汽车语音——酒检防酒驾自动闭锁控制系统设计

引言：针对酒驾引发交通事故造成人员伤亡已经成为国内外死亡率极高的事故，因此如何从源头切断酒驾值得我们深思。本文主要运用单片机的A/D转换电路进行转换与信号传导，结合继电器信号转换与闭锁电路等功能，以达到闭锁汽车的目的。依据语音识别技术和传统气体酒精检测技术相结合提高酒检的准确性，运用语音识别技术定位到具体酒驾者，从而区别车内酒驾人员。

1.前言

现今，中国汽车保有量越来越多，“汽车社会”所引发的交通事故越发频繁，而酒后驾车又是这一事故发生的最主要原因。因此，如何避免酒驾迫在眉睫。传统的单一呼气式酒精检测仪，不但精确度低，而且耗费大量人力物力，于是设计制造一款高精度、机器智能化的酒精检测仪是十分必要的。所以我们设计了一款基于单片机的汽车语音识别——酒精检测防酒驾自动闭锁控制系统。以达到有效的预防酒驾、从源头自动闭锁汽车切断酒驾的目的。车内安装的酒精传感器会时刻检测车内的酒精含量，并且判断含量是否正常，及时反馈给语音识别系统，对司机进行提示和预警。语音识别系统，呼气式酒精检测系统，单片器，继电器等联合作业。当酒精含量大于或者等于80mg/100ml时，及时进行语音提示，并自动闭锁汽车。减轻人力负担，从源头切断酒驾。保障人民人身安全。

2.系统设计

防酒驾系统由硬件电路和软件编程两部分构成。

硬件电路由酒精信号检测模块电路、A / D模数转换电路、主从单片机控制电路、语音识别模块、报警模块电路、显示模块电路、GPS定位模块电路。软件编程采用C51语言编写，模块化程序设计，主要包括AT89系列主从单片机上的程序设计。系统框图如图1所示。

车内安装的MQ3酒精传感器会时刻检测车内的酒精含量，含量正常时，ISD1420语音芯片语音识别模块将提示你车内的酒精含量正常，并提示司机系上安全带，保持车距，安全出行。当车内的酒精含量大于或者等于80mg/100ml时，语音将提示司机酒精含量超标，请勿驾驶，并且立即启动继电器模块自动闭锁汽车，进行后续检验。汽车自动启动驾驶座上方和周围的MQ3呼气式酒精传感器，检验司机周围酒精浓度。并且语音提示要求司机对准方向盘上安装的MQ3呼气式酒精检测仪呼气，随后ISD1420语音系统开始与司机对话，辨别司机是否语无伦次。若这一系列检验结束后证明并非司机酒驾，而是车内乘客酒驾，则继电器解除自动闭锁。否则继电器保持闭锁状态，并且ISD1420语音识别系统自动给司机家属及附近公安局致电。说明司机酒精浓度超标，要求管制。若司机下车或交换司机，使车内酒精浓度发生变化，则重新检测，重复上述过程。从而从源头切断酒驾。

图1 系统框图

MQ3酒精测试仪实际上是由酒精气体传感器（相当于随酒精气体浓度变化的变阻器）与一个定值电阻及一个电压表或电流表组成。原理图如图2所示。

图2 酒精气体传感器原理图

在该系统中的系统硬件主要有语音报警显示控制模块、信息处理模块与酒精浓度检测模块三种。在整个系统硬件中还含有完整的酒精浓度测控系统的关键零件即AT89系列单片机。由于汽车内部空间位置有限，所以使用的电路要保证最小化，用最简单的电路达到最精良的效果。在该系统内部使用的软件设计主要有存储记录、报警显示制动、多传感器数据融合与酒精浓度检测等。通过以上测试即可得出驾驶员是否酒驾，从而从源头阻止酒驾。

在该系统中的系统硬件主要有语音报警显示控制模块、信息处理模块与酒精浓度检测模块三种。在整个系统硬件中还含有完整的酒精浓度测控系统的关键零件即AT89系列单片机。由于汽车内部空间位置有限，所以使用的电路要保证最小化，用最简单的电路达到最精良的效果。在该系统内部使用的软件设计主要有存储记录、报警显示制动、多传感器数据融合与酒精浓度检测等。系统原理图框架，如图3所示。

图3 系统原理图框架

通过以上测试即可得出驾驶员是否酒驾，从而从源头阻止酒驾。

3.系统调试

该系统调试包括两个方面，硬件调试和软件调试。硬件调试主要检测电路的焊接是否正确，然后检测是否有短路或断路。软件调试主要包括调试程序。

软件程序调试合格后进行硬件调试。硬件调试采用模块化方案，将调试好的程序输入到各目标板块上分块进行调试，各分块均合格后再整合到一起进行整体调试。调试工作按照：单片机最小系统检测；用单片机控制A / D转换器的采集；用单片机控制继电器读取数据；用单片机接收GPS信息并处理；1602LCD显示模块；单片机控制语音识别模块正常录放、及拨打电话；总体电路连接，整体调试；对酒精采集的精确度进行分析计算；测试系统整体性能的步骤进行。

经测试该系统在实时测检测酒精含量的同时能依据所测得的含量与酒驾标准酒精含量相对比，并且进行语音报警，并且通过GPS定位，经语音识别模块把具体的地理位置和驾驶员酒驾情况以电话的形式告知其家属、警方及代驾。这样不仅能有效地降低酒驾的危险而且能及时得到远程帮助，与此同时，系统的1602LCD显示屏实时显示经纬度和酒精含量及状态提示，并且进行语音警功能，应用的前景广阔。

4.结束语

本文所设计的是基于AT89系列单片机控制的汽车语音——酒检防酒驾自动闭锁控制系统，能够准确测得驾驶员呼出气体的酒精浓度，并能够智能控制车辆，结构简单，使用方便，节省人力物力。当驾驶员呼出气体酒精含量超过系统预设标准时，继电器便会自动切断汽车引擎电源，以便减少交通事故的发生，从而创造出和谐的交通环境。