專利名稱：智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型提供一種智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置，屬于智能檢測(cè)儀器領(lǐng) 域。
背景技術(shù)：
隨著改革開放進(jìn)程的深入，我國(guó)居民生活水平得到明顯提高，私人汽車已大量走 進(jìn)百姓家庭，加上社會(huì)、公共事業(yè)等其他用途的車輛，我國(guó)汽車保有量已躍居世界第二。但 由于我國(guó)的飲食、社交文化等各方面的影響，酒后駕車現(xiàn)象較為普遍，酒后駕車造成的人員 財(cái)產(chǎn)損失日益嚴(yán)重，給交通管理工作帶來巨大的壓力。2009年在我國(guó)幾個(gè)大城市連續(xù)發(fā)生 多起因酒后駕車造成重大人員傷亡的惡性事故，引起了交通管理部門、社會(huì)、媒體的廣泛關(guān) 注。公安部為此展開了嚴(yán)查酒后駕車的專項(xiàng)整治，所用主要手段為利用呼氣酒精含量檢測(cè) 儀在路面對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行呼氣酒精含量檢測(cè)?，F(xiàn)有的呼氣酒精含量檢測(cè)裝置是采用ARM9芯片控制酒精檢測(cè)電路完成酒精含量 檢測(cè)、顯示、打印等功能。取證內(nèi)容僅為酒精含量檢測(cè)結(jié)果，少數(shù)產(chǎn)品可輸入駕駛員的證件 號(hào)碼，造成警察進(jìn)行路面酒精含量檢測(cè)所得的證據(jù)不全面(無駕駛員姓名、執(zhí)法地點(diǎn)等)或 證據(jù)的易用性不強(qiáng)(僅有證件號(hào)碼或執(zhí)法點(diǎn)的經(jīng)緯度)。另外對(duì)所測(cè)得的記錄只能簡(jiǎn)單保 存，終端設(shè)備不能進(jìn)行有效統(tǒng)計(jì)和快速查詢、各終端設(shè)備的數(shù)據(jù)不能共享。出現(xiàn)這種情況的 主要原因是由于目前這類產(chǎn)品在開發(fā)時(shí)選用ARM9芯片平臺(tái)，這種平臺(tái)的開發(fā)難度低、時(shí)間 短，但由于處理器運(yùn)行速度慢、處理能力差，使得開發(fā)出來的產(chǎn)品操作死板、界面單調(diào)、功能 簡(jiǎn)單、存儲(chǔ)容量小、升級(jí)難度大等不足。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點(diǎn)，提供一種多功能的智能警用呼氣酒精 含量檢測(cè)取證裝置。本實(shí)用新型可以通過以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)一種智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取 證裝置，包括ARM9芯片、顯示模塊、輸入模塊和電源電路，還包括采樣測(cè)量模塊，所述采樣 測(cè)量模塊、顯示模塊、輸入模塊和電源電路分別接在ARM9芯片相應(yīng)的I/O 口上；所述采樣測(cè) 量模塊包括酒精傳感電路、呼氣壓力檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路和測(cè)量板電源電路，所述酒精 傳感電路通過SP I總線與ARM9芯片相連通，所述呼氣壓力檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路和測(cè)量 板電源電路分別接在ARM9芯片相應(yīng)的I/O 口上。本實(shí)用新型所述顯示模塊采用TFT液晶屏，所述顯示模塊通過RGB連接方式接在 ARM9芯片的I/O 口上。本實(shí)用新型作進(jìn)一步改進(jìn)該裝置還包括通訊模塊、多功能擴(kuò)展接口模塊和音頻 模塊，所述通訊模塊一端與ARM9芯片的I/O 口相連，另一端與通訊設(shè)備相連，所述多功能擴(kuò) 展接口模塊的一端與ARM9芯片的I/O 口相連，另一端與計(jì)算機(jī)或外置設(shè)備相連，所述音頻 模塊的一端與ARM9芯片的I/O 口相連，另一端與擴(kuò)聲器相連。[0008]與現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn)本實(shí)用新型利用高速串行總線與 酒精含量檢測(cè)電路連接、采用儀表級(jí)采樣電路和先進(jìn)的軟件算法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定、易 用的酒精含量檢測(cè)取證。同時(shí)，本實(shí)用新型還設(shè)置了通訊模塊、多功能擴(kuò)展接口和音頻模 塊，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)和信息傳送，適用范圍廣。

