一 、項目背景及可行性分析

　　1．項目名稱，背景，項目的主要內(nèi)容及目前的進展情況

　　項目名稱：基于PIC32控制的酒精檢測儀及通過RFID記錄違規(guī)駕駛員身份的系統(tǒng)；

　　項目背景：動車駕駛?cè)藛T“酒后駕車”以及“醉酒駕車”極易發(fā)生道路交通事故，嚴重危害了道路交通安全和人民生命財產(chǎn)安全。為了減少或杜絕這種現(xiàn)象，對于交警如何準確檢測司機是否酒后駕駛和酒精濃度等已成為一種必然的趨勢。故隨著科技的發(fā)展，精度和準確度越來越高的酒精測量儀相繼出現(xiàn)。雖然各種各樣的酒精測量儀精確度越來越高，功能也越來越多樣化，但未曾出現(xiàn)可以在測量司機酒精濃度的基礎(chǔ)上同時輸入司機駕駛證號和利用身份證芯片本身所帶的信息的方法記錄違法司機的個人信息，以便為司法提供確切證據(jù)。

　　隨著公安部五條禁令的公布，酒精檢測儀的需求逐漸增加傳統(tǒng)的酒精測量儀功能單一，僅能滿足有限的測量功能。而隨著現(xiàn)代科技的進步，特別是含有內(nèi)部芯片的第二代身份證的普及以及未來各種證件的信息芯片化，實現(xiàn)一種當(dāng)查出酒后駕車后，錄入違規(guī)駕駛員身份信息的新型酒精測量儀是十分必要的。

　　項目的主要內(nèi)容：設(shè)計一種新型的酒精測量儀，可以準確探測氣體酒精含量，且不受煙味等非酒精類氣體的干擾。同時對查出酒后駕駛的司機通過RFID進行身份證錄入，還可通過USB接口將儀器內(nèi)存儲的信息上傳到數(shù)據(jù)庫，方便后續(xù)處理。同時還可以進行實時打印作為證據(jù)。

　　2．項目關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點的論述

　　創(chuàng)新點（1）：采用新型氧化錫半導(dǎo)體作為傳感器進行酒精檢測

　　采用氧化錫半導(dǎo)體作為傳感器，這類半導(dǎo)體器件具有氣敏特性，當(dāng)接觸的氣體中其敏感的氣體濃度增加，它對外呈現(xiàn)的電阻值就降低，半導(dǎo)體型呼氣酒精測試儀就是利用這個原理做成的。這種半導(dǎo)體在不同工作溫度時，對不同的氣體敏感程度是不同的，因此半導(dǎo)體型呼氣酒精測試儀中都采用加熱元件，把傳感器加熱到一定的溫度，在該溫度下，該傳感器對酒精具有最高的敏感度。其主要檢測原理如下所示：當(dāng)具有N型導(dǎo)電性的氧化物暴露在大氣中時，會由于氧氣的吸附而減少其內(nèi)部的電子數(shù)量而使其電阻增大。其后如果大氣中存在某種特定的還原性氣體，它將與吸附的氧氣反應(yīng)，從而使氧化物內(nèi)的電子數(shù)增加，導(dǎo)致氧化物電阻減小。半導(dǎo)體-氧化物傳感器就是通過該阻值的變化來分析氣體濃度。

　　創(chuàng)新點（2）：通過RFID對酒后駕車人員進行身份錄入

　?。?）通過射頻識別技術(shù)（RFID）提取二代身份證內(nèi)置芯片個人信息

　　身份證換代后，公民普遍持有二代身份證，二代身份證中內(nèi)置有防偽芯片，隨著RFID技術(shù)的日漸成熟和普遍應(yīng)用，將來有可能駕駛證或者有關(guān)證件也會信息芯片化，可以通過射頻識別技術(shù)（RFID）提取證件的個人信息，以提高交警的辦公效率和降低因為手寫而出現(xiàn)的錯誤，其次其儲存打印功能為日后的糾紛提供司法證據(jù)。

　　（2）手動記錄身份信息

　　為確保提高系統(tǒng)的可靠性，可手動輸入被測者車牌號、駕駛證號及測試執(zhí)行者編號；以確保因為誤操作導(dǎo)致信息輸入錯誤，通過駕駛證號和車牌號以及身份證號的三重輸入，達到信息的絕對準確性。

　　考慮到第二代身份證內(nèi)部信息的加密，需要公安局授權(quán)的專門讀模塊SAM才能讀取內(nèi)部信息，所以我們打算使用普通射頻卡來代替二代身份證，通過對射頻卡進行事先寫入密鑰以及個人信息等，來達到高度模擬。

　　創(chuàng)新點（3）：通過USB端口進行數(shù)據(jù)傳輸。

　?。?）進行酒后駕車記錄上傳

　　現(xiàn)在對交通違規(guī)實行的是累計積分制度，當(dāng)查出酒后駕車后錄入有關(guān)人員的身份信息后，充分運用PIC芯片的USB功能與PC機進行數(shù)據(jù)通信，通過PC機經(jīng)互聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)記錄在交通局數(shù)據(jù)庫的儲存，從而實現(xiàn)聯(lián)網(wǎng)扣除積分等相應(yīng)功能?；蛘咄ㄟ^相應(yīng)軟件轉(zhuǎn)換成EXCEL表格方便后續(xù)處理。

