臺灣博碩士論文加值系統

酒測勤務是警政署列為交通執法取締酒（危）駕專案勤務執行之依據，警政署亦以「零容忍」的態度嚴格取締酒駕，警方對於酒駕肇事案件更是鍥而不捨的追查，務使民眾不敢僥倖酒後駕車，並讓違法違規者受到法律制裁，以建構安全的交通環境。然而由於臺灣民眾飲酒習慣、文化及少數駕駛人毫無安全觀念、危險意識、仍抱持著僥倖心態、及對私人運具過度的依賴性、自持酒後仍能駕駛，造成了雖然了解酒駕後果的嚴重性，但仍選擇酒後駕駛的原因。且酒後違規駕駛行為人，酒駕違規肇事風險提高，有多數違規駕駛行為人認為飲酒後不一定會違規肇事，冒險開車上路。再與國外酒駕法令標準相比，國內法令已算為相當嚴格的標準，而酒駕肇事仍高居我國交通事故成因首位。

故而在加強取締與加重罰則之外，研究一套智慧型酒駕鎖以防制酒後駕車行為，實有其必要。傳統上防制酒後駕車行為，需要人為的攔停車輛，並且進行呼氣酒精測試，本研究利用小型物聯網的架構，以嵌入式系統來實現人類社會與物理系統的整合狀態外；並且期盼提供更嚴謹防止酒駕上路的機制，有效降低因酒駕引發的交通事故傷害。

智慧型酒駕鎖係為了偵測駕駛酒後駕車之不法行為、用以提醒駕駛人勿於酒後及行車過程中飲酒，測量駕駛行為中之酒精濃度值，藉由呼氣酒測數值及警示聲音提醒駕駛人，並於偵測到酒精濃度值予以斷電，並透過GSM與GPS模組，傳訊酒後駕車之駕駛人所在地理位址予設定之監控者。

本研究智慧型酒駕鎖由三部分組成：(1) 感知元件系統：MQ3酒精濃度感應器、 MCP3008類比轉數位訊號處理晶片。(2)樹莓派結合PCB電路板模組化設計：LCD顯示、GPS 設定、GSM傳送訊息設定。(3)警示與管理系統：管理引擎動力，並有警示聲響。以Python程式語言設計並使用樹莓派微型電腦開發板所建構的智慧型酒駕鎖，更具有擴充性，在車輛上不需要因為有新的功能需求而汰換原有的設備，只需要在原有的硬體上加裝模組，或是更改連接方式便能達成，可節省龐大的硬體建置成本。本研究所開發之酒駕鎖以建置於汽車內，由駕駛人員執行呼氣檢測，並監控上鎖，與警示監控者，達成防制駕駛酒後駕車之不法行為。

Drink & drive is a leading cause of road accidents. Detecting drunk driving requires stopping vehicles and manually scanning drivers by using breath analyzers. Well here we propose a system that allows to detect drunk driving in the vehicle itself. Our system uses alcohol sensor with raspberry pi along with a GSM modem for sms notification and LCD display and also a motor to demonstrate as vehicle motor. Now our system constantly checks for driver alcohol content. The system first allows the user to configure admin numbers into the system. And if the system detects driver is drunk above permissible limit, the sensor inputs trigger the processor about the issue by providing respective voltage. Now the system sends sms notifications to both the registered users/authorities to inform about the issue. Also the system stops the motor to demonstrate as engine locking of the vehicle. Thus the system detects and prevents drunk driving incidents automatically.

Drunk driving warning systems are used to detect unlawful behavior while driving under the influence and to remind the driver not to drive during or after the consumption of alcohol. It also measures the driver’s alcohol concentration and notifies the driver via breath alcohol test value and audio.

This study proposes using the Raspberry pi microcomputer development board, MCP3008; MQ-3 alcohol sensor; and other technologies along with Python, a dynamic object-oriented programming language to develop a simple drunk driving warning system. This system,created using the Raspberry pi microcomputer development board, has better scalability and requires only the addition of a module on top of the original hardware and a software update. Moreover, its additional functions do not depreciate the functions of original vehicle equipment, and by changing the connection method, a large amount of hardware installation costs can be saved. This system was used in a large bus. Breathalyzer tests were conducted by the driver, and notification was given via audio and images to prevent the unlawful behavior of drunk driving.

