专利名称：智能警用呼气酒精含量检测取证装置的制作方法
技术领域：
本实用新型提供一种智能警用呼气酒精含量检测取证装置，属于智能检测仪器领 域。
背景技术：
随着改革开放进程的深入，我国居民生活水平得到明显提高，私人汽车已大量走 进百姓家庭，加上社会、公共事业等其他用途的车辆，我国汽车保有量已跃居世界第二。但 由于我国的饮食、社交文化等各方面的影响，酒后驾车现象较为普遍，酒后驾车造成的人员 财产损失日益严重，给交通管理工作带来巨大的压力。2009年在我国几个大城市连续发生 多起因酒后驾车造成重大人员伤亡的恶性事故，引起了交通管理部门、社会、媒体的广泛关 注。公安部为此展开了严查酒后驾车的专项整治，所用主要手段为利用呼气酒精含量检测 仪在路面对驾驶人员进行呼气酒精含量检测。现有的呼气酒精含量检测装置是采用ARM9芯片控制酒精检测电路完成酒精含量 检测、显示、打印等功能。取证内容仅为酒精含量检测结果，少数产品可输入驾驶员的证件 号码，造成警察进行路面酒精含量检测所得的证据不全面(无驾驶员姓名、执法地点等)或 证据的易用性不强(仅有证件号码或执法点的经纬度)。另外对所测得的记录只能简单保 存，终端设备不能进行有效统计和快速查询、各终端设备的数据不能共享。出现这种情况的 主要原因是由于目前这类产品在开发时选用ARM9芯片平台，这种平台的开发难度低、时间 短，但由于处理器运行速度慢、处理能力差，使得开发出来的产品操作死板、界面单调、功能 简单、存储容量小、升级难度大等不足。
发明内容本实用新型为了克服现有技术存在的缺点，提供一种多功能的智能警用呼气酒精 含量检测取证装置。本实用新型可以通过以下技术方案予以实现一种智能警用呼气酒精含量检测取 证装置，包括ARM9芯片、显示模块、输入模块和电源电路，还包括采样测量模块，所述采样 测量模块、显示模块、输入模块和电源电路分别接在ARM9芯片相应的I/O 口上；所述采样测 量模块包括酒精传感电路、呼气压力检测电路、温度检测电路和测量板电源电路，所述酒精 传感电路通过SP I总线与ARM9芯片相连通，所述呼气压力检测电路、温度检测电路和测量 板电源电路分别接在ARM9芯片相应的I/O 口上。本实用新型所述显示模块采用TFT液晶屏，所述显示模块通过RGB连接方式接在 ARM9芯片的I/O 口上。本实用新型作进一步改进该装置还包括通讯模块、多功能扩展接口模块和音频 模块，所述通讯模块一端与ARM9芯片的I/O 口相连，另一端与通讯设备相连，所述多功能扩 展接口模块的一端与ARM9芯片的I/O 口相连，另一端与计算机或外置设备相连，所述音频 模块的一端与ARM9芯片的I/O 口相连，另一端与扩声器相连。[0008]与现有技术相比较，本实用新型具有以下优点本实用新型利用高速串行总线与 酒精含量检测电路连接、采用仪表级采样电路和先进的软件算法实现准确、快速、稳定、易 用的酒精含量检测取证。同时，本实用新型还设置了通讯模块、多功能扩展接口和音频模 块，实现人机互动和信息传送，适用范围广。
图1是本实用新型的呼气酒精含量检测取证装置的结构框图。图2是本实用新型的呼气酒精含量检测取证装置的电路图。图3是本实用新型的呼气酒精含量检测取证装置的电源电路图图4是本实用新型的呼气酒精含量检测取证装置的通讯模块电路图。图5是本实用新型的呼气酒精含量检测取证装置的多功能接口模块电路图。图6是本实用新型的呼气酒精含量检测取证装置音频模块电路图。图7是本实用新型的呼气酒精含量检测取证装置的采样测量模块的电路图。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作详细描述。