明还包括有语音提示电 路，语音提示电路由语音芯片和扬声器组成，所述语音芯片的信号接收端连接 所述主控制电路的语音信号输出端，该语音芯片的输出端与扬声器信号端连接。
语音提示的内容事先编辑好，保存在语音芯片中。
所述主控制电路包括
用于系统初始化的装置；车辆钥匙上电，进入系统初始化电机回位，活 塞头位于检测腔的前端开口。
用于判断是否有手指触发信号的装置；即判断是否有手指接触触摸开关。 如果没有，则返回到所述用于判断是否有手指触发信号的装置；反复判断， 直到有手指出发信号输入。如果有，则进入用于驱动电机工作的装置；电机工作，带动齿轮转动，使 螺杆式活塞向后工进。
用于判断是否有红外信号输入的装置；即判断螺杆是否工进到位，当红外 发射管与接收管相对后，发出红外信号。
如果没有，则返回到所述用于判断是否有红外信号输入的装置；反复判断， 直至螺杆工进到位。
如果有，则进入用于控制电机停止工作的装置；即红外发射管与接收管相 对，螺杆工进到位，电机停止工作，检测腔露出。
用于延时等待时间T1的装置；等待足够长的时间T1，以驾驶员的手指汗 液能够挥发出足够多的气体供酒精含量检测为准。
用于驱动气泵工作的装置；此时检测腔内有足够多的驾驶员手指汗液挥发 出的气体，驱动气泵开始工作，将检测腔内的气体抽入酒精检测器内。
用于延时等待时间T2的装置；气泵工作一段时间T2，供气泵将足够多的 气体抽入酒精检测器，以便酒精检测器精确的分析出酒精含量，等待时间以酒 精检测器内有足够多的气体为准。
用于控制气泵停止工作的装置；气泵工作时间结束，气泵停止抽气。
用于读取酒精信号的装置；酒精检测器将检测出的酒精浓度送入主控制电路。
用于判断酒精含量是否超标的装置；与主控制电路中预设的酒精含量进行 比较。
如果酒精含量超标，则进入提示酒精超标的装置；语音提示，表示需要更 换驾驶员。
返回到所述用于系统初始化的装置；此时，电机慢慢回位，将检测腔内的 气体推出，活塞头位于检测腔的前端开口。如果酒精含量没有超标，则进入提示系统验证成功的装置；酒精含量未超 标，表明该驾驶员未饮酒，通过验证。
用于驱动点火电路和油泵电路工作的装置；驱动汽车点火，驱动油泵工作。 用于系统验证结束的装置。
所述酒精检测器由酒精气体传感器、场效应管、稳压二级管、第六上拉电 阻、放大器和滤波电容组成，所述酒精气体传感器的正、负输出端分别与场效 应管的源极、漏极连接，该场效应管的栅极接电源正极，所述酒精气体传感器 的正、负输出端还分别与放大器的正相、反相输入端连接，该放大器的正相输 入端经第六上拉电阻连接电源正极，该放大器的正相输入端还连接稳压二级管 的阳极，该稳压二极管的阴极接地，所述放大器的输出端经滤波电容接地，该 输出端还连接所述主控制电路的酒精信号接收端。
本发明的显著效果是能够在每个驾驶员驾车之前，对驾驶员进行酒精含 量检查，对酒精含量超标的驾驶员禁驾，检测的中间都会有语音提示，指导驾 驶员进行检测操作，检测腔的密封硅胶圈既能够防止外面的气体进入检测腔对 检测结果进行干扰，也能防止检测腔内的气体外泄，保证了酒精检测结果的可 靠性和准确度。在检测开始之前，触摸开关将整个检测腔关上，使检测腔不受 污染。与现有技术相比，本发明能有效防止酒后驾驶事件的发生，将危险防患 于未然，保证安全行驶。
