车用酒精测试控制系统的设计

陈跃等

摘 要： 酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”，为了杜绝酒后驾车现象发生，本文介绍了一种车用酒精测试控制系统的设计方法，该系统安装在汽车内，实时检测车内部空气中酒精含量，如果含量超标，则系统通过继电器切断汽车起动机电路，从而禁止汽车起动，从根本上杜绝酒后驾车，保证行车安全。

关键词： 单片机 酒精传感器 A/D转换 汽车起动机 继电器控制

1.引言

据全国交通事故统计调查显示，大约50%～60%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起；而造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”。

公安部门已经对酒后驾车采取越来越严厉的处罚办法，但酒后驾车现象仍然屡禁不止，酒后驾车发生交通事故仍时有发生，交警部门对酒后驾车的检查也越来越严厉。交警通常采用呼气酒精测试仪器对驾驶人员进行现场检测，以确定驾驶人员是否饮酒。目前，市场上警用酒精测试仪器种类繁多、功能丰富，但只能由交警人员实施，而交警不可能对每辆车的驾驶人员都进行检测，因此并不能从根本上杜绝所有酒后驾车。

2.车用酒精测试控制系统的系统功能

为了杜绝酒驾事件的发生，项目组选择了设计、制作车用酒精测试控制系统。它的基本实现理念是：在汽车内部安装酒精传感器，实时检测汽车内部空气中酒精含量，如果车内空气中酒精含量超标，车用酒精测试控制系统就会通过继电器切断汽车起动机电源电路，汽车不能正常起动，从而从根本上杜绝酒后驾车，保证行车安全。

3.车用酒精测试控制系统的系统设计

车用酒精测试控制系统（如图1）包括控制器1和酒精传感器7，控制器1通过I/V转换电路5和模数转换电路4与酒精传感器7连接，控制器1还通过继电器控制电路9与汽车启动系统10连接。其中控制器1采用单片机AT89C51，I/V转换电路包括I/V转换器ISO-A4-P1-O4，模数转换电路5包括模数转换芯片ADC0809。I/V转换器ISO-A4-P1-O是一种将电流信号转换成按比例输出的电压信号的混合集成电路。该IC内部含有一组高隔离的DC电源和电流信号高效率耦合隔离变换电路等，可以将直流电流小信号隔离放大，直接转换为直流电压信号输出。具有很小的输入电阻，较强的带负载能力，能实现小信号远程无失真地传输，全量程内有很高的线性度。酒精传感器7型号为MQ-3，MQ-3是一种二氧化锡半导体型酒精气体传感器，对酒精具有高的灵敏度和快速的响应性。

车用酒精测试控制系统工作时，首先酒精传感器7检测车内的酒精浓度，根据酒精浓度输出4-20mA的电流；酒精传感器7输出4-20mA的电流输入到I/V转换器中，I/V转换器根据输入电流的大小，输出0-5V的电压；I/V转换器输出0-5V的电压输入到ADC0809和单片机共同组成的单片机系统中，ADC0809根据输入端电压的大小，输出8位二进制的数字量，单片机将得到的八位二进制的数字量转化成0-255的十进制的数，判断出酒精的浓度是否大于预设的浓度值，从而控制继电器控制电路9中的继电器得电或者失电。当继电器得电时，汽车启动系统10控制汽车起动机正常启动；当继电器失电时，汽车启动系统10控制汽车起动机不可以启动。

控制器1还与声光报警装置12及显示装置11连接，显示装置11可将检测到的酒精浓度进行显示，显示装置11采用数码管显示。当酒精浓度超过预设值时，声光报警装置12将发出声光报警信号。控制器1还与监控复位电路6连接，通过监控复位电路6可将控制器1复位，使声光报警装置12停止发出声光报警信号。控制器1还与键盘输入装置8连接，通过键盘输入装置8可与控制器1进行人机对话，向控制器1输入标准酒精浓度值等参数。

4.结语

本文介绍了一种车用酒精测试控制系统的设计方法，车用酒精测试控制系统在使用时，将酒精传感器安装在驾驶室内对车内的酒精浓度进行检测，如车内酒精浓度超标时则通过控制器控制汽车启动系统停止工作，使汽车不能被启动，这样从根本上就杜绝了酒后驾车的出现，确保了行车安全。该系统具有性价比高，智能化程度高，工作稳定可靠的优点。

参考文献：

[1]李广弟.单片机基础[M].北京：北京航空航天大学出版社，2001.

[2]孟祥旭，李学庆.人机交互技术[M].北京：清华大学出版社，2004.

江苏省大学生创新创业训练计划项目（项目编号：201512809018Y）