【正文】 本課題研究的目標(biāo)是設(shè)計實現(xiàn)一個具有自行檢測、實時上傳、價格低廉的車載酒精檢測系統(tǒng)。在研究的過程中，學(xué)習(xí)了STM32，融合技術(shù)、酒精傳感器以及GPRS模塊的相關(guān)知識以及使用方法，同時加強了在實踐中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力。數(shù)據(jù)融合技術(shù)(Data Fusion Technology)是從多個傳感器或多源信息進行綜合處理，從而得到更準(zhǔn)確的、可靠的結(jié)論。 1973年，美國國防部資助開發(fā)了聲吶信號理解系統(tǒng)，在這個系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)融合技術(shù)應(yīng)用得最早70年代末，基于多傳感器采集的信息整合意義的數(shù)據(jù)融合技術(shù)逐步在公開的文獻中出現(xiàn)。1984年美國三軍政府組織成立了數(shù)據(jù)融合技術(shù)專家組(DFS,Data FusionSpecialists）在軍事領(lǐng)域，一個單一的傳感器己經(jīng)不再滿足戰(zhàn)爭的需要，必須運用多傳感集成來獲取多種觀測數(shù)據(jù)，識別目標(biāo)屬性，分析行為意圖和態(tài)勢估計，精確制導(dǎo)，輔助決策等。隨著通信技術(shù)、計算機技術(shù)的快速發(fā)展，且密切相關(guān)，加上軍事應(yīng)用的特殊迫切需要，數(shù)據(jù)融合技術(shù)得到了飛速的發(fā)展。在中國，數(shù)據(jù)融合技術(shù)被列入“八五計劃”中的關(guān)鍵技術(shù)，并批準(zhǔn)一些重點研究項目，盡量給予更多的財政支持。在軍事應(yīng)用領(lǐng)域中，我國己陸續(xù)開發(fā)了一批自動化指揮系統(tǒng)，但大體上都是針對單一傳感器信息進行信息處理，因此對于多種類多平臺傳感器的數(shù)據(jù)融合技術(shù)的研究己經(jīng)勢在必行。數(shù)據(jù)融合控制中心對來自多個傳感器的處理信息進行融合，或?qū)碜远鄠€傳感器信息和人機界面的觀測數(shù)據(jù)進行信息融合，并提取特征信息，在推理機作用下，將特征信息與知識庫中的知識匹配，做出綜合的決策估計提供給用戶。對于數(shù)據(jù)層融合，是指直接對傳感器的觀測信息進行融合處理，再交由特征處理和判斷決策。決策層融合是對不同類型的傳感器觀測同一個目標(biāo)而獲得的信息進行本地基本處理，建立對所觀測目標(biāo)的初步結(jié)論，然后再通過關(guān)聯(lián)處理進行決策層的融合判斷，從而獲得理想決策估計。在實際應(yīng)用中，不同的學(xué)者提出了許多方法，使得數(shù)據(jù)融合技術(shù)在不同方向上得到了應(yīng)用。圖21 數(shù)據(jù)融合相關(guān)技術(shù)本文主要應(yīng)用了數(shù)據(jù)融合技術(shù)的模糊控制理論方法，屬于智能控制的應(yīng)用范疇。模糊邏輯控制(Fuzzy Logic Control )，簡稱為模糊控制(Fuzzy Control )，基于模糊集理論，模糊語言變量，基于對人的判斷邏輯仿真的思想方法的模糊邏輯推理理論，在計算機的邏輯推理和決策過程的模擬，進而達到人工智能控制的目的。1)變量定義:根據(jù)系統(tǒng)的要求，決定選擇被觀察到，考慮到控制作用為模糊變量的模糊邏輯控制系統(tǒng)的程序。3)知識庫:知識庫由兩部分組成:規(guī)則庫和數(shù)據(jù)庫，其中規(guī)則庫則由一系列語言控制規(guī)則來描述控制目標(biāo)和策略、數(shù)據(jù)庫提供相關(guān)定義來處理模糊數(shù)據(jù)。4)模糊推理:模仿人類在做出決策判斷時的模糊概念，運用模糊邏輯和模糊推理論法進行推論，得到模糊控制的訊號。模糊邏輯推理的推理方法一直處于發(fā)展之中，其中比較經(jīng)典的推理方法有:TakagiSugeno型模糊推理算法、Larsen模糊推理運算算法、Mamdani型模糊推理算法等。所謂去模糊化或作模糊判決是指將輸出的語言模糊量根據(jù)一定的方法變換為精確的數(shù)值。一個標(biāo)準(zhǔn)的模糊控制器的基本結(jié)構(gòu)如圖22所示。在某些傳感器或若干數(shù)據(jù)源不能利用或收到干擾時，總會有一定數(shù)目的數(shù)據(jù)源可以提供可靠信息，使整個系統(tǒng)不受干擾，進而連續(xù)運行、弱化故障，增加檢測概率。對多個數(shù)據(jù)源提供的信息進行融合處理，使整個系統(tǒng)的決策判斷更加準(zhǔn)確，減少單個數(shù)據(jù)源提供信息不可靠的影響。多數(shù)據(jù)源信息較單數(shù)據(jù)源信息具有更高的分辨力，使整個系統(tǒng)對觀測量的敏感能力增強，進而使系統(tǒng)對觀測量的細(xì)微變化做出更加精確的決策判斷。