以单片机为核心的车内车载的智能防酒驾装置设计研究

牛强



以单片机为核心的车内车载的智能防酒驾装置设计研究

牛强

（揭阳市综合中等专业学校，广东 揭阳 522000）

经济的快速发展使汽车走入千家万户，成为我们日常出行的重要交通工具，但它在给我们的生活提供便利的同时也给我们的生命和财产安全造成一定程度的威胁，而其中酒驾就是导致交通事故的一个极为重要的因素，而且这个现象还屡禁不止。因此，为保障我们的出行安全，防止人们酒驾，设计出一种以单片机为核心的车载智能防酒驾装置是非常必要的。

单机片；车内车载；智能防酒驾装置；模块设计

据世界卫生组织的数据统计显示，全球每年死于交通事故的人数达120万之多，而且其中有60万以上都是死于酒后驾驶引发的交通事故，也就是说平均每60 s就会有1～2人死于酒后驾驶的交通事故中，这个数字令人触目惊心。如今，世界卫生组织列已经将其列为车祸致死的第一大“马路杀手”[1]。因此，国家尤其重视酒后驾驶的防治工作，许多汽车科技公司也开始积极研究智能防酒驾车载系统，从技术上降低醉驾事故的发生概率。

1 智能防酒驾车载装置设计原理

通常智能防酒驾车载装置是以酒精检测为主要设计思路展开设计的，先由传感器采集空气中的酒精浓度并进行检测，然后通过转换器转换各个区域的酒精浓度电压进行线性化处理，经过A/D转换将其采集到的模拟性信号传给单片机控制器，由单片机进行计算和处理，并根据计算结果发出控制信号给液晶显示屏和酒精检测报警器，通过报警器的声音和显示屏的文字来提醒驾驶者的状态是否已经属于酒驾。

2 以单片机为核心的车载智能防酒驾装置具体设计分析

2.1 设计思路

根据前文中提到的装置设计原理，笔者理出大致的设计思路，这个以单片机为核心车的载智能防酒驾装置系统主要分为两个部分，即软件系统部分与硬件系统部分，详细组成部分如图1所示[2]。

2.2 设备选择

设备选择首先应该考虑酒精传感器的精准性和灵敏性，以便其能对车内的酒精浓度做出准确及时的检测和判断。人体红外感应器主要是用来区分驾驶员的位置，应该具有良好的感应能力。在显示屏的选择上应该要求其分辨率高，并在文字提示的基础上带有语音提示功能。最为关键的部分是在单片机的选择上一定要选择性能和质量良好的产品，如ATmega18单片机就是不错的选择。

图1 单片机为核心车载智能防酒驾装置系统设计思路

2.3 系统硬件方面的设计

2.3.1 关于人体感应的模块设计

当有人进入到防酒驾系统人体感应模块所涉及的区域中时，它的红外感应装置就会启动，以判断是否有人进入车辆驾驶员区域。然后经由MQ-3酒精传感器对该区域中的空气进行采集和检测，以判断驾驶区域的人员是否饮用过酒精类产品。同时人体红外感应模块与核心的单片机模块相连，以便单片机控制器及时接收到人体红外感应器发出的信号并迅速做出反应和处理。

2.3.2 关于信号采集的模块设计

在信号采集的模块设计中，设计者在MQ-3加热电阻的两端分别接上直流为5 V的稳压电源，然后进行通电，让电阻丝对敏感体电阻进行加热。A/D0832转换器会将MQ-3的阻值及其输出电压状态变化转化成数字信号，并将这些数字信号交给单片机控制模块处理，而且这个模拟信号的输出端的输出信号范围被设定在0～5 V。

