基于单片机的防酒驾检测系统设计研究

林小芳

（福建师范大学 光电与信息学院，福建 福州 350007）

0 引 言

随着社会的发展和人们生活水平的提高，私家车的普及为人们出行带来了极大便利，但也由此带来了一系列问题，如私家车无处停放交通拥堵等，为人们的生活、出行带来不便。同时还存在一些严重的问题，如酒驾，会造成人民生命财产的损失。为有效预防交通事故的发生，预防酒驾迫在眉睫。预防酒驾可以从严格立法，惩戒酒驾和大力宣传交通安全、提高人们的交通安全意识等角度出发，但从过往情况来看，由于人们通常都存在侥幸心理，因此酒驾行为难以从根本上杜绝。鉴于此，文中设计了主动式防酒驾检测系统，经验证，使用效果良好。

1 防酒驾系统的设计原理

防酒驾系统由感应装置、酒精检测仪、断电开关和报警器组成，能够自动判断汽车驾驶员从上车开始到准备开车这段时间内体内酒精浓度的情况，并给出相应的预警信号，预防驾车人员酒后开车[1-2]。防酒驾系统结构如图1所示。

图1 防酒驾系统结构

当汽车驾驶员坐上汽车时，感应装置启动，位于方向盘中央的酒精检测仪开始自动收集驾驶人员呼出的气体，检测其中的酒精浓度并与预设的阈值进行比较，如果检测值大于阈值，则系统发出警报，继电器自动切断汽车的打火装置。

根据国家质量监督检验检疫总局发布的《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验标准》可知，防酒驾检测系统酒精浓度阈值和警报等级的设定见表1所列[3-4]。

表1 酒精浓度阈值设定

2 防酒驾系统的硬件设计

防酒驾系统的硬件包含单片机、感应装置、酒精检测仪、报警装置、显示装置和继电器电路等，每一个模块的功能如下。

2.1 STC89C52RC单片机

STC89C52RC单片机是CTC公司出品的增强型产品，使用经典的MCS-51内核，经改进使得芯片具有传统51单片机不具备的功能，是一种低成本、低功耗、高性能、高稳定性的CMOS 8位微控制器。其本身自带RC时钟振荡电路可以在不接外部晶振的情况下使用。

2.2 感应装置

感应装置（压力传感器）安装在驾驶位置的下方，确认驾驶位置上有人后，触发酒精检测仪。

2.3 酒精检测仪

本系统采用MQ-3传感器作为酒精检测仪，该传感器具有良好的灵敏度，且寿命长、成本低、耐油烟和预热快，对乙醇气体十分敏感[5-8]。

当有人坐上驾驶位后，MQ-3传感器开始工作，收集驾驶员呼出的气体，得到0～5 V的模拟电压，通过A/D转换后与系统预设的阈值进行比较。如果未超标，则可启动汽车；如果超标，则发出警报，自动切断启动电源。

2.4 报警装置

报警装置分为灯光报警和声音报警两部分。当驾驶员酒精浓度未超过阈值时，报警指示灯为绿色，蜂鸣器处于静音状态，汽车正常启动；当酒精浓度超过阈值时，蜂鸣器发出报警声，LED指示灯红灯亮起并开始闪烁，提醒驾驶员目前已处于饮酒或醉酒状态，此时，继电器切断汽车电源，汽车无法启动。

2.5 LCD液晶显示电路

LCD1602为工业字符型液晶显示屏，成本低，质量好，稳定性高，可满足本系统实时显示酒精浓度值的要求[5]。

2.6 继电器电路

继电器电路是本系统的控制电路，用于制止驾驶员酒后开车的行为。当酒精检测仪获取的酒精浓度值超过阈值时，继电器电路会自动切断汽车的电源，从而达到预防驾驶人员饮酒开车的目的。

3 防酒驾系统的软件设计

酒驾检测系统的软件设计流程如图2所示[9-10]。

图2 防酒驾系统的软件设计流程

4 结 语

本文设计了基于单片机的酒驾检测系统，系统成本低、易实现、性能稳定、效果好，因此易于推广，可以有效预防因酒驾导致的交通事故，较好地保障了人们的出行安全与生命财产安全。