汽車語音
——酒檢防酒駕自動(dòng)閉鎖控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)

引言：針對(duì)酒駕引發(fā)交通事故造成人員傷亡已經(jīng)成為國內(nèi)外死亡率極高的事故，因此如何從源頭切斷酒駕值得我們深思。本文主要運(yùn)用單片機(jī)的A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行轉(zhuǎn)換與信號(hào)傳導(dǎo)，結(jié)合繼電器信號(hào)轉(zhuǎn)換與閉鎖電路等功能，以達(dá)到閉鎖汽車的目的。依據(jù)語音識(shí)別技術(shù)和傳統(tǒng)氣體酒精檢測技術(shù)相結(jié)合提高酒檢的準(zhǔn)確性，運(yùn)用語音識(shí)別技術(shù)定位到具體酒駕者，從而區(qū)別車內(nèi)酒駕人員。

1.前言

現(xiàn)今，中國汽車保有量越來越多，“汽車社會(huì)”所引發(fā)的交通事故越發(fā)頻繁，而酒后駕車又是這一事故發(fā)生的最主要原因。因此，如何避免酒駕迫在眉睫。傳統(tǒng)的單一呼氣式酒精檢測儀，不但精確度低，而且耗費(fèi)大量人力物力，于是設(shè)計(jì)制造一款高精度、機(jī)器智能化的酒精檢測儀是十分必要的。所以我們?cè)O(shè)計(jì)了一款基于單片機(jī)的汽車語音識(shí)別——酒精檢測防酒駕自動(dòng)閉鎖控制系統(tǒng)。以達(dá)到有效的預(yù)防酒駕、從源頭自動(dòng)閉鎖汽車切斷酒駕的目的。車內(nèi)安裝的酒精傳感器會(huì)時(shí)刻檢測車內(nèi)的酒精含量，并且判斷含量是否正常，及時(shí)反饋給語音識(shí)別系統(tǒng)，對(duì)司機(jī)進(jìn)行提示和預(yù)警。語音識(shí)別系統(tǒng)，呼氣式酒精檢測系統(tǒng)，單片器，繼電器等聯(lián)合作業(yè)。當(dāng)酒精含量大于或者等于80mg/100ml時(shí)，及時(shí)進(jìn)行語音提示，并自動(dòng)閉鎖汽車。減輕人力負(fù)擔(dān)，從源頭切斷酒駕。保障人民人身安全。

2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

防酒駕系統(tǒng)由硬件電路和軟件編程兩部分構(gòu)成。

硬件電路由酒精信號(hào)檢測模塊電路、A / D模數(shù)轉(zhuǎn)換電路、主從單片機(jī)控制電路、語音識(shí)別模塊、報(bào)警模塊電路、顯示模塊電路、GPS定位模塊電路。軟件編程采用C51語言編寫，模塊化程序設(shè)計(jì)，主要包括AT89系列主從單片機(jī)上的程序設(shè)計(jì)。系統(tǒng)框圖如圖1所示。

車內(nèi)安裝的MQ3酒精傳感器會(huì)時(shí)刻檢測車內(nèi)的酒精含量，含量正常時(shí)，ISD1420語音芯片語音識(shí)別模塊將提示你車內(nèi)的酒精含量正常，并提示司機(jī)系上安全帶，保持車距，安全出行。當(dāng)車內(nèi)的酒精含量大于或者等于80mg/100ml時(shí)，語音將提示司機(jī)酒精含量超標(biāo)，請(qǐng)勿駕駛，并且立即啟動(dòng)繼電器模塊自動(dòng)閉鎖汽車，進(jìn)行后續(xù)檢驗(yàn)。汽車自動(dòng)啟動(dòng)駕駛座上方和周圍的MQ3呼氣式酒精傳感器，檢驗(yàn)司機(jī)周圍酒精濃度。并且語音提示要求司機(jī)對(duì)準(zhǔn)方向盤上安裝的MQ3呼氣式酒精檢測儀呼氣，隨后ISD1420語音系統(tǒng)開始與司機(jī)對(duì)話，辨別司機(jī)是否語無倫次。若這一系列檢驗(yàn)結(jié)束后證明并非司機(jī)酒駕，而是車內(nèi)乘客酒駕，則繼電器解除自動(dòng)閉鎖。否則繼電器保持閉鎖狀態(tài)，并且ISD1420語音識(shí)別系統(tǒng)自動(dòng)給司機(jī)家屬及附近公安局致電。說明司機(jī)酒精濃度超標(biāo)，要求管制。若司機(jī)下車或交換司機(jī)，使車內(nèi)酒精濃度發(fā)生變化，則重新檢測，重復(fù)上述過程。從而從源頭切斷酒駕。

