基于單片機車載酒精濃度的檢測系統

（長安大學工程機械學院，陜西 西安 710064）

據統計，駕駛員酒后駕車發生交通事故的比例是未飲酒情況下的16倍。為了檢測酒駕，目前我們國家采用的方案是：交通警察采用手持式酒精檢測儀來查處酒后駕駛者。這種方法有時間和空間上的限制，且需要花費很大的人力卻效率不高。因此，本文設計了一種基于AT89S52單片機的防酒后駕駛控制系統，通過高靈敏度的酒精傳感器檢測車內的酒精度，當車內酒精濃度超標時發出語音報警，并且控制系統會自動的切斷汽車起動機，使得起動機不能起動工作，以達到防止酒后駕車的目的。

1 系統工作原理

該系統采用AT89S52單片機系統，自動檢測車內酒精濃度的方法，可防止駕駛員逃避檢測，以判斷駕駛員是否酒后駕車。系統總體設計的框架如圖1所示。該系統安裝在儀表盤上，酒精傳感器安裝在方向盤上，目的就是能讓呼出的氣體快速傳遞到傳感器。

圖1系統總體設計的框架圖

系統工作原理：首先，當駕駛員打開遙控電子車門鎖時，指示燈紅燈亮，說明酒精傳感器已在預熱狀態，若駕駛員把車門打開，車門鎖傳感器檢測到信號；其次，壓力傳感器進行壓力檢測，若駕駛員就座，壓力傳感器檢測到信號，啟動系統并激活語音提示系統，當指示綠燈燈亮時，酒精傳感器已完成了加熱，提示駕駛員現在已經進入酒精檢測系統，酒精傳感器開始對車內的酒精的濃度進行檢測，并把檢測的信號經過濾波和放大，濾波之后的信號送入A/D轉化器，轉換為數字信號。A/D轉換器把數字信號送入到AT89S52單片機中，該單片機對此信號進行處理邏輯判斷，并把處理的酒精數據送至LCD液晶顯示器進行酒精濃度顯示，假設酒精濃度沒有超標，超標指示燈不亮，控制繼電器不起作用，語音提示，汽車可以行使；反之，超標指示燈亮起，控制繼電器斷開汽車起動機，起動機不能工作，同時語音提示汽車不可以啟動，使汽車無法行使，從而實現控制酒后駕駛的功能。

2 硬件系統和功能

該硬件系統主要由酒精傳感器模塊、A/D轉換器、AT89S52單片機控制器、語音報警、LCD液晶顯示、LED指示燈、車門鎖傳感器、壓力傳感器和控制繼電器等構成。

2.1 AT89S52單片機控制器的功能

該系統采用的是ATMEL公司的高密度、非易失性存儲器技術的AT89S52單片機，主要考慮AT89S52是一種低功耗、高性能CMOS 8位微控制器。AT89S52單片機控制器主要是用來判斷氣體中的酒精含量，控制整個檢測系統的工作。系統的主控電路包含晶振電路、復位電路和JTAG電路等。

2.2 傳感器

酒精傳感器采用的是MQ-3氣體傳感器，主要考慮到其對乙醇蒸汽有很高的靈敏度和探測范圍（10~1 000 ppm）。酒精傳感器主要是用來檢測駕駛員血液中的酒精濃度。車門鎖傳感器主要是用來判斷車門是否打開。壓力傳感器主要是用來判斷駕駛員是否就座，若駕駛員就座，壓力傳感器發出信號。若沒有就座，壓力傳感器不能發出信號，酒精檢測系統不能工作，即使駕駛員打開點火開關，控制繼電器的切斷汽車起動機，汽車不能正常行使。車門鎖傳感器和壓力傳感器主要是用來防止酒后駕駛員逃避此酒精檢測系統。

2.3 A/D轉換器

A/D轉換器采用的是ADC08909，ADC08909是帶有8位A/D轉換器、8路多路開關以及微處理器兼容的控制邏輯CMOS組件。其是逐次逼近式A/D轉換器，可以和單片機直接接口。

2.4 指示燈電路

指示燈電路有紅綠黃三個指示燈。紅燈是電源指示燈，表示處于工作狀態；綠燈是檢測提示燈，綠燈亮，表示可以進行濃度探測；黃燈為濃度超標指示燈，黃燈不亮，表示酒精濃度沒有超標，控制繼電器不起作用，語音提示可以行車；黃燈亮時，表示酒精濃度超標，汽車不能行使。同時黃燈閃爍的頻率越高，酒精的濃度越高。

2.5 液晶顯示

液晶顯示采用的是LCD12864，主要考慮的是LCD12864是一種具有4位/8位并行、2線或3線串行多種接口方式，其分辨率為128×64，可以顯示8×4行16×16點陣的漢字也可完成圖形顯示，低電壓低功耗是其又一顯著特點。

2.6 語音報警

語音報警芯片選用的是WT588D，其是一款具有單片機內核的語音芯片。采用WT588D作為語音模塊的核心，當壓力傳感器感應有人，指示燈綠燈亮時，發出酒精檢測提示音。當酒精濃度超過標定值時，發出禁止行車的聲音。當酒精濃度沒有超標時，發出允許車行駛的聲音。

2.7 獨立鍵盤

因單片機有足夠的引腳可采用獨立的鍵盤，采用中斷的方式工作，可以設定酒精探測控制儀的系統參數，比如設定的報警的酒精濃度等。

3 軟件部分設計

軟件部分根據系統功能進行模塊化編程。主程序實現車門檢測、壓力檢測、酒精含量檢測、酒精含量是否超標判別、酒精含量顯示、語音報警等功能。系統初始化后，對酒精傳感器進行加熱，當指示燈綠燈亮時，自動進入測量狀態，然后將酒精傳感器采集酒精含量電壓信號，與設定的精度濃度進行比較，如果高于設定的濃度，則LCD顯示該濃度，并進行語音報警，同繼電器切斷汽車起動機，汽車不能行駛；如果低于設定濃度，則LCD顯示所測的濃度，繼電器不起作用，語音提示汽車可以行使。

4 結束語

本文設計了基于單片機載酒精濃度的檢測系統，該系統是為了防止駕駛員酒后駕車而設計。本文對該系統的各個硬件和軟件工作流程做出了闡述。

當前，交通警察采用手持式酒精檢測儀來查處酒后駕駛，在駕駛者駕車以后對其進行的檢查，具有滯后性，且有可能將很多酒駕者漏掉，這就增加了危害社會的機會。同時這是一項耗費大量的人力物力的工作。該系統是將酒駕控制在萌芽狀態，不僅減少了交通警察的工作量，而且也有效的防止駕駛員酒后駕車導致的交通事故，2014年中國汽車產銷分別為2372萬輛和2349萬輛，同比增長7.3%和6.9%，且2014年中國國內汽車保有量將近1.4億。假設有10%的汽車能夠安裝該系統，這樣將是一個很大的很有潛力的市場。因此該系統值得推廣。

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