汽車(chē)語(yǔ)音
——酒檢防酒駕自動(dòng)閉鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言：針對(duì)酒駕引發(fā)交通事故造成人員傷亡已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)外死亡率極高的事故，因此如何從源頭切斷酒駕值得我們深思。本文主要運(yùn)用單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換與信號(hào)傳導(dǎo)，結(jié)合繼電器信號(hào)轉(zhuǎn)換與閉鎖電路等功能，以達(dá)到閉鎖汽車(chē)的目的。依據(jù)語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)和傳統(tǒng)氣體酒精檢測(cè)技術(shù)相結(jié)合提高酒檢的準(zhǔn)確性，運(yùn)用語(yǔ)音識(shí)別技術(shù)定位到具體酒駕者，從而區(qū)別車(chē)內(nèi)酒駕人員。

1.前言

現(xiàn)今，中國(guó)汽車(chē)保有量越來(lái)越多，“汽車(chē)社會(huì)”所引發(fā)的交通事故越發(fā)頻繁，而酒后駕車(chē)又是這一事故發(fā)生的最主要原因。因此，如何避免酒駕迫在眉睫。傳統(tǒng)的單一呼氣式酒精檢測(cè)儀，不但精確度低，而且耗費(fèi)大量人力物力，于是設(shè)計(jì)制造一款高精度、機(jī)器智能化的酒精檢測(cè)儀是十分必要的。所以我們?cè)O(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的汽車(chē)語(yǔ)音識(shí)別——酒精檢測(cè)防酒駕自動(dòng)閉鎖控制系統(tǒng)。以達(dá)到有效的預(yù)防酒駕、從源頭自動(dòng)閉鎖汽車(chē)切斷酒駕的目的。車(chē)內(nèi)安裝的酒精傳感器會(huì)時(shí)刻檢測(cè)車(chē)內(nèi)的酒精含量，并且判斷含量是否正常，及時(shí)反饋給語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)司機(jī)進(jìn)行提示和預(yù)警。語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)，呼氣式酒精檢測(cè)系統(tǒng)，單片器，繼電器等聯(lián)合作業(yè)。當(dāng)酒精含量大于或者等于80mg/100ml時(shí)，及時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音提示，并自動(dòng)閉鎖汽車(chē)。減輕人力負(fù)擔(dān)，從源頭切斷酒駕。保障人民人身安全。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

防酒駕系統(tǒng)由硬件電路和軟件編程兩部分構(gòu)成。

硬件電路由酒精信號(hào)檢測(cè)模塊電路、A / D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、主從單片機(jī)控制電路、語(yǔ)音識(shí)別模塊、報(bào)警模塊電路、顯示模塊電路、GPS定位模塊電路。軟件編程采用C51語(yǔ)言編寫(xiě)，模塊化程序設(shè)計(jì)，主要包括AT89系列主從單片機(jī)上的程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

車(chē)內(nèi)安裝的MQ3酒精傳感器會(huì)時(shí)刻檢測(cè)車(chē)內(nèi)的酒精含量，含量正常時(shí)，ISD1420語(yǔ)音芯片語(yǔ)音識(shí)別模塊將提示你車(chē)內(nèi)的酒精含量正常，并提示司機(jī)系上安全帶，保持車(chē)距，安全出行。當(dāng)車(chē)內(nèi)的酒精含量大于或者等于80mg/100ml時(shí)，語(yǔ)音將提示司機(jī)酒精含量超標(biāo)，請(qǐng)勿駕駛，并且立即啟動(dòng)繼電器模塊自動(dòng)閉鎖汽車(chē)，進(jìn)行后續(xù)檢驗(yàn)。汽車(chē)自動(dòng)啟動(dòng)駕駛座上方和周?chē)腗Q3呼氣式酒精傳感器，檢驗(yàn)司機(jī)周?chē)凭珴舛取２⑶艺Z(yǔ)音提示要求司機(jī)對(duì)準(zhǔn)方向盤(pán)上安裝的MQ3呼氣式酒精檢測(cè)儀呼氣，隨后ISD1420語(yǔ)音系統(tǒng)開(kāi)始與司機(jī)對(duì)話(huà)，辨別司機(jī)是否語(yǔ)無(wú)倫次。若這一系列檢驗(yàn)結(jié)束后證明并非司機(jī)酒駕，而是車(chē)內(nèi)乘客酒駕，則繼電器解除自動(dòng)閉鎖。否則繼電器保持閉鎖狀態(tài)，并且ISD1420語(yǔ)音識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)給司機(jī)家屬及附近公安局致電。說(shuō)明司機(jī)酒精濃度超標(biāo)，要求管制。若司機(jī)下車(chē)或交換司機(jī)，使車(chē)內(nèi)酒精濃度發(fā)生變化，則重新檢測(cè)，重復(fù)上述過(guò)程。從而從源頭切斷酒駕。

