1.1 引言
　　本方案基于Atmel Studio 5及AVR平臺(tái)，設(shè)計(jì)一個(gè)融合酒精檢測(cè)、疲勞檢測(cè)和車內(nèi)空氣質(zhì)量檢測(cè)為一體的汽車安全衛(wèi)士系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)駕駛員呼出氣體的酒精濃度檢測(cè)判斷是否允許啟動(dòng)汽車；并且在駕駛過(guò)程中實(shí)時(shí)監(jiān)控駕駛員的眼睛狀態(tài)，如果發(fā)現(xiàn)駕駛員出現(xiàn)瞌睡等情況則會(huì)通過(guò)聲光提醒駕駛員以及附近車輛，必要時(shí)通過(guò)自動(dòng)減速來(lái)確保駕駛員的人身安全。此外，通過(guò)對(duì)汽車內(nèi)部的CO、CO2、O2等氣體參數(shù)監(jiān)測(cè)，顯示氣體濃度并提醒駕駛員開窗，改善駕駛環(huán)境。
　　1.2 項(xiàng)目背景
　　據(jù)我國(guó)交通事故統(tǒng)計(jì)年報(bào)：2009年，全國(guó)共發(fā)生道路交通事故238351起，造成67759人死亡、275125人受傷，直接財(cái)產(chǎn)損失9.1億元。其中酒后駕駛、疲勞駕駛等嚴(yán)重違法行為是導(dǎo)致交通事故的主要因素。但是酒后駕車，只是在車禍發(fā)生后或臨時(shí)檢查時(shí)才進(jìn)行駕駛者體內(nèi)酒精濃度的檢測(cè)，這樣并不能從根本上減少悲劇的發(fā)生，為了防患于未然，本系統(tǒng)在汽車啟動(dòng)之前進(jìn)行酒精濃度檢測(cè)、預(yù)警；對(duì)于疲勞檢測(cè)，目前國(guó)內(nèi)這方面產(chǎn)品很少，比較有代表性的就是去年南京遠(yuǎn)驅(qū)科技有限公司推出的gogo850平安行，但是此產(chǎn)品只能預(yù)警，并不能在必要的時(shí)刻采取相應(yīng)的強(qiáng)制措施。故該系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)，不僅考慮到預(yù)警機(jī)制，還在預(yù)警無(wú)效后強(qiáng)制汽車緩慢減速，從最大限度上減少因酒后駕車給人們帶來(lái)的生命和財(cái)產(chǎn)損失。
　　1.3 系統(tǒng)特點(diǎn)
　　創(chuàng)新性：
　　（1）汽車啟動(dòng)之前進(jìn)行酒精濃度檢測(cè)、預(yù)警；
　　（2）疲勞檢測(cè)預(yù)警無(wú)效后，必要時(shí)刻強(qiáng)制汽車緩慢減速；
　　環(huán)保性：
　　（1）檢測(cè)空氣質(zhì)量，改善駕車環(huán)境；
　　（2）系統(tǒng)安全，低功耗，無(wú)污染；
　　二、需求分析
　　2.1 功能要求
　　該系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)三大功能：通過(guò)酒精監(jiān)測(cè)避免酒后駕駛；通過(guò)人眼狀態(tài)監(jiān)測(cè)避免疲勞駕駛；通過(guò)車內(nèi)的空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)優(yōu)化駕車環(huán)境。
　　功能一：酒精檢測(cè)。在汽車啟動(dòng)之前對(duì)駕駛員附近空氣中酒精濃度進(jìn)行檢測(cè)。當(dāng)檢測(cè)到空氣中酒精含量大于0.095mg/L（對(duì)應(yīng)駕駛者每毫升血液中酒精含量大于或等于0.2mg——我國(guó)酒后駕車的判定標(biāo)準(zhǔn)），系統(tǒng)斷開汽車點(diǎn)火開關(guān)，禁止啟動(dòng)，同時(shí)發(fā)出語(yǔ)音提示或者預(yù)警。此時(shí)，系統(tǒng)仍處于工作狀態(tài)。反之，汽車正常啟動(dòng)。
　　功能二：疲勞檢測(cè)。實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛者疲勞狀態(tài)，如果駕駛者疲勞，先向駕駛員發(fā)出預(yù)警，同時(shí)通過(guò)緊急信號(hào)燈提醒周圍汽車，此時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入緊急模式；預(yù)警后再次檢測(cè)，如果駕駛員仍處于疲勞狀態(tài)，則中央控制器自動(dòng)向變速器發(fā)出控制指令，使汽車緩慢減速到較低等級(jí)。
　　功能三：車內(nèi)空氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)。該系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)車內(nèi)的空氣質(zhì)量，并將氣體濃度通過(guò)顯示屏輸出。如果車內(nèi)空氣質(zhì)量不合格，則向駕駛者發(fā)出預(yù)警。
　　2.2 性能要求
　　（1）汽車啟動(dòng)前靈敏、準(zhǔn)確的檢測(cè)車內(nèi)酒精濃度。
　　（2）汽車啟動(dòng)后，全程實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)駕駛者疲勞狀態(tài)，準(zhǔn)確獲得駕駛者的睜閉眼次數(shù)及時(shí)間。
　　（3）整個(gè)系統(tǒng)要求安全、穩(wěn)定，功耗小，無(wú)污染。
　　三、方案設(shè)計(jì)
　　3.1 系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)原理
　　
　　圖1 系統(tǒng)功能圖