如图1、图2所示，本实用新型的智能警用呼气酒精含量检测取证装置，包括ARM9 芯片、显示模块、输入模块和电源电路，还包括采样测量模块，所述采样测量模块、显示模 块、输入模块和电源电路分别接在ARM9芯片相应的I/O 口上；所述采样测量模块包括酒 精传感电路、呼气压力检测电路、温度检测电路和测量板电源电路，所述酒精传感电路通过 SPI总线与ARM9芯片相连通，所述呼气压力检测电路、温度检测电路和测量板电源电路分 别接在ARM9芯片相应的I/O 口上。该装置还包括通讯模块、多功能扩展接口模块和音频模 士夬，所述通讯模块一端与ARM9芯片的I/O 口相连，另一端与通讯设备相连，所述多功能扩展 接口模块的一端与ARM9芯片的I/O 口相连，另一端与计算机或外置设备相连，所述音频模 块的一端与ARM9芯片的I/O 口相连，另一端与扩声器相连。本实用新型所述显示模块采用 TFT液晶屏，所述显示模块通过RGB连接方式接在ARM9芯片的I/O 口上。如图3所示，本实用新型的电源电路主要完成主电池充电、电源系统启动、电压转 换、系统复位、背光灯驱动等电源管理，通过接C0N7输入外接电源适配器，由芯片U12实现 对主电池的充电，将充电状态通过BTSTAT1、BTSTAT2、BTPG信号送至主处理芯片，同时还通 过发光二极管D8、D9指示，二极管D7用作输入电源极性保护。该系统的开机启动电路由开 关SW1、三极和Q2、Q3等器件组成，当按压开关SWl时，使得三极管Q2导通，继而启动芯片 U13，将电池电压通过开关转换方式降至5V，再通过芯片U19、U-1转换成系统所需的3. 3V和 1.25V，采用这种多级电源主要是考虑电源的转换效率。利用芯片U19的PG信号脚提供整 个系统的复位信号。芯片U-2为主处理芯片内部时钟、锁相环电路供电，通过PWREN信号受 控于主处理芯片，主处理芯片进入休眠状态时，此部分电源处于关闭状态，降低功耗。如图7所示，本实用新型的采样测量模块通过核心板的C0N10与主处理芯片相连， 该模块分为酒精传感器电路、呼气压力检测电路、温度检测电路和测量板电源电路构成。微 弱的酒精传感器信号经过芯片U5、TO两级仪表级放大器放大后送入芯片U9进行16位高速 数模转换，并通过SPI总线与核心处理芯片通讯。呼气压力检测电路主要负责完成对被测量人员呼气时的呼气压力进行采样，核心是Pl压力传感器，采用恒流源供电、差分信号放 大后传输至核心处理芯片的模拟信号口。由于测量时温度对测量结果的影响较大，所以需 要采集操作时的温度，以便进行温度补偿。U3为温度传感器，通过芯片U4放大后传输至核 心处理芯片的模拟信号口。为了降低运算放大器电源的纹波干扰，测量采样放大电路采取 直接从电池取电、LDO稳压的方式，并将模拟电路和数字电路分开供电。芯片Ul负责模拟 电路供电、芯片U2负责数字电路供电，整个采样测量电路供电受控于核心处理芯片。本实用新型的核心处理部分，即ARM9芯片部分由核心处理芯片、SDRAM、 NANDFLASH、外部晶振、各类外部接口电路、其他外围电路等组成。核心处理芯片TO的 型号是S3C2440A，系统工作主频为400MHz。S3CM40A采用了 ARM920T的内核，0. 13um 的CMOS标准宏单元和存储器单元。其低功耗、简单、优雅，且全静态设计特别适合于对 成本和功率敏感型的应用。它采用了新的总线架构AdvancedMicro controller Bus Architecture(AMBA)。其可以实现功能包括1. 2V内核供电，1. 8V/2. 5V/3. 3V存储器供电， 3. 3V外部I/O供电具备16KB的I-Cache和16KBDCache/MMU微处理器；外部存储控制器 (SDRAM控制和片选逻辑)；IXD控制器(最大支持256K色TFT)提供1通道IXD专用DMA ；4 通道DMA并有外部请求引脚；3通道UART (IrDAl. 