图1是本发明的电路结构方框图； 图2是活塞式检测室的结构示意图； 图3是活塞式检测室的主视图； 图4是活塞式检测室的使用状态图；图5是活塞式检测室气泵和酒精检测器安装示意图6是本发明的主控制芯片电路连接图7是本发明的手指触发电路连接示意图8是本发明的语音提示电路连接示意图9是本发明的主控制流程图IO是本发明的点火电路连接示意图11是本发明的油泵电路连接示意图12是本发明的酒精检测器的电路连接示意图13是本发明的电机和气泵的电路连接示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。 如图1、 6、 7、 9-13所示 一种从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，包括 酒精检测器2、主控制电路3、气泵4、电机14、点火电路5、油泵电路6、手 指触发电路7、红外电路8和语音提示电路9，酒精气体传感器采用MSP430F4XX 系列型号芯片，主控制电路3的酒精信号接收端P5.0连接酒精检测器2的信号 输出端SENSOR—OUT，接收酒精检测器2输出的酒精信号，主控制电路3的触 发信号接收端P6.5连接手指触发电路7的输出端Finger—trigger,主控制电路3 的红外信号接收端连接红外电路8的输出端，主控制电路3的语音信号输出端 P3.0 P3.2连接语音提示电路9的信号接收端S1 S3，主控制电路3的气泵控 制端P2.0通过三极管与气泵4连接，控制气泵4的工作，主控制电路3的电机 控制端P2.1通过三极管连接电机14的信号端，主控制电路3的点火控制端P5.3 和油泵控制端P5.2还分别与点火电路5和油泵电路6连接，通过继电器驱动车 辆点火和油泵工作。气泵4能将驾驶员手指散发出来的汗液中的气体抽入酒精检测器2，供酒精
检测器2检测酒精的含量。主控制电路3中预存酒精浓度阈值，只有通过酒精
含量验证的驾驶员，才能驾驶该车辆。
当手指触发电路7检测到手指触摸信号时，主控制电路3随即发出控制命 令使电机14开始工作。当红外电路8输出红外信号，主控制电路3随即发出控 制命令使电机14停止工作。红外电路8和手指触发电路7相结合，有效地控制 电机14的工作时间。
语音提示电路9能及时向驾驶员告知操作步骤和验证结果。
如图2、 3、 4、 5所示本发明还设置有活塞式检测室12，该活塞式检测室 12内还安装有螺杆式活塞13，该活塞式检测室12的前部为检测腔12a，后部为 电机室12b，所述电机室12b内安装电机14，该电机14的输出轴上固定有齿轮 15，该齿轮15的齿面与所述螺杆式活塞13的螺杆相啮合，该螺杆式活塞13的 活塞头伸入所述检测腔12a，活塞头上安装有触摸开关11，该活塞头还与所述 检测腔12a的前端开口相吻合。
所述检测腔12a的前端开口处安装有密封硅胶圈16，该检测腔12a侧壁开 有气路通孔a，该气路通孔a经管道连接在酒精检测器2的进气口，该酒精检测 器2的出气口与气泵4相通，该酒精检测器2和气泵4固定在所述活塞式检测 室12外壁上。
所述电机室12b内壁安装有第一、第二红外接收管或发射管m、 m'，所述螺 杆上安装有红外发射管或接收管n;
当所述齿轮15正转，带动螺杆前进到位，活塞头与所述检测腔12a的前端 开口贴合时，所述红外发射管或接收管n与所述第一红外接收管或发射管m相 对；当所述齿轮15反转，带动螺杆工进到位，螺杆靠近所述电机室12b壁时，
所述红外发射管或接收管n与所述第二红外接收管或发射管m'相对，第一、第 二红外接收管或发射管m、 m'和红外发射管或接收管n组成红外电路8。 所述指纹识别器1固定在所述检测腔12a的下底。
当车辆钥匙上电，电机14回位，活塞头位于检测腔12a的前端开口处，将 检测腔12a关闭，保证检测腔12a内不被污染。当食指碰到触摸开关11时，电 机14工作，带动齿轮15转动，使螺杆式活塞13向后推进，当红外接收管接收 到红外发射管发出的信号时，电机14停止工作，露出检测腔12a，以供驾驶员 放置手指。密封硅胶圈16不仅能有效防止外面的气体进入检测腔12a,也能防 止检测腔12a内的气体外泄，保证了酒精检测的准确度。
