基于單片機(jī)的防酒后駕駛控制裝置的研究

孔德鵬 彭靳 何澤宇 丁時(shí)艷 王雨晴

【摘 要】近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，交通行業(yè)技術(shù)水平快速提高，使得汽車保有量迅速提升，而汽車的廣泛應(yīng)用在給人們帶來便利出行的同時(shí)也帶來了較多的安全事故。例如違規(guī)駕駛、無照駕駛以及酒后駕駛等駕駛員違規(guī)操作所造成的安全隱患為人們的財(cái)產(chǎn)安全以及生命安全造成了十分嚴(yán)重的影響。而與其他發(fā)達(dá)國家相比，我國公路運(yùn)輸業(yè)在快速發(fā)展的過程中面臨著更加嚴(yán)峻的考研。而其中由于駕駛員酒后駕車以及違規(guī)駕駛等違法操作將導(dǎo)致交通事故發(fā)生概率提高。而本文在針對防酒駕技術(shù)進(jìn)行研究的過程中使用單片機(jī)設(shè)計(jì)一種防酒后駕駛控制裝置，可對司機(jī)所呼氣的酒精濃度進(jìn)行詳細(xì)檢測，針對其檢測內(nèi)容來采取相應(yīng)的控制措施。

【關(guān)鍵詞】單片機(jī)；防酒后駕駛；控制裝置

現(xiàn)如今，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，導(dǎo)致人們的生活質(zhì)量水平得到了飛速提高，而越來越多的人擁有了屬于自己的汽車。根據(jù)相關(guān)組織對各項(xiàng)交通事故進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查后，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致交通事故的主要原因便是酒后駕駛。據(jù)調(diào)查，駕駛員酒后駕駛發(fā)生交通事故的概率為不喝酒情況下的十幾倍，而大多駕駛員在酒后駕駛的過程中具有僥幸心理，過于相信自身的駕駛水平，這種現(xiàn)象往往會(huì)造成相應(yīng)的交通事故。因此針對以上問題交警人員可使用酒精檢測儀來檢查駕駛員是否飲酒，但這種方式無法每時(shí)每刻的對駕駛員進(jìn)行檢查，不能起到事前制止的作用。而本文研究了一種基于單片機(jī)的防酒后駕駛控制裝置，可判斷駕駛員的飲酒情況，從而對汽車啟動(dòng)電源進(jìn)行切斷，起到提前預(yù)防的作用。

一、課題研究意義

近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及全球汽車制造業(yè)的快速發(fā)展，使得全球人們的汽車擁有量快速上漲。而隨著人們汽車保有量的上升，由汽車所導(dǎo)致的交通事故數(shù)量也在上升，現(xiàn)如今全球每年約有一百二十萬人死于交通事故中，并且受傷者可達(dá)到五千萬人，由于交通事故發(fā)生所導(dǎo)致的經(jīng)濟(jì)損失每年可達(dá)到五千億美元以上，因此道路安全問題逐漸成為全球迫切想要解決的首要難題。而在現(xiàn)有的交通事故中，由酒后駕駛所導(dǎo)致的交通事故占所有交通事故中的很大一部分比例。酒后駕車就像一枚定時(shí)炸彈，隨時(shí)都會(huì)爆炸發(fā)生危險(xiǎn)，從而對每一位交通參與者造成無法磨滅的傷害，因此酒后駕駛對人們的日常生活以及工作造成了十分嚴(yán)重的影響。但目前我國對于酒后駕車的程度力度較低，在沒有造成傷亡事故的前提下僅僅對駕駛員進(jìn)行十五天的拘留處罰，這種處罰力度無法引起駕駛員對酒后駕車的重視，因此還是有一部分駕駛員知法犯法。據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，酒精對駕駛員所造成的影響可提現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。首先，酒精可對人們的中樞神經(jīng)系統(tǒng)造成麻醉，時(shí)期出現(xiàn)功能不協(xié)調(diào)、反應(yīng)遲鈍以及功能失調(diào)等現(xiàn)象，駕駛員在飲酒后的操作能力以及判斷能力出現(xiàn)了明顯的下降現(xiàn)象，這是由于酒精可降低駕駛能力以及認(rèn)知能力，并對畫面、圖像、聲音以及光等因素的反應(yīng)時(shí)間提高，導(dǎo)致眼睛與手腳之間的配合出現(xiàn)障礙，從而無法對車距以及車速進(jìn)行有效判斷。其次，酒精將導(dǎo)致駕駛員的意識出現(xiàn)模糊，分散以及減弱其注意力。而駕駛員在飲酒后無法集中注意力，較為容易出現(xiàn)視野模糊以及視野范圍縮小等現(xiàn)象，無法對危險(xiǎn)情況進(jìn)行有效判斷。第三，駕駛員在飲酒后可降低人們的危險(xiǎn)感受，其觸覺敏感度不高，過高估計(jì)自身的能力，從而無法發(fā)現(xiàn)已知的危險(xiǎn)情況。隨后駕駛員在飲酒后往往會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)駕駛的行為，例如超速駕駛等，將導(dǎo)致安全事故發(fā)生概率提高。因此雖然酒后駕駛存在較大的安全事故發(fā)生幾率，但大多駕駛員對酒后駕駛存在一定認(rèn)知不足，對自身技術(shù)盲目自信，沒有充分認(rèn)識到酒后駕駛的危害性。而根據(jù)以上問題可開發(fā)一種防酒后駕駛裝置，可幫助司機(jī)安全駕駛，從而構(gòu)建和諧以及安全的交通環(huán)境。