圖1是本實(shí)用新型的呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置的結(jié)構(gòu)框圖。圖2是本實(shí)用新型的呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置的電路圖。圖3是本實(shí)用新型的呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置的電源電路圖圖4是本實(shí)用新型的呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置的通訊模塊電路圖。圖5是本實(shí)用新型的呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置的多功能接口模塊電路圖。圖6是本實(shí)用新型的呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置音頻模塊電路圖。圖7是本實(shí)用新型的呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置的采樣測(cè)量模塊的電路圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式
作詳細(xì)描述。如圖1、圖2所示，本實(shí)用新型的智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置，包括ARM9 芯片、顯示模塊、輸入模塊和電源電路，還包括采樣測(cè)量模塊，所述采樣測(cè)量模塊、顯示模 塊、輸入模塊和電源電路分別接在ARM9芯片相應(yīng)的I/O 口上；所述采樣測(cè)量模塊包括酒 精傳感電路、呼氣壓力檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路和測(cè)量板電源電路，所述酒精傳感電路通過 SPI總線與ARM9芯片相連通，所述呼氣壓力檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路和測(cè)量板電源電路分 別接在ARM9芯片相應(yīng)的I/O 口上。該裝置還包括通訊模塊、多功能擴(kuò)展接口模塊和音頻模 士夬，所述通訊模塊一端與ARM9芯片的I/O 口相連，另一端與通訊設(shè)備相連，所述多功能擴(kuò)展 接口模塊的一端與ARM9芯片的I/O 口相連，另一端與計(jì)算機(jī)或外置設(shè)備相連，所述音頻模 塊的一端與ARM9芯片的I/O 口相連，另一端與擴(kuò)聲器相連。本實(shí)用新型所述顯示模塊采用 TFT液晶屏，所述顯示模塊通過RGB連接方式接在ARM9芯片的I/O 口上。如圖3所示，本實(shí)用新型的電源電路主要完成主電池充電、電源系統(tǒng)啟動(dòng)、電壓轉(zhuǎn) 換、系統(tǒng)復(fù)位、背光燈驅(qū)動(dòng)等電源管理，通過接C0N7輸入外接電源適配器，由芯片U12實(shí)現(xiàn) 對(duì)主電池的充電，將充電狀態(tài)通過BTSTAT1、BTSTAT2、BTPG信號(hào)送至主處理芯片，同時(shí)還通 過發(fā)光二極管D8、D9指示，二極管D7用作輸入電源極性保護(hù)。該系統(tǒng)的開機(jī)啟動(dòng)電路由開 關(guān)SW1、三極和Q2、Q3等器件組成，當(dāng)按壓開關(guān)SWl時(shí)，使得三極管Q2導(dǎo)通，繼而啟動(dòng)芯片 U13，將電池電壓通過開關(guān)轉(zhuǎn)換方式降至5V，再通過芯片U19、U-1轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)所需的3. 3V和 1.25V，采用這種多級(jí)電源主要是考慮電源的轉(zhuǎn)換效率。利用芯片U19的PG信號(hào)腳提供整 個(gè)系統(tǒng)的復(fù)位信號(hào)。芯片U-2為主處理芯片內(nèi)部時(shí)鐘、鎖相環(huán)電路供電，通過PWREN信號(hào)受 控于主處理芯片，主處理芯片進(jìn)入休眠狀態(tài)時(shí)，此部分電源處于關(guān)閉狀態(tài)，降低功耗。如圖7所示，本實(shí)用新型的采樣測(cè)量模塊通過核心板的C0N10與主處理芯片相連， 該模塊分為酒精傳感器電路、呼氣壓力檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路和測(cè)量板電源電路構(gòu)成。