新型智能防酒后駕駛控制系統設計

路紅陽　隋志鵬　柳明麗

摘要：本設計采用STC89C52單片機為控制系統的核心，工作原理是用MQ-3酒精傳感器模塊來檢測司機呼出氣體的酒精含量，并在液晶顯示器上顯示酒精的含量，通過蜂鳴器、二極管來實現報警的目的，一旦檢測酒精超標，蜂鳴器立刻鳴響報警，LED燈亮，繼而STC89C52芯片控制繼電器切斷汽車電源致使汽車熄火。進而達到防酒駕的目的。

關鍵詞：防酒駕;控制系統;酒精傳感器;單片機

1緒論

這些年來隨著我國社會的不斷發展，人們對其出行的要求也逐漸增高，諸如防酒后駕駛方面，由此這種人性化和智能化的防酒駕系統開始逐漸映入人們的視野。隨著我們生活水平的改善，我們的應酬聚會也日益增多，因此聚會、喝酒和開車就這樣聯系到了一起。近年來與汽車有關的道路交通事故時常發生，其中酒后肇事占了絕大部分。因此社會迫切需要一種安裝在汽車上就能自動檢測出司機呼出氣體酒精含量的裝置。針對以上問題，我們設計了一套系統：新型智能防酒駕系統

2整體設計思路

鑒于上方設計思路，我們構造出了設計基本思路：

3硬件設計

3.1MQ-3酒精傳感器信號采集電路設計

本設計我們選用MQ-3酒精傳感器，我們選擇它的原因是其靈敏度高，還能夠承受汽油、煙霧和蒸汽等氣體的影響;由于它的靈敏度高，它可以檢測到某空氣中的酒精含量，而且成本還低;而且它可以用的濃度范圍很多，因為乙醇還具有十分高的靈敏度，并且很耐用，價格還很理想，控制電路簡單等優點。

3.2A/D轉換電路設計

模數轉換器一般來說用ADC表示，它能夠將將模擬信號轉換成數字信號。在單片機應用系統中，如果用到傳感器就要用到模數轉換器，因為傳感器測得的模擬量無法直接由單片機進行處理。

3.3單片機最小系統

我們從設計的要求、價格、性能等綜合因素考慮，最終決定選用STC89C52單片機為本系統核心。它不僅兼容51單片機，而且還兼備了性能高的CMOS8位微處理器。

（1）時鐘電路設計。此模塊以STC89C52為主控芯片，因為STC89C52單片機中有個高增益的反向發大器，所以此時鐘是由外部時鐘提供的，我們用的晶振為石英晶體，讓它與旁邊的電容C4和C5相連構成諧振回路。用石英晶體的1端口接單片機的19管腳作為單片機XTAL2的輸出端，石英晶體2端接單片機的18管腳XTAL1作為單片機的時鐘部分的輸入端，同時，電容C4和C5不能與晶振相連更不能用來接地。本設計采用頻率為12MHz的晶振，根據我們查的資料了解到與其匹配的電容應應為22pF。

（2）復位電路設計。我們讓開關SW1接電容和電源，另一端連接電阻和單片機的復位端口REST，電阻接地。在此復位電路設計中，電阻的阻值應當適中，當按下開關時，開關就與電容形成導通的回路，此時電容會出現短路的現象，要想系統實現復位鍵，必須保證電容充放電時間控制在2μs以上。

3.4顯示電路設計

就顯示電路我們決定用液晶顯示。其顯示屏的具體型號為LCD1602。

3.5報警電路設計

我們設計的系統中報警電路主要由蜂鳴器和LED指示燈兩部分組成的。光電報警設計如圖3.7所示，我們用發光二極管來作為光的顯示，用蜂鳴器來作為鳴響的器件。D3是由單片機的P2.3端口來控制發光的，若此系統檢測到有酒精的存在，則系統就會通過單片機控制報警且通過P2.3端口來發出低電平進而控制發光二極管燈處于亮的狀態。

3.6汽車控制系統

當我們的設計產品檢測到駕駛員呼出的氣體中有酒精且酒精值超出系統設定的最大值時，單片機的主控系統就會立刻控制繼電器切斷電源，指示燈就會熄滅，汽車就無法正常啟動了。

4硬件調試

首先本系統在焊接電路板前需排查元件，確認元器件和電路板和原理圖無誤后再進行安裝和焊接，焊接時要注意假焊和漏焊。完成焊接后，要查看每個焊接引腳是否焊接牢靠，如果沒發現什么問題，可以試著上電測試電源部分，同時要注意查看有沒有元器件過熱，如果有，則可能是某個元件短路，利用萬用表來排查元器件，改正后再次進行上電測試，若此次沒有問題，就能夠進行功能測試了。

5結論

本設計采用由STC89C52芯片構成的防酒駕控制系統，它能夠在常溫狀態下，將傳感器檢測到的信號經其他硬件處理，進而控制繼電器動作，如果檢測駕駛員酒精含量大于設定值時，繼電器立即切斷汽車的啟動電源，使汽車無法啟動。

從電路原理圖的設計、電路板的制作、軟件編程、模塊調試每個模塊的工作我們都認真完成，可以說對于自己的各方面能力都有所提升。

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作者簡介：路紅陽（1999-），女，遼寧科技學院電信院;柳明麗（1974-），女，副教授，遼寧科技學院電信學院，研究方向：電子與通信。