基于STM32单片机的车载酒精监控系统

李东朔 陈玉玲* 沈阳工学院

1 背景简介

早在1936 年，挪威就颁布了0.05%(g/ml)的血液酒精浓度（Blood alcohol concentration；BAC）为酒后驾车的标准[1]。一项路边调查显示（单车严重事故）：BAC 每增加0.02%(g/ml)，致死性碰撞事故增加近2 倍；BAC 为0.05%-0.09% 时：致死性碰撞事故的危险性至少9倍于BAC为 0的驾驶员。死亡单车事故中，BAC为0.05%-0.09% 的驾驶员 11 倍于BAC 为0 的驾驶员。世界各国中，在英国：7个事故死亡者中有1个与酒精有关；在荷兰：12个事故死亡者中有1个与酒精有关；在日本：20个事故死亡者中有1个与酒精有关；在德国：6个事故死亡者中有1个与酒精有关；在加拿大：43.5%的死亡事故与酒精有关；在美国：绝大部分州的法定BAC 是0.1%；在法国：6 个事故死亡者中有1个与酒精有关；在瑞典、芬兰：25%-29% 的严重损伤事故与酒精有关[2]。此外，在英国：25%至49%的严重损伤事故与酒精有关；在加拿大、美国：43%-63% 严重损伤事故与酒精有关。因此酒后驾车的监测对居民的人身及财产安全就显得必不可少。设计一款基于单片机车载酒驾检测系统就具有强烈的现实意义和一定的商业前景。

2 硬件设计

车载酒精监控系统主要是由键盘输入、传感器采集模块、液晶显示模块、报警模块和CPU处理模块等组成，整个系统的原理框如图1所示。

图1 酒精检测控制系统原理框图

由图1可以看出，传感器模块与单片机的A/D通道进行连接，可以简化模拟采集的设计，从而减小设计的复杂性，增加系统的可靠性，也同时减小了PCB的面积。键盘输入模块是通过单片机的内置AD口来实现的，由于内置AD口具有中断功能，所以实现起来非常容易，并且也非常适合软件编程。电源及复位模块主要是为整个系统提供可靠的电源，另外考虑到系统工作需要有复位功能，因此也为系统提供复位信号。报警模块主要是单片机在检测到报警条件时，发出报警信号，从而驱动语音芯片实现报警功能。显示模块主要是为了得到实时，动态的数据。

MS430单片机是一个16位的，具有集成度高，功能丰富，功耗低等技术特点的混合型单片机。由于它具有极低的功耗，丰富的片内外设和方便灵活的开发手段，受到国内外广大科技人员的欢迎。本次设计中完成了单片机最小系统的设计，有复位电路，RTC时钟电路设计、主时钟电路设计，保证控制系统更好完成控制任务。

MQ-3酒精传感器的加热电阻的供电方式为5V直流稳压电源，在使用前应当用电阻丝对敏感体电阻进行预热，一般1-2分钟即可。电路通过MQ-3传感器将非电量转换成电量，再通过A/D0832转换器把接收到的模拟信号转换为单片机可识别的数字信号，从而单片机可根据接收到的信号进行数据分析及一系列动作处理。

同时电路中设置报警电路，A/D0832模数转换器将数字信号传送给单片机，单片机接收到的信号进行分析处理。如果系统检测出开车人员呼出气体中酒精浓度超过规定值，系统会通过驱动蜂鸣器工作，使其发出报警。

3 结论

该系统是一款基于STM32单片机的超低功耗酒精检测控制系统[3]。系统具有移植性好，操作简单，相应速度快成本低等特点。适合经济型家用小型车辆使用。可以从技术角度进一步杜绝酒驾的产生。系统通过电路设计，软件编程并在Proteus软件的ISIS模块中进行仿真,验证了本设计的系统功能完善，可靠。当然也存在一些不足,例酒精浓度的检测需要更精确的传感设备。

[1]丁舒平，余同进.道路交通事故的间接成因分析[J].公路交通科技，2009（3）：169.

[2]岳睿.警用呼气式酒精传感器的研究进展[J].化学传感器，2006（9）:7～8.