0，64字节Tx FIFO，和64字节Rx FIFO)； 2通道SPI ；1通道I 2C-BUS接口(多主支持)；1通道I2S-BUS音频编解码器接口 ；AC，97 解码器接口 ；兼容SD主接口协议1. 0版和MMC卡协议2. 11兼容版；2端口 USB主机/1端口 USB设备；4通道PWM定时器和1通道内部定时器/看门狗定时器；8通道10比特ADC和触 摸屏接口 ；具有日历功能的RTC ；相机接口(最大4096 X 4096像素的投入支持。2048X2048 像素的投入，支持缩放)；130个通用1/0 口和M通道外部中断源；具有普通、慢速、空闲和 掉电模式；具有PLL片上时钟发生器特性。本实用新型的输入模块由SWl SW20共20个轻触按键组成，为用户提供0_9的 数字(包含A Z)、上、下、左、右、取消、确认和电源开关等输入接口，它与触摸屏操作一起 完成用户软件操作过程中所需的按键输入。如图4所示，本实用新型的通讯模块包括蓝牙模块和GPS模块。蓝牙模块U14提供 一个全透明传输协议，用于与外部蓝牙设备如蓝牙打印机、具有蓝牙功能的警用PDA、外部 蓝牙存储设备等的连接，可实现蓝牙打印、数据无线传输存储等功能。GPS模块U17采用高 增益内置GPS天线，接收卫星定位信号，为系统提供执法地点经纬度和对系统的准确授时。 蓝牙模块和GPS模块采用独立的供电系统U15，在不使用时，核心处理芯片会将这个电源关 闭，以节省电源消耗。U16是蓝牙与GPS通讯端口信号切换开关。如图5所示，本实用新型的多功能扩展接口模块包括计算接口和功能扩展接口。 计算机接口为系统提供一个与计算机连接的通道，用于数据下载、系统软件升级、系统参数 设置等功用，由接口 C0N4、芯片U6、U8等元件组成一个USB接口，其中U8是USB端口保护 芯片。接口 C0N9是一个用于功能扩展的接口，它提供了 1个串口、1个I2C 口、1个SPI 口 4 个GPIO 口。通过该扩展接口可挂接指纹录入设备、磁条卡/IC卡/射频卡读取设备、打印 机等设备，基于公网的无线传输设备等，实现功能扩展。如图6所示，UlO是一个音频编解码器件，通过I2S总线与核心处理器连接；U9为 数字音频功率放大器，它将音频信号放大推动一个2W的扬声器。这部分电路用于系统运行 过程中的语音提示播放。本实用新型的呼气酒精含量检测取证装置的主界面分为三个区域，顶部为系统基本状态栏，用于显示GPS接收信号是否正常、蓝牙连接状态、电池剩余容 量、系统时间等；中部为主操作图标；底部为信息提示栏，用于相应操作的信息提示。本实用新型的检测模式包括以下四种正常检测用户选择正常检测或由快速检测转入，仪器首先检测采样电路是否归 零，如未归零仪器给予提示，归零后仪器启动相关电路、提示装好吹管开始检测，被测者正 常呼气时显示检测呼气过程，如中途检测到呼气异常，仪器提示“呼气中断”达到检测要求 后采样检测，结果通过模拟指针表头(结果定性绿色区为未超标、黄色区为饮酒驾车、红 色区为醉酒驾车)动态指示酒精含量的数值增加，数值显示部分也采用动态变化，同时数 值颜色也随性结果变换，直到最后的检测结果。按确认键或点击“下一步”进行后续操作输 入车驾信息、警员信息、打印。提示开始检测时，仪器在20秒内等待呼气，超过20秒后未测 到足够气压或呼气压力中途过低时(呼气中断)，仪器提示未检测到呼气或呼气中断并提 供操作选项“拒绝检测”、“被动检测”或“重新检测”。检测完成后保存此次检测记录(仪器 号、记录号、日期时间、检测模式、酒精含量、判定结果、驾驶员姓名、证件号、车牌号、地点、 经纬度、警号、执法单位等)。快速检测用于快速定性检测。仪器首先检测采样电路是否归零，如未归零仪器 给予提示，归零后启动相关电路并提示开始检测。当仪器检测到一定气压或操作者按下确 认键或开始采样检测，如检测结果大于设定数值(仪器不显示该数值)结束采样检测，显示 定性结果“有饮酒”，按确认键转入正常检测。