微 弱的酒精傳感器信號(hào)經(jīng)過芯片U5、TO兩級(jí)儀表級(jí)放大器放大后送入芯片U9進(jìn)行16位高速 數(shù)模轉(zhuǎn)換，并通過SPI總線與核心處理芯片通訊。呼氣壓力檢測(cè)電路主要負(fù)責(zé)完成對(duì)被測(cè)量人員呼氣時(shí)的呼氣壓力進(jìn)行采樣，核心是Pl壓力傳感器，采用恒流源供電、差分信號(hào)放 大后傳輸至核心處理芯片的模擬信號(hào)口。由于測(cè)量時(shí)溫度對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響較大，所以需 要采集操作時(shí)的溫度，以便進(jìn)行溫度補(bǔ)償。U3為溫度傳感器，通過芯片U4放大后傳輸至核 心處理芯片的模擬信號(hào)口。為了降低運(yùn)算放大器電源的紋波干擾，測(cè)量采樣放大電路采取 直接從電池取電、LDO穩(wěn)壓的方式，并將模擬電路和數(shù)字電路分開供電。芯片Ul負(fù)責(zé)模擬 電路供電、芯片U2負(fù)責(zé)數(shù)字電路供電，整個(gè)采樣測(cè)量電路供電受控于核心處理芯片。本實(shí)用新型的核心處理部分，即ARM9芯片部分由核心處理芯片、SDRAM、 NANDFLASH、外部晶振、各類外部接口電路、其他外圍電路等組成。核心處理芯片TO的 型號(hào)是S3C2440A，系統(tǒng)工作主頻為400MHz。S3CM40A采用了 ARM920T的內(nèi)核，0. 13um 的CMOS標(biāo)準(zhǔn)宏單元和存儲(chǔ)器單元。其低功耗、簡(jiǎn)單、優(yōu)雅，且全靜態(tài)設(shè)計(jì)特別適合于對(duì) 成本和功率敏感型的應(yīng)用。它采用了新的總線架構(gòu)AdvancedMicro controller Bus Architecture(AMBA)。其可以實(shí)現(xiàn)功能包括1. 2V內(nèi)核供電，1. 8V/2. 5V/3. 3V存儲(chǔ)器供電， 3. 3V外部I/O供電具備16KB的I-Cache和16KBDCache/MMU微處理器；外部存儲(chǔ)控制器 (SDRAM控制和片選邏輯)；IXD控制器(最大支持256K色TFT)提供1通道IXD專用DMA ；4 通道DMA并有外部請(qǐng)求引腳；3通道UART (IrDAl. 0，64字節(jié)Tx FIFO，和64字節(jié)Rx FIFO)； 2通道SPI ；1通道I 2C-BUS接口(多主支持)；1通道I2S-BUS音頻編解碼器接口 ；AC，97 解碼器接口 ；兼容SD主接口協(xié)議1. 0版和MMC卡協(xié)議2. 11兼容版；2端口 USB主機(jī)/1端口 USB設(shè)備；4通道PWM定時(shí)器和1通道內(nèi)部定時(shí)器/看門狗定時(shí)器；8通道10比特ADC和觸 摸屏接口 ；具有日歷功能的RTC ；相機(jī)接口(最大4096 X 4096像素的投入支持。2048X2048 像素的投入，支持縮放)；130個(gè)通用1/0 口和M通道外部中斷源；具有普通、慢速、空閑和 掉電模式；具有PLL片上時(shí)鐘發(fā)生器特性。本實(shí)用新型的輸入模塊由SWl SW20共20個(gè)輕觸按鍵組成，為用戶提供0_9的 數(shù)字(包含A Z)、上、下、左、右、取消、確認(rèn)和電源開關(guān)等輸入接口，它與觸摸屏操作一起 完成用戶軟件操作過程中所需的按鍵輸入。如圖4所示，本實(shí)用新型的通訊模塊包括藍(lán)牙模塊和GPS模塊。藍(lán)牙模塊U14提供 一個(gè)全透明傳輸協(xié)議，用于與外部藍(lán)牙設(shè)備如藍(lán)牙打印機(jī)、具有藍(lán)牙功能的警用PDA、外部 藍(lán)牙存儲(chǔ)設(shè)備等的連接，可實(shí)現(xiàn)藍(lán)牙打印、數(shù)據(jù)無線傳輸存儲(chǔ)等功能。GPS模塊U17采用高 增益內(nèi)置GPS天線，接收衛(wèi)星定位信號(hào)，為系統(tǒng)提供執(zhí)法地點(diǎn)經(jīng)緯度和對(duì)系統(tǒng)的準(zhǔn)確授時(shí)。 藍(lán)牙模塊和GPS模塊采用獨(dú)立的供電系統(tǒng)U15，在不使用時(shí)，核心處理芯片會(huì)將這個(gè)電源關(guān) 閉，以節(jié)省電源消耗。U16是藍(lán)牙與GPS通訊端口信號(hào)切換開關(guān)。如圖5所示，本實(shí)用新型的多功能擴(kuò)展接口模塊包括計(jì)算接口和功能擴(kuò)展接口。 計(jì)算機(jī)接口為系統(tǒng)提供一個(gè)與計(jì)算機(jī)連接的通道，用于數(shù)據(jù)下載、系統(tǒng)軟件升級(jí)、系統(tǒng)參數(shù) 設(shè)置等功用，由接口 C0N4、芯片U6、U8等元件組成一個(gè)USB接口，其中U8是USB端口保護(hù) 芯片。