酒精测试仪启车控制器

文/李建波 李跃鹏 于得海 尚李伟

随着共享理念的发展，共享汽车也逐渐融入了人们的生活。因缺少监管，酒后驾驶共享汽车的事件时有发生，造成了一定的社会危害。本项目旨在提供一种基于共享汽车的酒精测试仪启车控制器，能在驾驶人启动车辆前，对驾驶人进行酒精度检测，如果驾驶人饮酒，则禁止其启动车辆，从而避免了酒驾事件的发生，对杜绝酒后驾驶共享汽车的问题起到了积极作用；同时酒精测试仪启车控制器首次将共享汽车驾驶和酒精度强制按标准流程检测相结合，能有效地杜绝酒驾现象，提高了共享汽车使用的安全性，借助于共享汽车和新能源汽车发展的契机，符合国家新能源产业发展政策，利于推广，对创建平安中国起到了积极的促进作用。

1 方案设计

酒精检测仪启车控制器主要由数据采集模块、数据处理模块、数据显示模块、数据存储模块等几部分构成。数据采集模块使用MQ-3酒精传感器对酒精测试仪启车控制器的电压电流进行采集，使用高精度的ADC0832A/D转换器将采集结果交给数据处理器进行处理，采用AT89C51对采集的数据进行分析并发送到LED1602显示屏和数据存储模块。酒精检测时只需要按照酒精浓度检测仪上指示灯的指令执行即可。选择测量酒精的浓度，输入酒精检测仪的基本参数（正常电压电流的输出范围、允许测量误差）仪器会自动判断车辆是否启动。根据国家标准判定酒后驾车的酒精浓度为20mg/100ml。因此酒精检测仪启车控制器的结构图如图1所示。

硬件系统是基于MQ-3酒精气体传感器和高精度ADC0832的采集设备、基于AT89C51单片机的数据采集处理模块和LED1602显示屏的显示设备等组成。AT89C51单片机的数据采集处理模块指令简单、易学易懂、外围电路简单、io口操作简单、无方向寄存器、资源丰富、一般设计足够用了，价格便宜、容易购买，资料丰富容易查到，程序烧写简单。

软件开发环境选择Keil在AT89C51基础上编写了数据采集及处理、LED1602液晶显示等几部分。首先进行数据采集通过ADC0832传输给ATC89C51单片机，然后单片机同时进行数据处理、液晶显示。若显示的酒精浓度小于规定值，汽车发动机就进入工作状态。

图1

图2

图3

图4：传感器在不同浓度的乙醇的气氛中对应的Vrl值

酒精浓度检测仪内置距离传感器和流量传感器，在面板上配置三个LED指示灯：浓度检测时，要求受检者按着开关按钮，对应指示灯点亮，此时可以进行吹气操作；同时启动摄像头拍照，受检者贴近检测仪，距离小于设定值，距离指示灯点亮，此时吹气距离符合要求；受检者大力吹气，经流量传感器检测吹气是否符合要求，相应指示灯点亮；如若上述指示灯有未点亮的情况，受检者可以依据指示灯提示进行调整。

酒精检测仪启车控制器中数据采集模块的酒精气体传感器MQ-3在启动时需要预热，所以我们在启动设备后需要稍等几分钟才能进行酒精检测，否则将影响实验结果。

2 酒精气体传感器的特性曲线

为了判断MQ-3传感器是否符合酒精启车控制器的要求我们进行了以下几个实验，并将实验关系图画在下方。

（1）测定传感器温度、湿度特性曲线实验，目的是测定该传感器在不同温度、不同的相对湿度下的电阻比，以判断输出结果是否正确。

图2中纵坐标是传感器的电阻比，Rs表示在含125ppm乙醇、不同温/湿度下传感器的电阻值；R55表示在125ppm乙醇、20摄氏度/55%RH环境条件下传感器的电阻值；

横坐标是传感器所处的环境温度。

（2）测定传感器长期稳定性曲线的实验，目的是证明该酒精启车控制器在使用时的稳定性，以减少因启车控制器的误判带来的不便。

图3中所有测试都是在标准试验条件下完成，横坐标为观察时间，纵坐标为Vrl值。

3 酒精浓度与电压Vrl的关系曲线

如图4，该曲线的得出与我们小组成员计算的结果相差不大，为该产品以后运用到实际生活中奠定了基础。

4 结论

本文以AT89C51单片机为核心，设计了基于共享汽车的酒精检测仪启车控制器，解决了之前设计的车载酒精检测系统过于单一、测量结果不太准确的问题，提高了检测精度，实验证明本文设计的基于AT89C51的酒精检测仪启车控制器数据符合要求，数据处理方便，使用效果较好。