基于單片機(jī)的防酒駕檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

林小芳

（福建師范大學(xué) 光電與信息學(xué)院，福建 福州 350007）

0 引 言

隨著社會(huì)的發(fā)展和人們生活水平的提高，私家車(chē)的普及為人們出行帶來(lái)了極大便利，但也由此帶來(lái)了一系列問(wèn)題，如私家車(chē)無(wú)處停放交通擁堵等，為人們的生活、出行帶來(lái)不便。同時(shí)還存在一些嚴(yán)重的問(wèn)題，如酒駕，會(huì)造成人民生命財(cái)產(chǎn)的損失。為有效預(yù)防交通事故的發(fā)生，預(yù)防酒駕迫在眉睫。預(yù)防酒駕可以從嚴(yán)格立法，懲戒酒駕和大力宣傳交通安全、提高人們的交通安全意識(shí)等角度出發(fā)，但從過(guò)往情況來(lái)看，由于人們通常都存在僥幸心理，因此酒駕行為難以從根本上杜絕。鑒于此，文中設(shè)計(jì)了主動(dòng)式防酒駕檢測(cè)系統(tǒng)，經(jīng)驗(yàn)證，使用效果良好。

1 防酒駕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原理

防酒駕系統(tǒng)由感應(yīng)裝置、酒精檢測(cè)儀、斷電開(kāi)關(guān)和報(bào)警器組成，能夠自動(dòng)判斷汽車(chē)駕駛員從上車(chē)開(kāi)始到準(zhǔn)備開(kāi)車(chē)這段時(shí)間內(nèi)體內(nèi)酒精濃度的情況，并給出相應(yīng)的預(yù)警信號(hào)，預(yù)防駕車(chē)人員酒后開(kāi)車(chē)[1-2]。防酒駕系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 防酒駕系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

當(dāng)汽車(chē)駕駛員坐上汽車(chē)時(shí)，感應(yīng)裝置啟動(dòng)，位于方向盤(pán)中央的酒精檢測(cè)儀開(kāi)始自動(dòng)收集駕駛?cè)藛T呼出的氣體，檢測(cè)其中的酒精濃度并與預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較，如果檢測(cè)值大于閾值，則系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，繼電器自動(dòng)切斷汽車(chē)的打火裝置。

根據(jù)國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局發(fā)布的《車(chē)輛駕駛?cè)藛T血液、呼氣酒精含量閾值與檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)》可知，防酒駕檢測(cè)系統(tǒng)酒精濃度閾值和警報(bào)等級(jí)的設(shè)定見(jiàn)表1所列[3-4]。

表1 酒精濃度閾值設(shè)定

2 防酒駕系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)

防酒駕系統(tǒng)的硬件包含單片機(jī)、感應(yīng)裝置、酒精檢測(cè)儀、報(bào)警裝置、顯示裝置和繼電器電路等，每一個(gè)模塊的功能如下。

2.1 STC89C52RC單片機(jī)

STC89C52RC單片機(jī)是CTC公司出品的增強(qiáng)型產(chǎn)品，使用經(jīng)典的MCS-51內(nèi)核，經(jīng)改進(jìn)使得芯片具有傳統(tǒng)51單片機(jī)不具備的功能，是一種低成本、低功耗、高性能、高穩(wěn)定性的CMOS 8位微控制器。其本身自帶RC時(shí)鐘振蕩電路可以在不接外部晶振的情況下使用。

2.2 感應(yīng)裝置

感應(yīng)裝置（壓力傳感器）安裝在駕駛位置的下方，確認(rèn)駕駛位置上有人后，觸發(fā)酒精檢測(cè)儀。

2.3 酒精檢測(cè)儀

本系統(tǒng)采用MQ-3傳感器作為酒精檢測(cè)儀，該傳感器具有良好的靈敏度，且壽命長(zhǎng)、成本低、耐油煙和預(yù)熱快，對(duì)乙醇?xì)怏w十分敏感[5-8]。

當(dāng)有人坐上駕駛位后，MQ-3傳感器開(kāi)始工作，收集駕駛員呼出的氣體，得到0～5 V的模擬電壓，通過(guò)A/D轉(zhuǎn)換后與系統(tǒng)預(yù)設(shè)的閾值進(jìn)行比較。如果未超標(biāo)，則可啟動(dòng)汽車(chē)；如果超標(biāo)，則發(fā)出警報(bào)，自動(dòng)切斷啟動(dòng)電源。

2.4 報(bào)警裝置

報(bào)警裝置分為燈光報(bào)警和聲音報(bào)警兩部分。當(dāng)駕駛員酒精濃度未超過(guò)閾值時(shí)，報(bào)警指示燈為綠色，蜂鳴器處于靜音狀態(tài)，汽車(chē)正常啟動(dòng)；當(dāng)酒精濃度超過(guò)閾值時(shí)，蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，LED指示燈紅燈亮起并開(kāi)始閃爍，提醒駕駛員目前已處于飲酒或醉酒狀態(tài)，此時(shí)，繼電器切斷汽車(chē)電源，汽車(chē)無(wú)法啟動(dòng)。

2.5 LCD液晶顯示電路

LCD1602為工業(yè)字符型液晶顯示屏，成本低，質(zhì)量好，穩(wěn)定性高，可滿足本系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示酒精濃度值的要求[5]。

2.6 繼電器電路

繼電器電路是本系統(tǒng)的控制電路，用于制止駕駛員酒后開(kāi)車(chē)的行為。當(dāng)酒精檢測(cè)儀獲取的酒精濃度值超過(guò)閾值時(shí)，繼電器電路會(huì)自動(dòng)切斷汽車(chē)的電源，從而達(dá)到預(yù)防駕駛?cè)藛T飲酒開(kāi)車(chē)的目的。

3 防酒駕系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)

酒駕檢測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程如圖2所示[9-10]。

圖2 防酒駕系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)流程

4 結(jié) 語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了基于單片機(jī)的酒駕檢測(cè)系統(tǒng)，系統(tǒng)成本低、易實(shí)現(xiàn)、性能穩(wěn)定、效果好，因此易于推廣，可以有效預(yù)防因酒駕導(dǎo)致的交通事故，較好地保障了人們的出行安全與生命財(cái)產(chǎn)安全。