接口 C0N9是一個(gè)用于功能擴(kuò)展的接口，它提供了 1個(gè)串口、1個(gè)I2C 口、1個(gè)SPI 口 4 個(gè)GPIO 口。通過該擴(kuò)展接口可掛接指紋錄入設(shè)備、磁條卡/IC卡/射頻卡讀取設(shè)備、打印 機(jī)等設(shè)備，基于公網(wǎng)的無線傳輸設(shè)備等，實(shí)現(xiàn)功能擴(kuò)展。如圖6所示，UlO是一個(gè)音頻編解碼器件，通過I2S總線與核心處理器連接；U9為 數(shù)字音頻功率放大器，它將音頻信號(hào)放大推動(dòng)一個(gè)2W的揚(yáng)聲器。這部分電路用于系統(tǒng)運(yùn)行 過程中的語(yǔ)音提示播放。本實(shí)用新型的呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置的主界面分為三個(gè)區(qū)域，頂部為系統(tǒng)基本狀態(tài)欄，用于顯示GPS接收信號(hào)是否正常、藍(lán)牙連接狀態(tài)、電池剩余容 量、系統(tǒng)時(shí)間等；中部為主操作圖標(biāo)；底部為信息提示欄，用于相應(yīng)操作的信息提示。本實(shí)用新型的檢測(cè)模式包括以下四種正常檢測(cè)用戶選擇正常檢測(cè)或由快速檢測(cè)轉(zhuǎn)入，儀器首先檢測(cè)采樣電路是否歸 零，如未歸零儀器給予提示，歸零后儀器啟動(dòng)相關(guān)電路、提示裝好吹管開始檢測(cè)，被測(cè)者正 常呼氣時(shí)顯示檢測(cè)呼氣過程，如中途檢測(cè)到呼氣異常，儀器提示“呼氣中斷”達(dá)到檢測(cè)要求 后采樣檢測(cè)，結(jié)果通過模擬指針表頭(結(jié)果定性綠色區(qū)為未超標(biāo)、黃色區(qū)為飲酒駕車、紅 色區(qū)為醉酒駕車)動(dòng)態(tài)指示酒精含量的數(shù)值增加，數(shù)值顯示部分也采用動(dòng)態(tài)變化，同時(shí)數(shù) 值顏色也隨性結(jié)果變換，直到最后的檢測(cè)結(jié)果。按確認(rèn)鍵或點(diǎn)擊“下一步”進(jìn)行后續(xù)操作輸 入車駕信息、警員信息、打印。提示開始檢測(cè)時(shí)，儀器在20秒內(nèi)等待呼氣，超過20秒后未測(cè) 到足夠氣壓或呼氣壓力中途過低時(shí)(呼氣中斷)，儀器提示未檢測(cè)到呼氣或呼氣中斷并提 供操作選項(xiàng)“拒絕檢測(cè)”、“被動(dòng)檢測(cè)”或“重新檢測(cè)”。檢測(cè)完成后保存此次檢測(cè)記錄(儀器 號(hào)、記錄號(hào)、日期時(shí)間、檢測(cè)模式、酒精含量、判定結(jié)果、駕駛員姓名、證件號(hào)、車牌號(hào)、地點(diǎn)、 經(jīng)緯度、警號(hào)、執(zhí)法單位等)?？焖贆z測(cè)用于快速定性檢測(cè)。儀器首先檢測(cè)采樣電路是否歸零，如未歸零儀器 給予提示，歸零后啟動(dòng)相關(guān)電路并提示開始檢測(cè)。當(dāng)儀器檢測(cè)到一定氣壓或操作者按下確 認(rèn)鍵或開始采樣檢測(cè)，如檢測(cè)結(jié)果大于設(shè)定數(shù)值(儀器不顯示該數(shù)值)結(jié)束采樣檢測(cè)，顯示 定性結(jié)果“有飲酒”，按確認(rèn)鍵轉(zhuǎn)入正常檢測(cè)。如結(jié)果小于設(shè)定值，顯示“未飲酒” 3秒后退 回快速篩查界面。上狀態(tài)欄顯示該操作模塊名稱，下狀態(tài)欄滾動(dòng)顯示該操作模塊的提示信 息。無論快速篩查結(jié)果是否有飲酒，均記錄下檢測(cè)次數(shù)，同時(shí)根據(jù)設(shè)置要求是否記錄下本次 快速篩查內(nèi)容(儀器號(hào)、日期時(shí)間、檢測(cè)模式、篩查結(jié)果、地點(diǎn)、警號(hào))。被動(dòng)檢測(cè)用戶選擇被動(dòng)檢測(cè)或由正常檢測(cè)轉(zhuǎn)入，儀器首先檢測(cè)采樣電路是否歸 零，如未歸零儀器給予提示，歸零后儀器啟動(dòng)相關(guān)電路，提示檢測(cè)者對(duì)著采樣口呼氣，檢測(cè) 到壓力后自動(dòng)抽氣采樣或警員按確認(rèn)鍵直接抽氣采樣，顯示檢測(cè)過程和結(jié)果及后續(xù)操作 (同正常檢測(cè))，但不給出判定結(jié)果(該結(jié)果由執(zhí)勤民警根據(jù)具體情況和有關(guān)給定選擇輸入 未超標(biāo)/飲酒駕車/醉酒駕車)如儀器提示開始檢測(cè)后，20秒內(nèi)未檢測(cè)到呼氣壓力或警員 按確認(rèn)鍵操作，儀器提示未檢測(cè)到呼氣并提供操作選項(xiàng)“拒絕檢測(cè)”、“重新檢測(cè)”。