相對GSM來說，其優(yōu)勢在于在GSM的基礎(chǔ)上建立了GPRS系統(tǒng)，即增加了GPRS服務(wù)支持節(jié)點和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點，以及點對點數(shù)據(jù)服務(wù)中心等。GPRS網(wǎng)絡(luò)的主要特點如下:。在數(shù)據(jù)收發(fā)的過程中，移動終端能夠立刻向網(wǎng)絡(luò)申請網(wǎng)絡(luò)資源，不需要重新?lián)芴?，接入時間小于lS。 （Quality Of Service )。，改變了以往按時間收費的不足。由于本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)量不大，但需要比較快的響應(yīng)速度，需要將信息及時的發(fā)送到控制中心，所以本系統(tǒng)選擇GPRS網(wǎng)絡(luò)將酒駕數(shù)據(jù)上傳至交警部門的控制中心。本部分的基本實現(xiàn)過程如下:控制中心系統(tǒng)建立一個網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，監(jiān)聽來自監(jiān)測系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)連接，當(dāng)監(jiān)測系統(tǒng)需要將監(jiān)測到的數(shù)據(jù)傳遞到控制中心時，會通過GPRS網(wǎng)絡(luò)建立一個TCP或者UDP連接，當(dāng)連接成功建立后就可以將數(shù)據(jù)可靠的傳輸?shù)娇刂浦行模诳刂浦行倪M行分析，通過解析數(shù)據(jù)做出回應(yīng)。3 系統(tǒng)的單元硬件設(shè)計車載酒精檢測系統(tǒng)是指利用傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)以及GPRS技術(shù)自動讀取車內(nèi)空氣中酒精含量，并進行綜合處理，最終作為司機酒駕的依據(jù)。目前對于酒精檢測的種類很多，按照檢測方式的不同可分為人為檢測和自行檢測。自行檢測即利用酒精傳感器來檢測車內(nèi)的酒精含量，但以前設(shè)計的系統(tǒng)基本上是一個單個酒精傳感器，對車內(nèi)氣體的流通情況欠缺考慮，干擾大從而使得數(shù)據(jù)的可靠性不高，因此難以很好推廣。綜上所述，我們設(shè)計了用MQ3和ME3 ACZH50H來檢測車內(nèi)的酒精含量、用模糊控制算法對數(shù)據(jù)進行融合處理，用STM32單片機作為控制中心。該系統(tǒng)具有功耗低，實時性好，數(shù)據(jù)遠程傳輸?shù)葍?yōu)點。，相比與單個酒精傳感器測得的數(shù)據(jù)更加精確。，盡可能將該設(shè)施配備于每一輛即將出廠的汽車，得到廣泛應(yīng)用?；赟TM32的車載酒精檢測系統(tǒng)主要分為兩個部分:一是車載終端部分，也是車載酒精檢測系統(tǒng)的重點內(nèi)容。二是無線數(shù)據(jù)傳輸部分，將酒駕車輛的相關(guān)信息通過GPRS模塊發(fā)送至交警部門控制中心的IP上，或者發(fā)送至具體的手機號上。 圖31車載酒精檢測系統(tǒng)的總體架構(gòu) 本課題設(shè)計了一套針對酒駕人群的實時的，自動化的車載酒精檢測系統(tǒng)。本設(shè)計希望提供的是面向大眾化的產(chǎn)品，在開發(fā)初期，對其功能設(shè)計、技術(shù)選擇及系統(tǒng)成本進行了市場定位，確定了功能需求?？紤]到我國目前對于酒駕的監(jiān)察力度以及檢測手段，本系統(tǒng)設(shè)計定位于對酒駕人群的酒精檢測，系統(tǒng)突出的優(yōu)點是低功耗、安裝方便、使用靈活、自動化檢測。車載酒精檢測系統(tǒng)是在自動化、實時監(jiān)測的基礎(chǔ)上設(shè)計的，不用人為的去檢測，同時不受距離的約束，能夠把酒駕信息直接發(fā)送至交警部門的控制中心，達到實時監(jiān)測的目的。，傳送給微處理器處理。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖32所示。，要適當(dāng)?shù)亓粲杏嗟?，以便日后進行系統(tǒng)其它方面的功能的拓展。車載酒精檢測系統(tǒng)要求實時性好，穩(wěn)定性好，性價比高，考慮到系統(tǒng)完成的功能較多，選用意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的微控制器STM32F103ZET6。CortexM3是能提供額外的代碼效率的32位的精簡指令集微處理器( RISC)，在通常8為到16位系統(tǒng)的存儲空間上獲得了ARM核心的高性能。, CPU能以0字節(jié)讀寫。(GPIO)的輸入輸出功能可有軟件配置，根據(jù)需要，可以配