防酒駕汽車安全裝置

胡海云+張馨+許清竹+檀玉平+徐云飛

摘 要：本文研究的是基于51單片機的防酒駕汽車安全裝置，本設計把酒精檢測報警裝置與汽車點火裝置聯(lián)系在一起。通過壓力傳感器和酒精傳感器采集信號，再通過ADC0809進行模數(shù)轉換，最后利用51單片機在顯示屏上顯示。當酒精濃度達到法律規(guī)定的濃度時，蜂鳴器和LED將不斷的進行鳴笛和閃爍。繼電器將斷開，汽車的點火裝置將無法開啟。相反地，繼電器閉合，汽車點火裝置將打開，可以正常行駛。

關鍵詞：51單片機；壓力傳感器；酒精傳感器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.252

1 引言

近年來，伴隨著我國社會經(jīng)濟的增長，汽車已經(jīng)成為我國重要的交通工具。隨之酒后駕車事故也成為我國交通事故的重要原因。為了避免交通悲劇的發(fā)生，一種能夠有效地防止民眾酒后駕駛的系統(tǒng)的出現(xiàn)就成了現(xiàn)實中的迫切要求。

2 總體設計方案

項目是由51單片機最小系統(tǒng)板做主控板，包括電源模塊、傳感器模[1]塊、報警模塊、液晶模塊。傳感器有酒精傳感器、壓力傳感器。當司機發(fā)動汽車時， 報警系統(tǒng)采用酒精傳感器探測氣體信號進行檢測。由于酒精含量與酒精傳感器檢測后產(chǎn)生的電壓信號成特定的比例關系，因而可根據(jù)電壓號進行酒精含量的判斷。檢測到的信號經(jīng)過放大之后，通過8位ADC轉換為數(shù)字信號，由單片機對此信號進行處理判斷。假設酒精含量沒有超標，LCD顯示屏幕顯示當前酒精濃度，控制繼電器打開點火裝置，汽車就可以啟動；反之，蜂鳴器報警，同時檢測指示燈亮，控制繼電器切斷點火裝置電源，駕駛人員將無法啟動汽車。為了確保檢測來自于司機本人，避免其它乘客飲酒帶來的干擾，在系統(tǒng)中同時加入壓力傳感器，使得在一定的吹氣壓力下系統(tǒng)才開始檢測。

3 硬件電路設計

硬件電路分為電源模塊、單片機最小系統(tǒng)模塊、信號采集模塊、酒精檢測模塊、氣體壓力檢測模塊、液晶顯示模塊、報警模塊、繼電器控制模塊。

3.1 電源模塊電路

整個系統(tǒng)通過充電寶來提供5V的電源，經(jīng)過濾波電路對單片機進行供電。

3.2 信號采集電路

該模擬信號主要為酒精濃度信號和氣流的壓力信號，采集的模擬信號通過AD轉換為數(shù)字信號，再通過單片機處理在LCD中顯示。

3.3 傳感器檢測電路

本系統(tǒng)需要酒精傳感器和壓力傳感器，我們采用的是ZYMQ-3氣體傳感器和壓力傳感器MPS1100。我們將傳感器上得模擬信號輸入口與單片機上的M0和M1相連接。

3.4 液晶顯示電路

本系統(tǒng)使用的是12864液晶顯示屏，與單片機串行方式連接。為了節(jié)約I/O口和畫電路圖時連線方便。

3.5 繼電器控制電路

本系統(tǒng)采用的是5V的繼電器，當酒精濃度低于酒駕濃度是繼電器閉合，LED發(fā)光，汽車可以正常行駛。反之，繼電器斷開，不能打開汽車點火裝置。

4 軟件代碼調(diào)試

系統(tǒng)開始調(diào)試，首先初始化，然后進入歡迎界面，再采集數(shù)據(jù)，再大循環(huán)中進行判斷。若酒精沒有超標，繼電器閉合，汽車點火裝置可以打開。反之，繼電器斷開，蜂鳴器鳴笛和LED不斷閃爍，切斷汽車點火裝置，汽車無法正常行駛。

5 結論

本文針對防酒駕系統(tǒng)的設計，對模擬量的采集和處理，軟件設計及其硬件電路設計做了充分的介紹。通過對硬件電路和軟件的不斷的修改，算法的優(yōu)化，參數(shù)的調(diào)整，實現(xiàn)了對汽車的防酒駕的功能。在這個過程中，學會了對硬件電路的正確和快速的設計，對軟件的調(diào)試和算法如何優(yōu)化進行了基礎的學習，為以后這方面的深入研究奠定基礎。

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