如图6、 7所示所述手指触发电路7由BS-02型触摸芯片U1、电容C1和 第一上拉电阻Rl组成，所述电容Cl的一端并接所述触摸开关11和触摸芯片 Ul的第一输入端，该电容C1的另一端连接触摸芯片U1的第二输入端，触摸芯 片U1的输出端经第一上拉电阻R1连接电源正极，该输出端还连接所述主控制 电路3的触发信号接收端。
手指触发电路7为电容感应式触摸电路。当手指碰到触摸开关ll时，触摸 芯片Ul输出手指触发信号给主控制电路3，主控制电路3随即发出控制命令使 电机14开始工作。
如图6、 8所示，所述语音提示电路9由YXT310P型语音芯片U2、和扬声 器SPR组成，所述语音芯片U2的信号接收端连接所述主控制电路3的语音信 号输出端，该语音芯片U2的输出端与扬声器SPR信号端连接。
语音提示的内容事先编辑好，保存在语音芯片U2中。
如图10所示所述主控制电路3包括
12用于系统初始化的装置；车辆钥匙上电，进入系统初始化电机回位，活
塞头位于检测腔12a的前端开口。
用于判断是否有手指触发信号的装置；即判断是否有手指接触触摸开关。
如果没有，则返回到所述用于判断是否有手指触发信号的装置；反复判断， 直到有手指出发信号输入。
如果有，则进入用于驱动电机工作的装置；电机工作，带动齿轮转动，使 螺杆式活塞向后工进。
用于判断是否有红外信号输入的装置；即判断螺杆是否工进到位，当红外 发射管与接收管相对后，发出红外信号。
如果没有，则返回到所述用于判断是否有红外信号输入的装置；反复判断， 直至螺杆工进到位。
如果有，则进入用于控制电机停止工作的装置；即红外发射管与接收管相 对，螺杆工进到位，电机停止工作，检测腔露出。
用于延时等待时间T1的装置；等待足够长的时间，以驾驶员的手指汗液能 够挥发出足够多的气体供酒精含量检测为准。
用于驱动气泵工作的装置；此时检测腔内有足够多的驾驶员手指汗液挥发 出的气体，驱动气泵开始工作，将检测腔内的气体抽入酒精检测器内。
用于延时等待时间T2的装置；气泵工作一段时间，供气泵将足够多的气体 抽入酒精检测器，以便酒精检测器精确的分析出酒精含量，等待时间以酒精检 测器内有足够多的气体为准。
用于控制气泵停止工作的装置；气泵工作时间结束，气泵停止抽气。
用于读取酒精信号的装置；酒精检测器将检测出的酒精浓度送入主控制电路。用于判断酒精含量是否超标的装置；与主控制电路中预设的酒精含量进行 比较。如果酒精含量超标，则进入提示酒精超标的装置；语音提示，表示需要更 换驾驶员。返回到所述用于系统初始化的装置；此时，电机慢慢回位，将检测腔内的 气体推出，活塞头位于检测腔12a的前端开口。如果酒精含量没有超标，则进入提示系统验证成功的装置；酒精含量未超 标，表明该驾驶员未醉酒，通过验证。用于驱动点火电路和油泵电路工作的装置；驱动汽车点火，驱动油泵工作。用于系统验证结束的装置。如图12所示所述酒精检测器2由酒精气体传感器SENSOR、场效应管 MOS、 LM285Z-1.2型稳压二级管D、第六上拉电阻R6、 LTC1049型放大器U4 和滤波电容C2组成，所述酒精气体传感器SENSOR的正、负输出端分别与场 效应管MOS的源极、漏极连接，该场效应管MOS的栅极接电源正极，所述酒 精气体传感器SENSOR的正、负输出端还分别与放大器U4的正相、反相输入 端连接，该放大器U4的正相输入端经第六上拉电阻R6连接电源正极，该放大 器U4的正相输入端还连接稳压二极管D的阳极，该稳压二极管D的阴极接地， 所述放大器U4的输出端经滤波电容C2接地，该输出端还连接所述主控制电路 3的酒精信号接收端。本发明的工作原理如下本发明主要是通过检测驾驶员手指散发出的汗液中酒精气体的含量，来进 行酒精含量的检测。