圖1 系統(tǒng)框圖

MQ3酒精測試儀實(shí)際上是由酒精氣體傳感器（相當(dāng)于隨酒精氣體濃度變化的變阻器）與一個(gè)定值電阻及一個(gè)電壓表或電流表組成。原理圖如圖2所示。

圖2 酒精氣體傳感器原理圖

在該系統(tǒng)中的系統(tǒng)硬件主要有語音報(bào)警顯示控制模塊、信息處理模塊與酒精濃度檢測模塊三種。在整個(gè)系統(tǒng)硬件中還含有完整的酒精濃度測控系統(tǒng)的關(guān)鍵零件即AT89系列單片機(jī)。由于汽車內(nèi)部空間位置有限，所以使用的電路要保證最小化，用最簡單的電路達(dá)到最精良的效果。在該系統(tǒng)內(nèi)部使用的軟件設(shè)計(jì)主要有存儲(chǔ)記錄、報(bào)警顯示制動(dòng)、多傳感器數(shù)據(jù)融合與酒精濃度檢測等。通過以上測試即可得出駕駛員是否酒駕，從而從源頭阻止酒駕。

在該系統(tǒng)中的系統(tǒng)硬件主要有語音報(bào)警顯示控制模塊、信息處理模塊與酒精濃度檢測模塊三種。在整個(gè)系統(tǒng)硬件中還含有完整的酒精濃度測控系統(tǒng)的關(guān)鍵零件即AT89系列單片機(jī)。由于汽車內(nèi)部空間位置有限，所以使用的電路要保證最小化，用最簡單的電路達(dá)到最精良的效果。在該系統(tǒng)內(nèi)部使用的軟件設(shè)計(jì)主要有存儲(chǔ)記錄、報(bào)警顯示制動(dòng)、多傳感器數(shù)據(jù)融合與酒精濃度檢測等。系統(tǒng)原理圖框架，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)原理圖框架

通過以上測試即可得出駕駛員是否酒駕，從而從源頭阻止酒駕。

3.系統(tǒng)調(diào)試

該系統(tǒng)調(diào)試包括兩個(gè)方面，硬件調(diào)試和軟件調(diào)試。硬件調(diào)試主要檢測電路的焊接是否正確，然后檢測是否有短路或斷路。軟件調(diào)試主要包括調(diào)試程序。

軟件程序調(diào)試合格后進(jìn)行硬件調(diào)試。硬件調(diào)試采用模塊化方案，將調(diào)試好的程序輸入到各目標(biāo)板塊上分塊進(jìn)行調(diào)試，各分塊均合格后再整合到一起進(jìn)行整體調(diào)試。調(diào)試工作按照：單片機(jī)最小系統(tǒng)檢測；用單片機(jī)控制A / D轉(zhuǎn)換器的采集；用單片機(jī)控制繼電器讀取數(shù)據(jù)；用單片機(jī)接收GPS信息并處理；1602LCD顯示模塊；單片機(jī)控制語音識(shí)別模塊正常錄放、及撥打電話；總體電路連接，整體調(diào)試；對(duì)酒精采集的精確度進(jìn)行分析計(jì)算；測試系統(tǒng)整體性能的步驟進(jìn)行。

經(jīng)測試該系統(tǒng)在實(shí)時(shí)測檢測酒精含量的同時(shí)能依據(jù)所測得的含量與酒駕標(biāo)準(zhǔn)酒精含量相對(duì)比，并且進(jìn)行語音報(bào)警，并且通過GPS定位，經(jīng)語音識(shí)別模塊把具體的地理位置和駕駛員酒駕情況以電話的形式告知其家屬、警方及代駕。這樣不僅能有效地降低酒駕的危險(xiǎn)而且能及時(shí)得到遠(yuǎn)程幫助，與此同時(shí)，系統(tǒng)的1602LCD顯示屏實(shí)時(shí)顯示經(jīng)緯度和酒精含量及狀態(tài)提示，并且進(jìn)行語音警功能，應(yīng)用的前景廣闊。

4.結(jié)束語

本文所設(shè)計(jì)的是基于AT89系列單片機(jī)控制的汽車語音——酒檢防酒駕自動(dòng)閉鎖控制系統(tǒng)，能夠準(zhǔn)確測得駕駛員呼出氣體的酒精濃度，并能夠智能控制車輛，結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，節(jié)省人力物力。當(dāng)駕駛員呼出氣體酒精含量超過系統(tǒng)預(yù)設(shè)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，繼電器便會(huì)自動(dòng)切斷汽車引擎電源，以便減少交通事故的發(fā)生，從而創(chuàng)造出和諧的交通環(huán)境。