如结果小于设定值，显示“未饮酒” 3秒后退 回快速筛查界面。上状态栏显示该操作模块名称，下状态栏滚动显示该操作模块的提示信 息。无论快速筛查结果是否有饮酒，均记录下检测次数，同时根据设置要求是否记录下本次 快速筛查内容(仪器号、日期时间、检测模式、筛查结果、地点、警号)。被动检测用户选择被动检测或由正常检测转入，仪器首先检测采样电路是否归 零，如未归零仪器给予提示，归零后仪器启动相关电路，提示检测者对着采样口呼气，检测 到压力后自动抽气采样或警员按确认键直接抽气采样，显示检测过程和结果及后续操作 (同正常检测)，但不给出判定结果(该结果由执勤民警根据具体情况和有关给定选择输入 未超标/饮酒驾车/醉酒驾车)如仪器提示开始检测后，20秒内未检测到呼气压力或警员 按确认键操作，仪器提示未检测到呼气并提供操作选项“拒绝检测”、“重新检测”。检测完成 后保存此次检测记录(同正常检测内容)。拒绝检测由正常检测或被动检测转入拒绝检测时，不给出判定结果(该结果由 执勤民警根据具体情况和有关给定选择输入“未超标”、“饮酒驾车”、“醉酒驾车”)。仪器直 接进入有关信息输入、打印等操作界面。保存检测结果(同正常检测内容)。本实用新型利用高速串行总线与酒精含量检测电路连接、采用仪表级采样电路和 先进的软件算法实现准确、快速、稳定、易用的酒精含量检测取证。同时，本实用新型还设置 了通讯模块、多功能扩展接口和音频模块，实现人机互动和信息传送，适用范围广。通过这 种基于三星ARM9平台下的警用呼气酒精含量检测取证方法的实现，非常有效的提高了产 品的操作易用性、证据获取的充分性、准确性和严肃性，对产品的性能、功能也有显著的提 升，加大了产品升级、升值空间，降低了产品升级的难度、周期和费用，很容易就可实现产品 的系列化，延长了产品的生命周期、提高了产品在市场上的竞争力。
权利要求1.一种智能警用呼气酒精含量检测取证装置，包括ARM9芯片、显示模块、输入模块和 电源电路，其特征在于还包括采样测量模块，所述采样测量模块、显示模块、输入模块和电 源电路分别接在ARM9芯片相应的I/O 口上。
2.根据权利要求1所述的智能警用呼气酒精含量检测取证装置，其特征在于所述采样 测量模块包括酒精传感电路、呼气压力检测电路、温度检测电路和测量板电源电路，所述酒 精传感电路通过SPI总线与ARM9芯片相连通，所述呼气压力检测电路、温度检测电路和测 量板电源电路分别接在ARM9芯片相应的I/O 口上。
3.根据权利要求1所述的智能警用呼气酒精含量检测取证装置，其特征在于所述显示 模块采用TFT液晶屏，所述显示模块通过RGB连接方式接在ARM9芯片的I/O 口上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的智能警用呼气酒精含量检测取证装置，其特征 在于还包括通讯模块、多功能扩展接口模块和音频模块，所述通讯模块一端与ARM9芯片的 I/O 口相连，另一端与通讯设备相连，所述多功能扩展接口模块的一端与ARM9芯片的I/O 口 相连，另一端与计算机或外置设备相连，所述音频模块的一端与ARM9芯片的I/O 口相连，另 一端与扩声器相连。
专利摘要本实用新型公开了一种智能警用呼气酒精含量检测取证装置，包括ARM9芯片、显示模块、输入模块和电源电路，还包括采样测量模块，所述采样测量模块、显示模块、输入模块和电源电路分别接在ARM9芯片相应的I/O口上。本实用新型利用高速串行总线与酒精含量检测电路连接、采用仪表级采样电路和先进的软件算法实现准确、快速、稳定、易用的酒精含量检测取证。
文档编号G01N33/98GK201852843SQ20102058233
公开日2011年6月1日 申请日期2010年10月27日 优先权日2010年10月27日
发明者方恺 申请人:方恺