基于方向盤的智能防酒駕系統(tǒng)設(shè)計(jì)

姚昭昭 林翠

摘?要：本設(shè)計(jì)采用以單片機(jī)為核心的防酒駕系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動(dòng)檢測(cè)駕駛員汗液中的酒精濃度。若駕駛員酒精濃度大于預(yù)先設(shè)定的閾值，該裝置會(huì)立刻發(fā)出警報(bào)，同時(shí)由單片機(jī)控制通過(guò)繼電器切斷汽車啟動(dòng)系統(tǒng);若酒精濃度小于已設(shè)定閾值，則駕駛員可正常駕駛汽車。

關(guān)鍵詞：防酒駕系統(tǒng);方向盤;單片機(jī);汗液中酒精濃度;傳感器

1 說(shuō)明

隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展，人們的生活越來(lái)越好，私家車越來(lái)越多，酒后駕車現(xiàn)象也越來(lái)越多，導(dǎo)致交通事故頻頻發(fā)生，給人們的生活和生命安全帶來(lái)了巨大的傷害。在這種環(huán)境下，不斷探索防止酒后駕駛的方法，減少酒駕引發(fā)的交通事故數(shù)量變得至關(guān)重要。

酒駕檢測(cè)主要有手持式酒精測(cè)試儀、頂空氣相色譜儀血液乙醇檢測(cè)和車載檢測(cè)三種方法，前兩種方法都不能實(shí)現(xiàn)持續(xù)檢測(cè)和控制，因此車載檢測(cè)研究成為酒駕檢測(cè)的重要部分。酒精檢測(cè)裝置大多是將駕駛員的呼出氣體通過(guò)氣體傳感器進(jìn)行酒精濃度檢測(cè)，轉(zhuǎn)化成電信號(hào)傳遞到汽車的控制系統(tǒng)，然后控制系統(tǒng)按照結(jié)果做出反應(yīng)，但是這種方法存在著一些不足：（1）當(dāng)前車載檢測(cè)系統(tǒng)不能隨時(shí)隨地、持續(xù)監(jiān)測(cè)和控制;（2）當(dāng)前車載檢測(cè)系統(tǒng)僅依賴空氣檢測(cè)酒精濃度，而空氣是流通的，駕駛位的酒精濃度容易受到乘客影響，無(wú)法準(zhǔn)確識(shí)別駕駛員飲酒還是乘客飲酒。

本設(shè)計(jì)根據(jù)駕駛員酒后駕駛的特征分析，通過(guò)對(duì)方向盤進(jìn)行改造設(shè)計(jì)，提出駕駛位酒駕檢測(cè)方法及系統(tǒng)，從而避免醉酒乘客對(duì)檢測(cè)效果的影響，同時(shí)減少因酒駕而引起的交通事故的發(fā)生。

2 設(shè)計(jì)原理

將裝置安裝于方向盤上，當(dāng)駕駛員手握方向盤時(shí)，酒精檢測(cè)裝置就會(huì)啟動(dòng)，通過(guò)汗液來(lái)檢測(cè)酒精濃度，駕駛員手指一般情況下會(huì)分泌微量汗液[1]，可得到相應(yīng)的電壓信號(hào)。若駕駛員飲酒，他的汗液中酒精濃度會(huì)上升，傳感器探測(cè)汗液中酒精濃度后，會(huì)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，將此信號(hào)輸送給單片機(jī)[2]，將酒精濃度值與已設(shè)定的閾值進(jìn)行比較，若大于設(shè)定的閾值，單片機(jī)控制系統(tǒng)會(huì)立即切斷汽車啟動(dòng)系統(tǒng)，同時(shí)LED燈亮起，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào);若小于設(shè)定的閾值，則駕駛員可發(fā)動(dòng)汽車正常駕駛。

3 設(shè)計(jì)思路[4]

