2。系统总体设计方案论文网

根据皮肤的吸收特性，吸收系数在1700nm附近的吸收系数最大，因此本设计的特征波长选在1700nm左右。由于发光二极管和激光二极管的波长在1700nm处稳定性不好，而溴钨灯工作性能稳定、寿命长、成本价格低，因此选择溴钨灯作为本设计的光源。

2。1 设计方案概述

本文设计的非接触式防酒驾控制系统可以用来检测人体中血液的酒精浓度。当驾驶人员的血液酒精浓度值超过预设值时，会通过报警器装置提醒驾驶人员注意，并通过电子自动装置自动的将点火系统断开，最终达到防酒驾的目的。总体设计方案如图1。

图1  总体设计方案框图

简介各个模块的功能：

（1）信息采集模块。其功能获得人体血液中酒精浓度信号；

（2）信号处理模块。信号处理模块的功能包括两部分，一是将信息采集模块传输过来的信号进行信号的处理，包括对信号噪声的消除、所需信号的放大。二是将连续的电压信号转变为数值信号；

（3）显示模块。显示模块的功能就是将信号处理模块传输过来的酒精浓度数据显示出来，供被检测者和检测者观看；

（4）按键模块。按键模块的功能主要是设定规定的酒精浓度数值，包括增加、减少两个按键，还有一复位键和设置键；

（5）报警模块。当接收到报警指令时，报警器报警，提醒驾驶员此时的血液酒精已经高于预设值；

（6）执行模块。当驾驶人员处于酒驾时，执行模块会通过继电器将汽车点火装置自动断开。

2。2 光在人体组织中的传输特性

2。2。1 光束与皮肤的相互作用

皮肤是一种由多种复杂结构组成的人体组织。其主要包含三部分：表皮组织、真皮组织和皮下组织。光与皮肤的作用方式如图2。

图2  光与皮肤的作用方式

当光与皮肤发生透射后，绝大多数的光能量会通过皮肤折射后进入血液中，之后携带血液中有关的信息透射出来，进而达到检测血液中酒精浓度的目的。

2。2。2 光束在人体组织内运动的分析

根据光量子在组织中的传输特性图，可以了解到当光量子在传输过程中，会发生损耗，其主要包含了两方面，一是吸收损耗，二是散射损耗，两者都使得传输的光强减弱了，这都是有碍于检测的。

光能的吸收是指光与物质作用后，光强随着路径的增加而降低。

光子的吸收方式分为普遍吸收和选择吸收两种。普遍吸收，是指物质可以对某波段的光进行均一的吸收，它也叫一般吸收或者均匀吸收。选择性吸收又叫共振吸收，顾名思义，选择吸收就是对某一特定的波长进行吸收。

2。3 检测技术的选择

检测技术分为两类：透射式法和反射式法。所谓透射式法，是将待测物件置于光源和检测器之间，光源发出激光以后经待测物件发出载有信息的光束传给检测器，检测器收到信息以后可以显示相应的数值或做出相应的步骤。透射光的强度与样品组分浓度符合朗伯一比耳定律文献综述

式中，A-吸光度；I0-入射光的强度；I-透射光的强度；-摩尔吸光系数；C-试样的浓度；L-试样池厚度[4]。

利用反射式法时，探测器和光源置于样品的相同侧，探测器探测到的是反射光。比透射式式法要多一倍的光程，出射光束不集中，承载信息不足，难以保证检测精度。因此采用了透射式法。

2。4 检测系统人体部位的选择

检测部位的选择对于酒精浓度的测量结果有着很大的影响。选择一个合适的检测部位，不仅要求能够让人从心理生理上接受，更加要求检测部位能正确的反映出人体酒精浓度的真实值，以期达到精准的检测结果。耳垂部位没有骨组织，只有皮肤、皮下组织和血液，血液丰富，因此在本设计中，检测部位选择了人耳的耳垂。