防酒驾汽车安全装置

胡海云+张馨+许清竹+檀玉平+徐云飞

摘 要：本文研究的是基于51单片机的防酒驾汽车安全装置，本设计把酒精检测报警装置与汽车点火装置联系在一起。通过压力传感器和酒精传感器采集信号，再通过ADC0809进行模数转换，最后利用51单片机在显示屏上显示。当酒精浓度达到法律规定的浓度时，蜂鸣器和LED将不断的进行鸣笛和闪烁。继电器将断开，汽车的点火装置将无法开启。相反地，继电器闭合，汽车点火装置将打开，可以正常行驶。

关键词：51单片机；压力传感器；酒精传感器

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

1 引言

近年来，伴随着我国社会经济的增长，汽车已经成为我国重要的交通工具。随之酒后驾车事故也成为我国交通事故的重要原因。为了避免交通悲劇的发生，一种能够有效地防止民众酒后驾驶的系统的出现就成了现实中的迫切要求。

2 总体设计方案

项目是由51单片机最小系统板做主控板，包括电源模块、传感器模[1]块、报警模块、液晶模块。传感器有酒精传感器、压力传感器。当司机发动汽车时， 报警系统采用酒精传感器探测气体信号进行检测。由于酒精含量与酒精传感器检测后产生的电压信号成特定的比例关系，因而可根据电压号进行酒精含量的判断。检测到的信号经过放大之后，通过8位ADC转换为数字信号，由单片机对此信号进行处理判断。假设酒精含量没有超标，LCD显示屏幕显示当前酒精浓度，控制继电器打开点火装置，汽车就可以启动；反之，蜂鸣器报警，同时检测指示灯亮，控制继电器切断点火装置电源，驾驶人员将无法启动汽车。为了确保检测来自于司机本人，避免其它乘客饮酒带来的干扰，在系统中同时加入压力传感器，使得在一定的吹气压力下系统才开始检测。

3 硬件电路设计

硬件电路分为电源模块、单片机最小系统模块、信号采集模块、酒精检测模块、气体压力检测模块、液晶显示模块、报警模块、继电器控制模块。

3.1 电源模块电路

整个系统通过充电宝来提供5V的电源，经过滤波电路对单片机进行供电。

3.2 信号采集电路

该模拟信号主要为酒精浓度信号和气流的压力信号，采集的模拟信号通过AD转换为数字信号，再通过单片机处理在LCD中显示。

3.3 传感器检测电路

本系统需要酒精传感器和压力传感器，我们采用的是ZYMQ-3气体传感器和压力传感器MPS1100。我们将传感器上得模拟信号输入口与单片机上的M0和M1相连接。

3.4 液晶显示电路

本系统使用的是12864液晶显示屏，与单片机串行方式连接。为了节约I/O口和画电路图时连线方便。

3.5 继电器控制电路

本系统采用的是5V的继电器，当酒精浓度低于酒驾浓度是继电器闭合，LED发光，汽车可以正常行驶。反之，继电器断开，不能打开汽车点火装置。

4 软件代码调试

系统开始调试，首先初始化，然后进入欢迎界面，再采集数据，再大循环中进行判断。若酒精没有超标，继电器闭合，汽车点火装置可以打开。反之，继电器断开，蜂鸣器鸣笛和LED不断闪烁，切断汽车点火装置，汽车无法正常行驶。

5 结论

本文针对防酒驾系统的设计，对模拟量的采集和处理，软件设计及其硬件电路设计做了充分的介绍。通过对硬件电路和软件的不断的修改，算法的优化，参数的调整，实现了对汽车的防酒驾的功能。在这个过程中，学会了对硬件电路的正确和快速的设计，对软件的调试和算法如何优化进行了基础的学习，为以后这方面的深入研究奠定基础。

参考文献：

[1]陈万志，刘建辉.基于CAN总线的汽车发动机智能电子控制器研究[J].辽宁工程技术大学学报，2004（S1）：204-205.

[2]段锐庆.基于单片机酒驾控制器的研究[J].电子质量，2013（06）：31-33.

[3]段富海.呼气式酒检技术及其防醉驾应用的发展综述[J].中国仪器仪表，2012（09）：36-41.