基于方向盤的智能防酒駕系統(tǒng)設(shè)計

姚昭昭 林翠

摘?要：本設(shè)計采用以單片機為核心的防酒駕系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動檢測駕駛員汗液中的酒精濃度。若駕駛員酒精濃度大于預(yù)先設(shè)定的閾值，該裝置會立刻發(fā)出警報，同時由單片機控制通過繼電器切斷汽車啟動系統(tǒng);若酒精濃度小于已設(shè)定閾值，則駕駛員可正常駕駛汽車。

關(guān)鍵詞：防酒駕系統(tǒng);方向盤;單片機;汗液中酒精濃度;傳感器

1 說明

隨著經(jīng)濟社會的發(fā)展，人們的生活越來越好，私家車越來越多，酒后駕車現(xiàn)象也越來越多，導(dǎo)致交通事故頻頻發(fā)生，給人們的生活和生命安全帶來了巨大的傷害。在這種環(huán)境下，不斷探索防止酒后駕駛的方法，減少酒駕引發(fā)的交通事故數(shù)量變得至關(guān)重要。

酒駕檢測主要有手持式酒精測試儀、頂空氣相色譜儀血液乙醇檢測和車載檢測三種方法，前兩種方法都不能實現(xiàn)持續(xù)檢測和控制，因此車載檢測研究成為酒駕檢測的重要部分。酒精檢測裝置大多是將駕駛員的呼出氣體通過氣體傳感器進行酒精濃度檢測，轉(zhuǎn)化成電信號傳遞到汽車的控制系統(tǒng)，然后控制系統(tǒng)按照結(jié)果做出反應(yīng)，但是這種方法存在著一些不足：（1）當(dāng)前車載檢測系統(tǒng)不能隨時隨地、持續(xù)監(jiān)測和控制;（2）當(dāng)前車載檢測系統(tǒng)僅依賴空氣檢測酒精濃度，而空氣是流通的，駕駛位的酒精濃度容易受到乘客影響，無法準(zhǔn)確識別駕駛員飲酒還是乘客飲酒。

本設(shè)計根據(jù)駕駛員酒后駕駛的特征分析，通過對方向盤進行改造設(shè)計，提出駕駛位酒駕檢測方法及系統(tǒng)，從而避免醉酒乘客對檢測效果的影響，同時減少因酒駕而引起的交通事故的發(fā)生。

2 設(shè)計原理

將裝置安裝于方向盤上，當(dāng)駕駛員手握方向盤時，酒精檢測裝置就會啟動，通過汗液來檢測酒精濃度，駕駛員手指一般情況下會分泌微量汗液[1]，可得到相應(yīng)的電壓信號。若駕駛員飲酒，他的汗液中酒精濃度會上升，傳感器探測汗液中酒精濃度后，會通過A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，將此信號輸送給單片機[2]，將酒精濃度值與已設(shè)定的閾值進行比較，若大于設(shè)定的閾值，單片機控制系統(tǒng)會立即切斷汽車啟動系統(tǒng)，同時LED燈亮起，系統(tǒng)發(fā)出警報;若小于設(shè)定的閾值，則駕駛員可發(fā)動汽車正常駕駛。

3 設(shè)計思路[4]

4 硬件設(shè)備

4.1 酒檢模塊

酒檢模塊主要包括汗液傳感器、皮膚傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。本裝置中的濕度傳感器采用HiH3610，溫度傳感器采用DS18B20。

同時為預(yù)防檢測時駕駛員的汗液不足，影響測量結(jié)果，可以在裝置上安裝電熱片和卡巴膽堿，來促進汗液排出，酒精揮發(fā)，增強檢測精度[3]。

4.2 STC89C52單片機

作為本系統(tǒng)的核心，是高性能的CMOS8位微控制器[4]，負責(zé)接收A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號并與閾值進行比較。

4.3 A/D轉(zhuǎn)換器

由于單片機只能識別數(shù)字信號，而傳感器輸出的是電壓信號，只有A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，才可以被單片機處理[2]。

5 模塊設(shè)計

5.1 關(guān)于信號顯示模塊設(shè)計

采用LED顯示屏來進行顯示。單片機計算后所得酒精濃度數(shù)值發(fā)送給LED顯示屏。

5.2 關(guān)于信號警報模塊設(shè)計

采用蜂鳴器進行報警。當(dāng)所測酒精濃度數(shù)值超過閾值時會觸發(fā)報警裝置，蜂鳴器會發(fā)出警報。

5.3 關(guān)于車輛控制模塊設(shè)計

當(dāng)駕駛員手握方向盤時，酒精傳感器會啟動，檢測駕駛員汗液中的酒精含量，所得的電壓信號通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號并發(fā)送給單片機，單片機通過處理得出酒精含量數(shù)值，并與已設(shè)定酒精含量閾值進行比較，如果該數(shù)值低于閾值，則汽車正常啟動，如果該數(shù)值高于閾值，則車輛控制模塊啟動，切斷汽車啟動系統(tǒng)并發(fā)出警報[5]。

6 結(jié)論

本文設(shè)計了一種基于單片機的汽車防酒駕控制系統(tǒng)，通過對駕駛員汗液的酒精濃度檢測來判斷駕駛員是否酒駕。當(dāng)檢測到酒精濃度超標(biāo)時，系統(tǒng)報警并通過繼電器切斷汽車啟動系統(tǒng)，禁止汽車啟動[6]。從車輛本身入手，將本系統(tǒng)安裝在方向盤上，可以避免酒醉的乘客對檢測結(jié)果的影響，同時能夠有效遏止酒駕行為的發(fā)生，從而大大減少因酒駕引起的交通事故數(shù)量。

參考文獻：

[1]彭華海.酒后駕駛檢測技術(shù)和預(yù)防酒駕技術(shù)的研究現(xiàn)狀探究[J].中國標(biāo)準(zhǔn)化，2019（06）：182183.

[2]崔素麗.基于單片機的智能防酒駕系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護，2019（12）：140141+159.

[3]赫英鳳.基于GSM的汗液式防醉駕裝置[J].忻州師范學(xué)院學(xué)報，2017，33（05）：3133+38.

[4]路紅陽，隋志鵬，柳明麗.新型智能防酒后駕駛控制系統(tǒng)設(shè)計[J].科技風(fēng)，2020（04）：19.

[5]牛強.以單片機為核心的車內(nèi)車載的智能防酒駕裝置設(shè)計研究[J].科技與創(chuàng)新，2019（03）：114115.

[6]金韋利，張赟寧，姜禮華.基于單片機的防酒駕控制系統(tǒng)設(shè)計[J].傳感器與微系統(tǒng)，2019，38（10）：9697+101.