主控制电路中预存酒精浓度阈值。当车辆钥匙上电时，电机14回位，活塞头位于检测腔12a的前端开口，将检测腔12a关闭，同时，密封硅胶圈16将周 围缝隙密封，保证检测腔12a内不被污染。当食指碰到触摸开关11时，手指触发电路7向主控制电路3输出手指触发 信号，主控制电路3收到该信号后，通过驱动三极管，控制电机14开始工作， 电机14带动齿轮15转动，使螺杆式活塞13向后推进，当红外接收管接收到红 外发射管发出的信号时，红外电路8向主控制电路3输出红外信号，主控制电 路3收到该红外信号后，通过驱动三极管，控制电机14停止工作，露出检测腔 12a，以供驾驶员放置手指。当驾驶员把手指放置进检测腔12a后，密封硅胶圈16将检测腔12a前段开 口处密封，防止检测腔12a内气体外泄，同时也防止外面的气体进入检测腔12a。延时等待时间Tl，使驾驶员的手指汗液能够挥发出足够多的气体供酒精含 量检测，此时，主控制电路3通过驱动三极管，控制气泵4工作，进行酒精含气泵4将检测腔内的气体抽入酒精检测器2，经过延时一段时间，保证抽取 了足够的气体后，主控制电路3控制气泵4停止工作。酒精检测器2检测出酒 精含量后，输出给主控制电路3，主控制电路3将该酒精含量预存的酒精含量进 行比较，如果酒精含量超标，则语音提示酒精含量超标，需要更换驾驶员，重 新回到系统初始化，如果酒精含量没有超标，则提示系统验证成功，并驱动点 火电路5和油泵电路6，结束验证。
权利要求
1、一种从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，其特征在于包括有酒精检测器(2)、主控制电路(3)、气泵(4)、点火电路(5)和油泵电路(6)，所述主控制电路(3)的酒精信号接收端连接酒精检测器(2)的信号输出端，接收酒精检测器(2)输出的酒精信号，主控制电路(3)的气泵控制端与气泵(4)连接，控制气泵(4)的工作，主控制电路(3)的点火控制端和油泵控制端还分别与点火电路(5)和油泵电路(6)连接。
2、 根据权利要求1所述的从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，其特征在于.-还设置有活塞式检测室(12)，该活塞式检测室(12)内还安装有螺杆式活塞(13)， 该活塞式检测室(12)的前部为检测腔(12a)，后部为电机室(12b)，所述电 机室(12b)内安装有电机(14)，该电机(14)的信号端与所述主控制电路(3) 的电机控制端连接，电机(14)的输出轴上固定有齿轮(15)，该齿轮(15)的 齿面与所述螺杆式活塞(13)的螺杆相啮合，该螺杆式活塞(13)的活塞头伸 入所述检测腔(12a)，活塞头上安装有触摸开关(11)，该活塞头还与所述检测 腔(12a)的前端开口相吻合；所述检测腔(12a)的前端开口处安装有密封硅胶圈(16)，该检测腔(12a) 侧壁开有气路通孔(a)，该气路通孔(a)经管道连接在酒精检测器(2)的进 气口，该酒精检测器(2)的出气口与气泵(4)相通，该酒精检测器(2)和气 泵(4)固定在所述活塞式检测室(12)外壁上；所述电机室(12b)内壁安装有第一、第二红外接收管或发射管(m、 m，)， 所述螺杆上安装有红外发射管或接收管(n);当所述齿轮(15)正转，带动螺杆前进到位，活塞头与所述检测腔(12a) 的前端开口贴合时，所述红外发射管或接收管(n)与所述第一红外接收管或发 射管(m)相对；当所述齿轮(15)反转，带动螺杆工进到位，螺杆靠近所述电机室(12b) 壁时，所述红外发射管或接收管(n)与所述第二红外接收管或发射管(m')相 对。
