新型智能防酒后驾驶控制系统设计

路红阳　隋志鹏　柳明丽

摘要：本设计采用STC89C52单片机为控制系统的核心，工作原理是用MQ-3酒精传感器模块来检测司机呼出气体的酒精含量，并在液晶显示器上显示酒精的含量，通过蜂鸣器、二极管来实现报警的目的，一旦检测酒精超标，蜂鸣器立刻鸣响报警，LED灯亮，继而STC89C52芯片控制继电器切断汽车电源致使汽车熄火。进而达到防酒驾的目的。

关键词：防酒驾;控制系统;酒精传感器;单片机

1绪论

这些年来随着我国社会的不断发展，人们对其出行的要求也逐渐增高，诸如防酒后驾驶方面，由此这种人性化和智能化的防酒驾系统开始逐渐映入人们的视野。随着我们生活水平的改善，我们的应酬聚会也日益增多，因此聚会、喝酒和开车就这样联系到了一起。近年来与汽车有关的道路交通事故时常发生，其中酒后肇事占了绝大部分。因此社会迫切需要一种安装在汽车上就能自动检测出司机呼出气体酒精含量的装置。针对以上问题，我们设计了一套系统：新型智能防酒驾系统

2整体设计思路

鉴于上方设计思路，我们构造出了设计基本思路：

3硬件设计

3.1MQ-3酒精传感器信号采集电路设计

本设计我们选用MQ-3酒精传感器，我们选择它的原因是其灵敏度高，还能够承受汽油、烟雾和蒸汽等气体的影响;由于它的灵敏度高，它可以检测到某空气中的酒精含量，而且成本还低;而且它可以用的浓度范围很多，因为乙醇还具有十分高的灵敏度，并且很耐用，价格还很理想，控制电路简单等优点。

3.2A/D转换电路设计

模数转换器一般来说用ADC表示，它能够将将模拟信号转换成数字信号。在单片机应用系统中，如果用到传感器就要用到模数转换器，因为传感器测得的模拟量无法直接由单片机进行处理。

3.3单片机最小系统

我们从设计的要求、价格、性能等综合因素考虑，最终决定选用STC89C52单片机为本系统核心。它不仅兼容51单片机，而且还兼备了性能高的CMOS8位微处理器。

（1）时钟电路设计。此模块以STC89C52为主控芯片，因为STC89C52单片机中有个高增益的反向发大器，所以此时钟是由外部时钟提供的，我们用的晶振为石英晶体，让它与旁边的电容C4和C5相连构成谐振回路。用石英晶体的1端口接单片机的19管脚作为单片机XTAL2的输出端，石英晶体2端接单片机的18管脚XTAL1作为单片机的时钟部分的输入端，同时，电容C4和C5不能与晶振相连更不能用来接地。本设计采用频率为12MHz的晶振，根据我们查的资料了解到与其匹配的电容应应为22pF。

（2）复位电路设计。我们让开关SW1接电容和电源，另一端连接电阻和单片机的复位端口REST，电阻接地。在此复位电路设计中，电阻的阻值应当适中，当按下开关时，开关就与电容形成导通的回路，此时电容会出现短路的现象，要想系统实现复位键，必须保证电容充放电时间控制在2μs以上。

3.4显示电路设计

就显示电路我们决定用液晶显示。其显示屏的具体型号为LCD1602。

3.5报警电路设计

我们设计的系统中报警电路主要由蜂鸣器和LED指示灯两部分组成的。光电报警设计如图3.7所示，我們用发光二极管来作为光的显示，用蜂鸣器来作为鸣响的器件。D3是由单片机的P2.3端口来控制发光的，若此系统检测到有酒精的存在，则系统就会通过单片机控制报警且通过P2.3端口来发出低电平进而控制发光二极管灯处于亮的状态。

3.6汽车控制系统

当我们的设计产品检测到驾驶员呼出的气体中有酒精且酒精值超出系统设定的最大值时，单片机的主控系统就会立刻控制继电器切断电源，指示灯就会熄灭，汽车就无法正常启动了。

4硬件调试

首先本系统在焊接电路板前需排查元件，确认元器件和电路板和原理图无误后再进行安装和焊接，焊接时要注意假焊和漏焊。完成焊接后，要查看每个焊接引脚是否焊接牢靠，如果没发现什么问题，可以试着上电测试电源部分，同时要注意查看有没有元器件过热，如果有，则可能是某个元件短路，利用万用表来排查元器件，改正后再次进行上电测试，若此次没有问题，就能够进行功能测试了。

5结论

本设计采用由STC89C52芯片构成的防酒驾控制系统，它能够在常温状态下，将传感器检测到的信号经其他硬件处理，进而控制继电器动作，如果检测驾驶员酒精含量大于设定值时，继电器立即切断汽车的启动电源，使汽车无法启动。

从电路原理图的设计、电路板的制作、软件编程、模块调试每个模块的工作我们都认真完成，可以说对于自己的各方面能力都有所提升。

参考文献：

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[2]陈双全.基于单片机的防酒驾系统设计与实现[J].民营科技，2014，（10）：39.

[3]张兰红，邹华.单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2012.

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[6]Jos.Wilson.传感器技术手册[M].北京：人民邮电出版社，2009.

[7]张兰红，邹华.单片机原理及应用[M].北京：机械工业出版社，2012.

作者简介：路红阳（1999-），女，辽宁科技学院电信院;柳明丽（1974-），女，副教授，辽宁科技学院电信学院，研究方向：电子与通信。