4 硬件設(shè)備

4.1 酒檢模塊

酒檢模塊主要包括汗液傳感器、皮膚傳感器、溫度傳感器和濕度傳感器。本裝置中的濕度傳感器采用HiH3610，溫度傳感器采用DS18B20。

同時(shí)為預(yù)防檢測(cè)時(shí)駕駛員的汗液不足，影響測(cè)量結(jié)果，可以在裝置上安裝電熱片和卡巴膽堿，來(lái)促進(jìn)汗液排出，酒精揮發(fā)，增強(qiáng)檢測(cè)精度[3]。

4.2 STC89C52單片機(jī)

作為本系統(tǒng)的核心，是高性能的CMOS8位微控制器[4]，負(fù)責(zé)接收A/D轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)并與閾值進(jìn)行比較。

4.3 A/D轉(zhuǎn)換器

由于單片機(jī)只能識(shí)別數(shù)字信號(hào)，而傳感器輸出的是電壓信號(hào)，只有A/D轉(zhuǎn)換器將電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，才可以被單片機(jī)處理[2]。

5 模塊設(shè)計(jì)

5.1 關(guān)于信號(hào)顯示模塊設(shè)計(jì)

采用LED顯示屏來(lái)進(jìn)行顯示。單片機(jī)計(jì)算后所得酒精濃度數(shù)值發(fā)送給LED顯示屏。

5.2 關(guān)于信號(hào)警報(bào)模塊設(shè)計(jì)

采用蜂鳴器進(jìn)行報(bào)警。當(dāng)所測(cè)酒精濃度數(shù)值超過(guò)閾值時(shí)會(huì)觸發(fā)報(bào)警裝置，蜂鳴器會(huì)發(fā)出警報(bào)。

5.3 關(guān)于車輛控制模塊設(shè)計(jì)

當(dāng)駕駛員手握方向盤時(shí)，酒精傳感器會(huì)啟動(dòng)，檢測(cè)駕駛員汗液中的酒精含量，所得的電壓信號(hào)通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)并發(fā)送給單片機(jī)，單片機(jī)通過(guò)處理得出酒精含量數(shù)值，并與已設(shè)定酒精含量閾值進(jìn)行比較，如果該數(shù)值低于閾值，則汽車正常啟動(dòng)，如果該數(shù)值高于閾值，則車輛控制模塊啟動(dòng)，切斷汽車啟動(dòng)系統(tǒng)并發(fā)出警報(bào)[5]。

6 結(jié)論

本文設(shè)計(jì)了一種基于單片機(jī)的汽車防酒駕控制系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)駕駛員汗液的酒精濃度檢測(cè)來(lái)判斷駕駛員是否酒駕。當(dāng)檢測(cè)到酒精濃度超標(biāo)時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警并通過(guò)繼電器切斷汽車啟動(dòng)系統(tǒng)，禁止汽車啟動(dòng)[6]。從車輛本身入手，將本系統(tǒng)安裝在方向盤上，可以避免酒醉的乘客對(duì)檢測(cè)結(jié)果的影響，同時(shí)能夠有效遏止酒駕行為的發(fā)生，從而大大減少因酒駕引起的交通事故數(shù)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]彭華海.酒后駕駛檢測(cè)技術(shù)和預(yù)防酒駕技術(shù)的研究現(xiàn)狀探究[J].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)化，2019（06）：182183.

[2]崔素麗.基于單片機(jī)的智能防酒駕系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2019（12）：140141+159.

[3]赫英鳳.基于GSM的汗液式防醉駕裝置[J].忻州師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2017，33（05）：3133+38.

[4]路紅陽(yáng)，隋志鵬，柳明麗.新型智能防酒后駕駛控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].科技風(fēng)，2020（04）：19.

[5]牛強(qiáng).以單片機(jī)為核心的車內(nèi)車載的智能防酒駕裝置設(shè)計(jì)研究[J].科技與創(chuàng)新，2019（03）：114115.

[6]金韋利，張赟寧，姜禮華.基于單片機(jī)的防酒駕控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].傳感器與微系統(tǒng)，2019，38（10）：9697+101.