目錄

誌謝 I
第一章 緒論 1
1.1研究動機 1
1.2研究目的 2
1.3研究範圍與研究限制 4
1.4論文架構 5
第二章 文獻綜覽及基礎背景知識 7
2.1酒精濃度與駕駛行為 7
2.2 國內外酒駕刑責與相關研究 9
2.2.1國內外酒精濃度法定標準 9
2.2.2主要國家防制酒駕法規 10
2.2.3國外酒駕鎖使用情形 12
2.2.4實施酒測點火自鎖裝置制度對致命性車禍之影響 13
2.3 物聯網 14
2.3.1物聯網的概念 14
2.3.2物聯網架構 15
2.3.3物聯網與M2M 16
第三章 研究方法與架構 18
3.1 研究方法 18
3.2 研究架構 19
第四章實驗設計與探討 23
4.1實驗所需設備 23
4.1.1樹莓派Raspberry Pi 3 Model B 23
4.1.2 MCP3008 讀取類比訊號 IC : 26
4.1.3 MQ-3 酒精感測器模組 : 27
4.1.4 GSM網路模組與GPS定位模組 : 29
4.1.5系統程式編譯使用程式語言介紹 : 31
4.2實驗架構 31
4.3 實驗一：測試智慧型酒駕鎖對酒精成分判斷是否正確 33
4.3.1實驗目的 33
4.3.2實驗流程 33
4.3.3實驗結果 37
4.4 實驗二：智慧型酒駕鎖與警方執法用酒測器效能之比對 39
4.4.1實驗目的 39
4.4.2實驗流程 39
4.3.3實驗結果 40
4.5 實驗三：實際驗證智慧型酒駕鎖是否能在實務上應用 48
4.5.1實驗目的 48
4.5.2實驗流程 48
4.5.3實驗結果 49
4.6 成本及效益分析 51
第五章結論與未來展望 52
參考文獻 55
附錄 57

圖目錄

圖1. 1最近5年內政部警政署公佈執法統計及事故統計圖 3
圖1. 2：研究架構圖 6
圖2. 1：酒駕鎖使用情形 12
圖2. 2：ESTI M2M標準 17
圖3. 1：智慧型酒駕鎖系統架構圖 20
圖3. 2：PCB印刷電路板配置圖 21
圖3. 3 ：智慧型酒駕鎖控制電路圖 22
圖4. 1：Raspberry pi 3 Model B開發板 23
圖4. 2：樹莓派 3 GPIO對應圖 26
圖4. 3 ：MCP3008 讀取類比訊號 IC 27
圖4. 4： MQ-3 酒精感測器模組 28
圖4. 5： MQ-3 元件外形結構與基本測試回路[11] 29
圖4. 6：Sim808通訊模組以序列連線控制 30
圖4. 7：以AT command 來操作簡訊的收發 30
圖4. 8 ：Python 程式語言與各種語言架構 31
圖4. 9：實驗一流程圖 34
圖4. 10：設定智慧型酒測器監督者號碼 35
圖4. 11：監督者號碼已成功設定並回傳sms訊息 35
圖4. 12：開啟引擎電源 36
圖4. 13：未有酒精感測器酒測值低於標準值，引擎正常運作 36
圖4. 14 ：準備不同溶液進行酒精偵測準確度測試 37
圖4. 15：檢測無酒精成分溶液-引擎繼續運轉 37
圖4. 16：所檢測溶液之酒測值超標，引擎動力停止 38
圖4. 17：實驗二流程圖 39
圖4. 18：請三位測試者飲用酒類後進行呼氣酒精檢測 40
圖4. 19：酒駕鎖測得之酒測值為 0.06MG/L 41
圖4. 20：ALCOHOL TESTER 酒測器測得之數值為0.05MG/L 41
圖4. 21：志伸酒測器測得之數值為0.08MG 42
圖4. 22：酒駕鎖測得之酒測值為0.15MG/L 42
圖4. 23：ALCOHOL TESTER 酒測器測得之數值為0.17MG/L 43
圖4. 24：志伸酒測器測得之數值為0.20MG/L 43
圖4. 25：酒駕鎖測得之酒測值為0.28MG/L 44
圖4. 26：ALCOHOL TESTER 酒測器測得之酒測值為0.30MG/L 44
圖4. 27：志伸酒測器測得之數值為0.29MG/L 45
圖4. 28：酒駕鎖測得之酒測值為0.12MG/L 45
圖4. 29： ALCOHOL TESTER 酒測器測得之酒測值為0.11MG/L 46
圖4. 30：志伸酒測器測得之數值為0.13MG/L 46
圖4. 31：酒駕鎖測得之酒測值為0.24MG/L 47
圖4. 32： ALCOHOL TESTER 酒測器測得之酒測值為0.21MG/L 47
圖4. 33： 志伸酒測器測得之數值為0.28MG/L 48
圖4. 34：酒駕鎖測得之酒測值為0.45MG/L 48
圖4. 35： ALCOHOL TESTER 酒測器測得之酒測值為0.36MG/L 49
圖4. 36：志伸酒測器測得之數值為0.53MG/L 49
圖4. 37：實驗三流程圖 51
圖4. 38：將智慧型酒駕鎖裝設於汽車上進行實地測試 52
圖4. 39：酒後駕車駕駛之汽車GPS位址 53

表目錄

表1. 1：最近5年內政部警政署公佈執法統計及事故統計資料表 4
表2. 1：近幾年酒駕肇事死亡人數－按當事者及酒精濃度 8
表2. 2：酒精濃度與行為 9
表2. 3：各國血液酒精濃度濃度法定標準 10
表4. 1：樹莓派2代與3代規格比較 24
表4. 2： MCP3008接腳說明 27
表4. 3：實驗設計 32
表4. 4：10種不同溶液檢測之結果與正確度 38
表4. 5：三種酒測器對飲用不同容量酒類之呼氣酒測值 50
表4. 6：建置成本對照表 52

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