3、 根据权利要求2所述的从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，其特征在于: 还包括有手指触发电路(7)，所述手指触发电路(7)由触摸芯片(Ul)、电容(Cl)和第一上拉电阻(Rl)组成，所述电容(Cl)的一端并接所述触摸开关 (11)和触摸芯片(Ul)的第一输入端，该电容(Cl)的另一端连接触摸芯片 (Ul)的第二输入端，触摸芯片(Ul)的输出端经第一上拉电阻(Rl)连接电 源正极，该输出端还连接所述主控制电路(3)的触发信号接收端。
4、 根据权利要求1所述的从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，其特征在于: 还包括有语音提示电路(9)，所述语音提示电路(9)由语音芯片(U2)、和扬 声器(SPR)组成，所述语音芯片(U2)的信号接收端连接所述主控制电路(3) 的语音信号输出端，该语音芯片(U2)的输出端与扬声器(SPR)信号端连接。
5、 根据权利要求1或2或3或4所述的从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统， 其特征在于所述主控制电路(3)包括用于系统初始化的装置；用于判断是否有手指触发信号的装置；如果没有，则返回到所述用于判断是否有手指触发信号的装置； 如果有，则进入用于驱动电机工作的装置； 用于判断是否有红外信号输入的装置；如果没有，则返回到所述用于判断是否有红外信号输入的装置；如果有，则进入用于控制电机停止工作的装置；用于延时等待时间T1的装置；用于驱动气泵工作的装置；用于延时等待时间T2的装置；用于控制气泵停止工作的装置；用于读取酒精信号的装置；用于判断酒精含量是否超标的装置；如果酒精含量超标，则进入提示酒精超标的装置；返回到所述用于系统初始化的装置；如果酒精含量没有超标，则进入提示系统验证成功的装置；用于驱动点火电路和油泵电路工作的装置；用于系统验证结束的装置。
6、根据权利要求1所述的从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，其特征在于-所述酒精检测器(2)由酒精气体传感器(SENSOR)、场效应管(MOS)、稳压 二级管(D)、第六上拉电阻、放大器(U4)和滤波电容(C2)组成，所述酒精 气体传感器(SENSOR)的正、负输出端分别与场效应管(MOS)的源极、漏 极连接，该场效应管(MOS)的栅极接电源正极，所述酒精气体传感器(SENSOR) 的正、负输出端还分别与放大器(U4)的正相、反相输入端连接，该放大器(U4) 的正相输入端经第六上拉电阻连接电源正极，该放大器(U4)的正相输入端还 连接稳压二极管(D)的阳极，该稳压二极管(D)的阴极接地，所述放大器(U4) 的输出端经滤波电容(C2)接地，该输出端还连接所述主控制电路(3)的酒精 信号接收端。
全文摘要
本发明公开了一种从汗液中检测酒精浓度的禁驾系统，其特征在于包括有酒精检测器(2)、主控制电路(3)、气泵(4)、点火电路(5)和油泵电路(6)，所述主控制电路(3)的酒精信号接收端连接酒精检测器(2)的信号输出端，接收酒精检测器(2)输出的酒精信号，主控制电路(3)的气泵控制端与气泵(4)连接，控制气泵(4)的工作，主控制电路(3)的点火控制端和油泵控制端还分别与点火电路(5)和油泵电路(6)连接。本发明能够对每个驾车的驾驶员进行酒后检查，保证车辆的安全行驶。
文档编号G01N27/22GK101519041SQ20091010346
公开日2009年9月2日 申请日期2009年3月27日 优先权日2009年3月27日
发明者黄世强 申请人:黄世强