圖1 系統(tǒng)框圖

MQ3酒精測(cè)試儀實(shí)際上是由酒精氣體傳感器（相當(dāng)于隨酒精氣體濃度變化的變阻器）與一個(gè)定值電阻及一個(gè)電壓表或電流表組成。原理圖如圖2所示。

圖2 酒精氣體傳感器原理圖

在該系統(tǒng)中的系統(tǒng)硬件主要有語(yǔ)音報(bào)警顯示控制模塊、信息處理模塊與酒精濃度檢測(cè)模塊三種。在整個(gè)系統(tǒng)硬件中還含有完整的酒精濃度測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵零件即AT89系列單片機(jī)。由于汽車(chē)內(nèi)部空間位置有限，所以使用的電路要保證最小化，用最簡(jiǎn)單的電路達(dá)到最精良的效果。在該系統(tǒng)內(nèi)部使用的軟件設(shè)計(jì)主要有存儲(chǔ)記錄、報(bào)警顯示制動(dòng)、多傳感器數(shù)據(jù)融合與酒精濃度檢測(cè)等。通過(guò)以上測(cè)試即可得出駕駛員是否酒駕，從而從源頭阻止酒駕。

在該系統(tǒng)中的系統(tǒng)硬件主要有語(yǔ)音報(bào)警顯示控制模塊、信息處理模塊與酒精濃度檢測(cè)模塊三種。在整個(gè)系統(tǒng)硬件中還含有完整的酒精濃度測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵零件即AT89系列單片機(jī)。由于汽車(chē)內(nèi)部空間位置有限，所以使用的電路要保證最小化，用最簡(jiǎn)單的電路達(dá)到最精良的效果。在該系統(tǒng)內(nèi)部使用的軟件設(shè)計(jì)主要有存儲(chǔ)記錄、報(bào)警顯示制動(dòng)、多傳感器數(shù)據(jù)融合與酒精濃度檢測(cè)等。系統(tǒng)原理圖框架，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)原理圖框架

通過(guò)以上測(cè)試即可得出駕駛員是否酒駕，從而從源頭阻止酒駕。

3.系統(tǒng)調(diào)試

該系統(tǒng)調(diào)試包括兩個(gè)方面，硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試主要檢測(cè)電路的焊接是否正確，然后檢測(cè)是否有短路或斷路。軟件調(diào)試主要包括調(diào)試程序。

軟件程序調(diào)試合格后進(jìn)行硬件調(diào)試。硬件調(diào)試采用模塊化方案，將調(diào)試好的程序輸入到各目標(biāo)板塊上分塊進(jìn)行調(diào)試，各分塊均合格后再整合到一起進(jìn)行整體調(diào)試。調(diào)試工作按照：?jiǎn)纹瑱C(jī)最小系統(tǒng)檢測(cè)；用單片機(jī)控制A / D轉(zhuǎn)換器的采集；用單片機(jī)控制繼電器讀取數(shù)據(jù)；用單片機(jī)接收GPS信息并處理；1602LCD顯示模塊；單片機(jī)控制語(yǔ)音識(shí)別模塊正常錄放、及撥打電話(huà)；總體電路連接，整體調(diào)試；對(duì)酒精采集的精確度進(jìn)行分析計(jì)算；測(cè)試系統(tǒng)整體性能的步驟進(jìn)行。

經(jīng)測(cè)試該系統(tǒng)在實(shí)時(shí)測(cè)檢測(cè)酒精含量的同時(shí)能依據(jù)所測(cè)得的含量與酒駕標(biāo)準(zhǔn)酒精含量相對(duì)比，并且進(jìn)行語(yǔ)音報(bào)警，并且通過(guò)GPS定位，經(jīng)語(yǔ)音識(shí)別模塊把具體的地理位置和駕駛員酒駕情況以電話(huà)的形式告知其家屬、警方及代駕。這樣不僅能有效地降低酒駕的危險(xiǎn)而且能及時(shí)得到遠(yuǎn)程幫助，與此同時(shí)，系統(tǒng)的1602LCD顯示屏實(shí)時(shí)顯示經(jīng)緯度和酒精含量及狀態(tài)提示，并且進(jìn)行語(yǔ)音警功能，應(yīng)用的前景廣闊。

4.結(jié)束語(yǔ)

本文所設(shè)計(jì)的是基于AT89系列單片機(jī)控制的汽車(chē)語(yǔ)音——酒檢防酒駕自動(dòng)閉鎖控制系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測(cè)得駕駛員呼出氣體的酒精濃度，并能夠智能控制車(chē)輛，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，節(jié)省人力物力。當(dāng)駕駛員呼出氣體酒精含量超過(guò)系統(tǒng)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，繼電器便會(huì)自動(dòng)切斷汽車(chē)引擎電源，以便減少交通事故的發(fā)生，從而創(chuàng)造出和諧的交通環(huán)境。