車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

陳躍等

摘 要： 酒后駕車的危害觸目驚心，已經(jīng)成為交通事故的第一大“殺手”，為了杜絕酒后駕車現(xiàn)象發(fā)生，本文介紹了一種車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，該系統(tǒng)安裝在汽車內(nèi)，實(shí)時(shí)檢測(cè)車內(nèi)部空氣中酒精含量，如果含量超標(biāo)，則系統(tǒng)通過(guò)繼電器切斷汽車起動(dòng)機(jī)電路，從而禁止汽車起動(dòng)，從根本上杜絕酒后駕車，保證行車安全。

關(guān)鍵詞： 單片機(jī) 酒精傳感器 A/D轉(zhuǎn)換 汽車起動(dòng)機(jī) 繼電器控制

1.引言

據(jù)全國(guó)交通事故統(tǒng)計(jì)調(diào)查顯示，大約50%～60%的交通事故與酒后駕駛有關(guān)，酒后駕駛已經(jīng)被列為車禍致死的主要原因。在中國(guó)，每年由于酒后駕車引發(fā)的交通事故達(dá)數(shù)萬(wàn)起；而造成死亡的事故中50%以上都與酒后駕車有關(guān)，酒后駕車的危害觸目驚心，已經(jīng)成為交通事故的第一大“殺手”。

公安部門已經(jīng)對(duì)酒后駕車采取越來(lái)越嚴(yán)厲的處罰辦法，但酒后駕車現(xiàn)象仍然屢禁不止，酒后駕車發(fā)生交通事故仍時(shí)有發(fā)生，交警部門對(duì)酒后駕車的檢查也越來(lái)越嚴(yán)厲。交警通常采用呼氣酒精測(cè)試儀器對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，以確定駕駛?cè)藛T是否飲酒。目前，市場(chǎng)上警用酒精測(cè)試儀器種類繁多、功能豐富，但只能由交警人員實(shí)施，而交警不可能對(duì)每輛車的駕駛?cè)藛T都進(jìn)行檢測(cè)，因此并不能從根本上杜絕所有酒后駕車。

2.車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)的系統(tǒng)功能

為了杜絕酒駕事件的發(fā)生，項(xiàng)目組選擇了設(shè)計(jì)、制作車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)。它的基本實(shí)現(xiàn)理念是：在汽車內(nèi)部安裝酒精傳感器，實(shí)時(shí)檢測(cè)汽車內(nèi)部空氣中酒精含量，如果車內(nèi)空氣中酒精含量超標(biāo)，車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)就會(huì)通過(guò)繼電器切斷汽車起動(dòng)機(jī)電源電路，汽車不能正常起動(dòng)，從而從根本上杜絕酒后駕車，保證行車安全。

3.車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)

車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)（如圖1）包括控制器1和酒精傳感器7，控制器1通過(guò)I/V轉(zhuǎn)換電路5和模數(shù)轉(zhuǎn)換電路4與酒精傳感器7連接，控制器1還通過(guò)繼電器控制電路9與汽車啟動(dòng)系統(tǒng)10連接。其中控制器1采用單片機(jī)AT89C51，I/V轉(zhuǎn)換電路包括I/V轉(zhuǎn)換器ISO-A4-P1-O4，模數(shù)轉(zhuǎn)換電路5包括模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片ADC0809。I/V轉(zhuǎn)換器ISO-A4-P1-O是一種將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成按比例輸出的電壓信號(hào)的混合集成電路。該IC內(nèi)部含有一組高隔離的DC電源和電流信號(hào)高效率耦合隔離變換電路等，可以將直流電流小信號(hào)隔離放大，直接轉(zhuǎn)換為直流電壓信號(hào)輸出。具有很小的輸入電阻，較強(qiáng)的帶負(fù)載能力，能實(shí)現(xiàn)小信號(hào)遠(yuǎn)程無(wú)失真地傳輸，全量程內(nèi)有很高的線性度。酒精傳感器7型號(hào)為MQ-3，MQ-3是一種二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器，對(duì)酒精具有高的靈敏度和快速的響應(yīng)性。

車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)工作時(shí)，首先酒精傳感器7檢測(cè)車內(nèi)的酒精濃度，根據(jù)酒精濃度輸出4-20mA的電流；酒精傳感器7輸出4-20mA的電流輸入到I/V轉(zhuǎn)換器中，I/V轉(zhuǎn)換器根據(jù)輸入電流的大小，輸出0-5V的電壓；I/V轉(zhuǎn)換器輸出0-5V的電壓輸入到ADC0809和單片機(jī)共同組成的單片機(jī)系統(tǒng)中，ADC0809根據(jù)輸入端電壓的大小，輸出8位二進(jìn)制的數(shù)字量，單片機(jī)將得到的八位二進(jìn)制的數(shù)字量轉(zhuǎn)化成0-255的十進(jìn)制的數(shù)，判斷出酒精的濃度是否大于預(yù)設(shè)的濃度值，從而控制繼電器控制電路9中的繼電器得電或者失電。當(dāng)繼電器得電時(shí)，汽車啟動(dòng)系統(tǒng)10控制汽車起動(dòng)機(jī)正常啟動(dòng)；當(dāng)繼電器失電時(shí)，汽車啟動(dòng)系統(tǒng)10控制汽車起動(dòng)機(jī)不可以啟動(dòng)。

控制器1還與聲光報(bào)警裝置12及顯示裝置11連接，顯示裝置11可將檢測(cè)到的酒精濃度進(jìn)行顯示，顯示裝置11采用數(shù)碼管顯示。當(dāng)酒精濃度超過(guò)預(yù)設(shè)值時(shí)，聲光報(bào)警裝置12將發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。控制器1還與監(jiān)控復(fù)位電路6連接，通過(guò)監(jiān)控復(fù)位電路6可將控制器1復(fù)位，使聲光報(bào)警裝置12停止發(fā)出聲光報(bào)警信號(hào)。控制器1還與鍵盤輸入裝置8連接，通過(guò)鍵盤輸入裝置8可與控制器1進(jìn)行人機(jī)對(duì)話，向控制器1輸入標(biāo)準(zhǔn)酒精濃度值等參數(shù)。

4.結(jié)語(yǔ)

本文介紹了一種車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，車用酒精測(cè)試控制系統(tǒng)在使用時(shí)，將酒精傳感器安裝在駕駛室內(nèi)對(duì)車內(nèi)的酒精濃度進(jìn)行檢測(cè)，如車內(nèi)酒精濃度超標(biāo)時(shí)則通過(guò)控制器控制汽車啟動(dòng)系統(tǒng)停止工作，使汽車不能被啟動(dòng)，這樣從根本上就杜絕了酒后駕車的出現(xiàn)，確保了行車安全。該系統(tǒng)具有性價(jià)比高，智能化程度高，工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)。

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江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào)：201512809018Y）