　?。?）通過上位機軟件對系統(tǒng)更新及基本設(shè)置

　　可以通過USB進行系統(tǒng)更新，增加新的功能選項等。還可以通過上位機軟件對該儀器進行初始化或者相關(guān)參數(shù)設(shè)置。

　　創(chuàng)新點（4）：打印身份信息功能部分

　　打印可分為有線打印以及無線打印。其中有線打印是通過串口或者并口的連接，可以實現(xiàn)對采集信息的實時打印。而無線打印則通過無線傳輸模塊進行打印數(shù)據(jù)的傳輸，另外一端還有一個8位單片機進行數(shù)據(jù)接收以及控制打印。打印內(nèi)容包括時間，測試濃度，民警執(zhí)勤號，被測者身份信息，測試地點等。

　　關(guān)鍵技術(shù)（1）：不受其他氣體的干擾，準確酒精濃度的測量；

　　關(guān)鍵技術(shù)（2）：通過RFID進行有關(guān)信息寫入。

　　關(guān)鍵技術(shù)（3）：通過USB進行信息上傳。

　　關(guān)鍵技術(shù)（4）：無線傳輸打印測試信息

　　3．技術(shù)成熟性和可靠性論述

　　我們已通過相關(guān)項目證明上述模塊已經(jīng)熟練使用，像RFID模塊，以及無線傳輸模塊，之前的項目積累了相關(guān)經(jīng)驗，可以很快移植到PIC32上面，便于實現(xiàn)上述各種功能。團隊成員均有比較扎實的嵌入式基礎(chǔ)和設(shè)計功底，和信號處理方面的以及模擬電路專業(yè)知識，完全有能力保證該項目的順利實施，最終完成項目。

　　二、項目實施方案

　　1．方案基本功能框圖及模塊實現(xiàn)功能描述

　　圖1 方案基本功能框圖

　　（1）酒精檢測部分

　　采用可替換的吹管，保證被測試人的健康衛(wèi)生?？勺杂稍O(shè)定飲酒、醉酒報警值等信息。儀器報警時伴隨有聲報警信息，屏幕也會顯示相應(yīng)的提示信息。人飲酒后，酒精通過消化系統(tǒng)被人體吸收，經(jīng)過血液循環(huán)，約有90%的酒精通過肺部呼氣排出，因此測量呼氣中的酒精含量，就可判斷其醉酒程度。開車司機只要將嘴對著傳感頭使勁吹氣，儀器就能顯示出酒精的濃度的高低，從而判斷該司機是否酒后駕車，若出現(xiàn)酒后駕車等情況，交警可通過對司機提交的身份證提取身份信息并輸入到酒精測量儀里面，作為司機違反交通規(guī)則的證據(jù)。

　　2. 身份信息提取部分：與創(chuàng)新點（2）相同

　　3. 通過USB端口進行數(shù)據(jù)傳輸：與創(chuàng)新點（3）相同

　　4. 打印身份信息功能部分：與創(chuàng)新點（4）相同

　　5. 觸摸屏部分

　　使用電容式觸摸屏，實現(xiàn)對各部分的操作以及控制等。通過人性化的圖形界面，使有關(guān)人員可以很快上手使用。可通過操作屏幕進行各種相關(guān)數(shù)據(jù)設(shè)置。具體型號待正式啟動項目后做出決定。通過觸摸屏進行用戶密碼確認，分為普通用戶和超級用戶，普通用戶只能正常操作，超級用戶可修改酒精顯示位數(shù)，時間，定制單位，以及酒后駕車及醉酒駕車的警告濃度。

　　6.電源模塊

　　考慮到便攜式的特點，應(yīng)使用可充電電池或者鋰電池增加一次性使用時間，在有直流電源的情況下，可接入直流電源作為主要電源使用及充電。當(dāng)電池電力不足時，可自動閃亮電源燈以及休眠或關(guān)機等。具體模塊型號待正式啟動項目后做出決定。

　　2．需要的開發(fā)平臺

　　所需要的開發(fā)平臺為PIC USB Starter KIT Ⅱ。由于考慮到要使用USB接口進行數(shù)據(jù)傳輸，所以選擇該平臺。

　　3．方案實施過程中需要開發(fā)的模塊

　　本方案將設(shè)計分為7個大的模塊，RFID模塊，存儲器模塊，電源模塊，無線傳輸模塊，打印模塊，觸摸屏模塊，還有傳感器模塊。

　　其中RFID模塊及無線模塊利用現(xiàn)有成熟模塊來完成；電源模塊，觸摸屏模塊及存儲器模塊可以根據(jù)實際需要做出調(diào)整；傳感器模塊盡可能的使用成熟的方案及傳感器，以節(jié)省開發(fā)時間和成本；

　　4．系統(tǒng)最終要達到的性能指標

　　用PIC USB Starter KIT Ⅱ作為核心設(shè)計一種基于RFID獲取個人信息的酒精測量儀，且不受煙味等非酒精類氣體的干擾，并對酒后駕車人員進行身份錄入方便后續(xù)處理，滿足實際應(yīng)用的要求.