2.3.3 关于信号转换的模块设计

A/D0832转换器会接收由酒精传感器经由CHO输出的电压信号，模拟信号在这一过程中会被转换成数字型信号，并将其传输给单片机。在这个模块，一旦酒精传感器检测出车内空中的酒精浓度后，这个酒精的浓度值就会被单片机部分处理转换为具体的电压值，而这个过程中，A/D转换器主要负责对信号采集模块接收到的空气酒精含量数值做出相应处理，进行编码转换。

2.3.4 关于信号显示的模块设计

在信号显示的模块设计中，采用LED显示屏可以进行文字提示，在这一模块中，当人员进入驾驶座位时，如果酒精传感器检测出该区域的空气中的酒精含量值过高，超出其设定中的合理酒精含量值范围时，便会将其传输到核心单片机部分，经过核心单片机的精确计算，算出酒精具体的含量数值之后便会立刻发送给LED显示屏，显示屏会显示“禁止酒驾”等类似的文字，以视觉提示的方式警示驾驶人员已经属于酒驾状态，不适宜开车。

2.3.5 关于信号警报的模块设计

在防酒驾装置的报警模块设计中，MQ-3传感器会先将自身采集和检测到的空气中的酒精含量值发送给核心单片机模块，单片机会进行相应处理，一旦发现该数值超出正常数值范围时，就会立即触发报警模块，由电容组、扬声器以及电阻组成的报警装置就会起到警报作用，同时由磁铁、电磁线圈、振荡器以及震动片组成的蜂鸣器警报模块也会立刻进行警报式语音提示，里面设置有清晰的真人语音提醒，警示驾驶员车内酒精含量过高，已经造成酒驾行为，必须立刻停止驾驶车辆的行为。

2.3.6 关于车辆控制部分的模块设计

在饮酒人员进入车辆并坐在驾驶员座位上时，酒精传感器就会被启动，开始采集和检测空气中的酒精含量，当检测结果发现酒精含量为异常状态时就会给A/D转换器发出新号，A/D转换器在将接收到的信号转成电压信号后传给核心单片机控制模块，单片机控制部分对这些电压信号进行处理和计算，得出具体的酒精含量数值，如果这个数值在合理的酒精含量值范围之内，就不构成酒后驾驶；但如果这个数值超出单片机控制系统设置的合理酒精含量数值范围，车辆控制模块就会被启动，将车辆的开关和逻辑都设为关闭状态，切断汽车电路的同时发出警报提示[3]。

2.4 系统软件方面的设计

在这个智能防酒驾装置的系统中，如果发现酒驾情况，单片机就会立即启动自身的车辆控制功能，通过显示器和蜂鸣器报警装置发出报警信号，并控制汽车处于关闭状态，使汽车不能被点火启动。这个整体的控制流程如图2所示。

图2 智能防酒驾装置控制流程

3 结束语

综上所述，酒后驾驶行为极有可能会引发交通事故，在加强法律管理和交警监管协调之外，还应该积极研究新型的科学技术，从车辆本身入手，通过配置这种以单片机为核心的智能防酒驾系统装置来及时判断驾驶人员是否处于酒驾状态，并发出警报提醒，从而有效预防并制止人们的酒驾行为。这种智能化的防酒驾系统具有很高的价值以及现实意义，通过各模块之间环环相扣的设计与配置，使整个系统更加高效稳定、切实可行，而且可以实现后期的拓展和升级。

［1］丁亚东，熊刚.基于单片机的智能防酒驾装置设计［J］.信息技术，2018，5（32）：130-148.

［2］任建鹏，李勤.基于单片机的智能防酒驾控制系统［J］.科技创新与应用，2017（20）：16-17.

［3］李星纬，马春宇.基于单片机的智能模拟酒驾控制系统设计［J］.电脑知识与技术，2018，14（5）：253-254.

［4］李阳，马洪新.基于单片机的防酒驾系统设计与实现［J］.内蒙古科技与经济，2016（22）：82-83.

2095－6835（2019）03－0114－02

U463.6

A

10.15913/j.cnki.kjycx.2019.03.114

〔编辑：严丽琴〕