檢測(cè)完成 后保存此次檢測(cè)記錄(同正常檢測(cè)內(nèi)容)。拒絕檢測(cè)由正常檢測(cè)或被動(dòng)檢測(cè)轉(zhuǎn)入拒絕檢測(cè)時(shí)，不給出判定結(jié)果(該結(jié)果由 執(zhí)勤民警根據(jù)具體情況和有關(guān)給定選擇輸入“未超標(biāo)”、“飲酒駕車”、“醉酒駕車”)。儀器直 接進(jìn)入有關(guān)信息輸入、打印等操作界面。保存檢測(cè)結(jié)果(同正常檢測(cè)內(nèi)容)。本實(shí)用新型利用高速串行總線與酒精含量檢測(cè)電路連接、采用儀表級(jí)采樣電路和 先進(jìn)的軟件算法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定、易用的酒精含量檢測(cè)取證。同時(shí)，本實(shí)用新型還設(shè)置 了通訊模塊、多功能擴(kuò)展接口和音頻模塊，實(shí)現(xiàn)人機(jī)互動(dòng)和信息傳送，適用范圍廣。通過這 種基于三星ARM9平臺(tái)下的警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證方法的實(shí)現(xiàn)，非常有效的提高了產(chǎn) 品的操作易用性、證據(jù)獲取的充分性、準(zhǔn)確性和嚴(yán)肅性，對(duì)產(chǎn)品的性能、功能也有顯著的提 升，加大了產(chǎn)品升級(jí)、升值空間，降低了產(chǎn)品升級(jí)的難度、周期和費(fèi)用，很容易就可實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品 的系列化，延長(zhǎng)了產(chǎn)品的生命周期、提高了產(chǎn)品在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。
權(quán)利要求1.一種智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置，包括ARM9芯片、顯示模塊、輸入模塊和 電源電路，其特征在于還包括采樣測(cè)量模塊，所述采樣測(cè)量模塊、顯示模塊、輸入模塊和電 源電路分別接在ARM9芯片相應(yīng)的I/O 口上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置，其特征在于所述采樣 測(cè)量模塊包括酒精傳感電路、呼氣壓力檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路和測(cè)量板電源電路，所述酒 精傳感電路通過SPI總線與ARM9芯片相連通，所述呼氣壓力檢測(cè)電路、溫度檢測(cè)電路和測(cè) 量板電源電路分別接在ARM9芯片相應(yīng)的I/O 口上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置，其特征在于所述顯示 模塊采用TFT液晶屏，所述顯示模塊通過RGB連接方式接在ARM9芯片的I/O 口上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置，其特征 在于還包括通訊模塊、多功能擴(kuò)展接口模塊和音頻模塊，所述通訊模塊一端與ARM9芯片的 I/O 口相連，另一端與通訊設(shè)備相連，所述多功能擴(kuò)展接口模塊的一端與ARM9芯片的I/O 口 相連，另一端與計(jì)算機(jī)或外置設(shè)備相連，所述音頻模塊的一端與ARM9芯片的I/O 口相連，另 一端與擴(kuò)聲器相連。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種智能警用呼氣酒精含量檢測(cè)取證裝置，包括ARM9芯片、顯示模塊、輸入模塊和電源電路，還包括采樣測(cè)量模塊，所述采樣測(cè)量模塊、顯示模塊、輸入模塊和電源電路分別接在ARM9芯片相應(yīng)的I/O口上。本實(shí)用新型利用高速串行總線與酒精含量檢測(cè)電路連接、采用儀表級(jí)采樣電路和先進(jìn)的軟件算法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確、快速、穩(wěn)定、易用的酒精含量檢測(cè)取證。
文檔編號(hào)G01N33/98GK201852843SQ20102058233
公開日2011年6月1日 申請(qǐng)日期2010年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年10月27日
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