二、基于單片機(jī)的防酒后駕駛控制裝置的研究

（一）硬件系統(tǒng)開發(fā)

本方酒后駕駛控制裝置在對硬件系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)的過程中主要使用了繼電器、LCD、STC89C52、A/D芯片以及酒精傳感器模塊。第一，駕駛員在呼入氣體的過程中如果帶有酒精，那么將通過酒精傳感電路將其氣體轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘枺ζ溥M(jìn)行處理，隨后傳入A/D芯片中去，接著將A/D芯片中的數(shù)據(jù)信息傳入單片機(jī)中。單片機(jī)這時(shí)可對傳達(dá)過來的數(shù)據(jù)信息進(jìn)行判斷，來對駕駛員的就和駕駛情況進(jìn)行分析，從而額對繼電器以及控制報(bào)警系統(tǒng)進(jìn)行操作，使其閉合，從而起到控制汽車電源啟動(dòng)的現(xiàn)象。

（二）電源設(shè)計(jì)開發(fā)

本防酒后駕駛系統(tǒng)屬于車載檢測裝置，因此在對其進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中使用了車輛蓄電池對其進(jìn)行供電。現(xiàn)如今所使用的車載蓄電池具有24V車載蓄電池以及12V車載蓄電池兩種。但本防酒后駕駛系統(tǒng)在正常運(yùn)行的過程中需要的電壓為5V，因此應(yīng)對車載電源進(jìn)行設(shè)計(jì)并開發(fā)。而本系統(tǒng)所使用的為LM2575系列的集成穩(wěn)壓芯片，這種芯片在應(yīng)用過程中需要數(shù)量較少的外圍元件，便可組成一種高效率的穩(wěn)壓電路。而在此穩(wěn)壓芯片內(nèi)部擁有十分完善的保護(hù)電路，這種直流穩(wěn)壓轉(zhuǎn)換芯片具有較高的可靠性以及方便性。

（三）酒精傳感器研究開發(fā)

在對酒精傳感器進(jìn)行選擇的過程中，應(yīng)對其抗腐蝕性、選擇性、靈敏性以及穩(wěn)定進(jìn)行進(jìn)行綜合考慮分析。而本防酒后駕駛系統(tǒng)在設(shè)計(jì)過程中使用了MQ-3氣體傳感器，這種傳感器可對駕駛員呼出氣體中含有的酒精進(jìn)行檢測并采集，可有效得知其酒精含有濃度。與此同時(shí)，MQ-3酒精傳感器可看做使氣敏傳感器的范疇中，具有穩(wěn)定性較高、可靠性較強(qiáng)、使用壽命長、選擇性好以及靈敏度較高的有點(diǎn)。而MQ-3酒精傳感器具有SnQ2敏感層以及微型AL2O3陶瓷管。一些由加熱器以及測量電極所組成的敏感元件將在不銹鋼腔體以及塑料內(nèi)進(jìn)行固定，而氣敏元件在正常運(yùn)行的過程中可使用加熱器來提供相應(yīng)的工作條件。與此同時(shí)，有兩部分標(biāo)準(zhǔn)回路可構(gòu)成該傳感器。首先為加熱回路，其次為信號輸出回路。這種回路可對該傳感器表面電阻所發(fā)生的變化進(jìn)行反映。而傳感器表面電阻在發(fā)生變化后，可使用與其相串聯(lián)的負(fù)載電阻中的電壓信號進(jìn)行輸出。而MQ-3氣體傳感器在工作的過程中可將駕駛員呼出氣體中的酒精濃度信息轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的模擬電信號，因此在其運(yùn)行的過程中需要放大處理其微弱的模擬信號。

三、結(jié)語

近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展導(dǎo)致人們的生活質(zhì)量水平不斷上升。而汽車制造業(yè)的快速發(fā)展使得汽車產(chǎn)量越來越高。目前越來越多的人們擁有了屬于自己的汽車。汽車數(shù)量增多的同時(shí)也導(dǎo)致了交通事故的頻繁發(fā)生。而在現(xiàn)有的交通事故中酒后駕駛成為其事故發(fā)生的主要原因。本文設(shè)計(jì)并開發(fā)了一種全新的防酒后駕駛控制裝置，其硬件電路結(jié)構(gòu)較為簡單，因此使用十分方便，可滿足人們的基本使用要求，確保其行車安全。

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