基于单片机的防酒后驾驶控制装置的研究

孔德鹏 彭靳 何泽宇 丁时艳 王雨晴

【摘 要】近年来，随着我国社会经济的快速发展，交通行业技术水平快速提高，使得汽车保有量迅速提升，而汽车的广泛应用在给人们带来便利出行的同时也带来了较多的安全事故。例如违规驾驶、无照驾驶以及酒后驾驶等驾驶员违规操作所造成的安全隐患为人们的财产安全以及生命安全造成了十分严重的影响。而与其他发达国家相比，我国公路运输业在快速发展的过程中面临着更加严峻的考研。而其中由于驾驶员酒后驾车以及违规驾驶等违法操作将导致交通事故发生概率提高。而本文在针对防酒驾技术进行研究的过程中使用单片机设计一种防酒后驾驶控制装置，可对司机所呼气的酒精浓度进行详细检测，针对其检测内容来采取相应的控制措施。

【关键词】单片机；防酒后驾驶；控制装置

现如今，随着我国社会经济的快速发展，导致人们的生活质量水平得到了飞速提高，而越来越多的人拥有了属于自己的汽车。根据相关组织对各项交通事故进行详细调查后，发现导致交通事故的主要原因便是酒后驾驶。据调查，驾驶员酒后驾驶发生交通事故的概率为不喝酒情况下的十几倍，而大多驾驶员在酒后驾驶的过程中具有侥幸心理，过于相信自身的驾驶水平，这种现象往往会造成相应的交通事故。因此针对以上问题交警人员可使用酒精检测仪来检查驾驶员是否饮酒，但这种方式无法每时每刻的对驾驶员进行检查，不能起到事前制止的作用。而本文研究了一种基于单片机的防酒后驾驶控制装置，可判断驾驶员的饮酒情况，从而对汽车启动电源进行切断，起到提前预防的作用。

一、课题研究意义

近年来，随着我国社会经济的快速发展以及全球汽车制造业的快速发展，使得全球人们的汽车拥有量快速上涨。而随着人们汽车保有量的上升，由汽车所导致的交通事故数量也在上升，现如今全球每年约有一百二十万人死于交通事故中，并且受伤者可达到五千万人，由于交通事故发生所导致的经济损失每年可达到五千亿美元以上，因此道路安全问题逐渐成为全球迫切想要解决的首要难题。而在现有的交通事故中，由酒后驾驶所导致的交通事故占所有交通事故中的很大一部分比例。酒后驾车就像一枚定时炸弹，随时都会爆炸发生危险，从而对每一位交通参与者造成无法磨灭的伤害，因此酒后驾驶对人们的日常生活以及工作造成了十分严重的影响。但目前我国对于酒后驾车的程度力度较低，在没有造成伤亡事故的前提下仅仅对驾驶员进行十五天的拘留处罚，这种处罚力度无法引起驾驶员对酒后驾车的重视，因此还是有一部分驾驶员知法犯法。据调查研究发现，酒精对驾驶员所造成的影响可提现在以下几个方面。首先，酒精可对人们的中枢神经系统造成麻醉，时期出现功能不协调、反应迟钝以及功能失调等现象，驾驶员在饮酒后的操作能力以及判断能力出现了明显的下降现象，这是由于酒精可降低驾驶能力以及认知能力，并对画面、图像、声音以及光等因素的反应时间提高，导致眼睛与手脚之间的配合出现障碍，从而无法对车距以及车速进行有效判断。其次，酒精将导致驾驶员的意识出现模糊，分散以及减弱其注意力。而驾驶员在饮酒后无法集中注意力，较为容易出现视野模糊以及视野范围缩小等现象，无法对危险情况进行有效判断。第三，驾驶员在饮酒后可降低人们的危险感受，其触觉敏感度不高，过高估计自身的能力，从而无法发现已知的危险情况。随后驾驶员在饮酒后往往会出现危险驾驶的行为，例如超速驾驶等，将导致安全事故发生概率提高。因此虽然酒后驾驶存在较大的安全事故发生几率，但大多驾驶员对酒后驾驶存在一定认知不足，对自身技术盲目自信，没有充分认识到酒后驾驶的危害性。而根据以上问题可开发一种防酒后驾驶装置，可帮助司机安全驾驶，从而构建和谐以及安全的交通环境。

二、基于单片机的防酒后驾驶控制装置的研究

（一）硬件系统开发

本方酒后驾驶控制装置在对硬件系统进行开发的过程中主要使用了继电器、LCD、STC89C52、A/D芯片以及酒精传感器模块。第一，驾驶员在呼入气体的过程中如果带有酒精，那么将通过酒精传感电路将其气体转变为电压信号，并对其进行处理，随后传入A/D芯片中去，接着将A/D芯片中的数据信息传入单片机中。单片机这时可对传达过来的数据信息进行判断，来对驾驶员的就和驾驶情况进行分析，从而额对继电器以及控制报警系统进行操作，使其闭合，从而起到控制汽车电源启动的现象。

（二）电源设计开发

本防酒后驾驶系统属于车载检测装置，因此在对其进行设计的过程中使用了车辆蓄电池对其进行供电。现如今所使用的车载蓄电池具有24V车载蓄电池以及12V车载蓄电池两种。但本防酒后驾驶系统在正常运行的过程中需要的电压为5V，因此应对车载电源进行设计并开发。而本系统所使用的为LM2575系列的集成稳压芯片，这种芯片在应用过程中需要数量较少的外围元件，便可组成一種高效率的稳压电路。而在此稳压芯片内部拥有十分完善的保护电路，这种直流稳压转换芯片具有较高的可靠性以及方便性。

（三）酒精传感器研究开发

在对酒精传感器进行选择的过程中，应对其抗腐蚀性、选择性、灵敏性以及稳定进行进行综合考虑分析。而本防酒后驾驶系统在设计过程中使用了MQ-3气体传感器，这种传感器可对驾驶员呼出气体中含有的酒精进行检测并采集，可有效得知其酒精含有浓度。与此同时，MQ-3酒精传感器可看做使气敏传感器的范畴中，具有稳定性较高、可靠性较强、使用寿命长、选择性好以及灵敏度较高的有点。而MQ-3酒精传感器具有SnQ2敏感层以及微型AL2O3陶瓷管。一些由加热器以及测量电极所组成的敏感元件将在不锈钢腔体以及塑料内进行固定，而气敏元件在正常运行的过程中可使用加热器来提供相应的工作条件。与此同时，有两部分标准回路可构成该传感器。首先为加热回路，其次为信号输出回路。这种回路可对该传感器表面电阻所发生的变化进行反映。而传感器表面电阻在发生变化后，可使用与其相串联的负载电阻中的电压信号进行输出。而MQ-3气体传感器在工作的过程中可将驾驶员呼出气体中的酒精浓度信息转变为相应的模拟电信号，因此在其运行的过程中需要放大处理其微弱的模拟信号。

三、结语

近年来，随着我国社会经济的快速发展导致人们的生活质量水平不断上升。而汽车制造业的快速发展使得汽车产量越来越高。目前越来越多的人们拥有了属于自己的汽车。汽车数量增多的同时也导致了交通事故的频繁发生。而在现有的交通事故中酒后驾驶成为其事故发生的主要原因。本文设计并开发了一种全新的防酒后驾驶控制装置，其硬件电路结构较为简单，因此使用十分方便，可满足人们的基本使用要求，确保其行车安全。

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