基于方向盘的智能防酒驾系统设计

姚昭昭 林翠

摘 要：本设计采用以单片机为核心的防酒驾系统，该系统能够自动检测驾驶员汗液中的酒精浓度。若驾驶员酒精浓度大于预先设定的阈值，该装置会立刻发出警报，同时由单片机控制通过继电器切断汽车启动系统;若酒精浓度小于已设定阈值，则驾驶员可正常驾驶汽车。

关键词：防酒驾系统;方向盘;单片机;汗液中酒精浓度;传感器

1 说明

随着经济社会的发展，人们的生活越来越好，私家车越来越多，酒后驾车现象也越来越多，导致交通事故频频发生，给人们的生活和生命安全带来了巨大的伤害。在这种环境下，不断探索防止酒后驾驶的方法，减少酒驾引发的交通事故数量变得至关重要。

酒驾检测主要有手持式酒精测试仪、顶空气相色谱仪血液乙醇检测和车载检测三种方法，前两种方法都不能实现持续检测和控制，因此车载检测研究成为酒驾检测的重要部分。酒精检测装置大多是将驾驶员的呼出气体通过气体传感器进行酒精浓度检测，转化成电信号传递到汽车的控制系统，然后控制系统按照结果做出反应，但是这种方法存在着一些不足：（1）当前车载检测系统不能随时随地、持续监测和控制;（2）当前车载检测系统仅依赖空气检测酒精浓度，而空气是流通的，驾驶位的酒精浓度容易受到乘客影响，无法准确识别驾驶员饮酒还是乘客饮酒。

本设计根据驾驶员酒后驾驶的特征分析，通过对方向盘进行改造设计，提出驾驶位酒驾检测方法及系统，从而避免醉酒乘客对检测效果的影响，同时减少因酒驾而引起的交通事故的发生。

2 设计原理

将装置安装于方向盘上，当驾驶员手握方向盘时，酒精检测装置就会启动，通过汗液来检测酒精浓度，驾驶员手指一般情况下会分泌微量汗液[1]，可得到相应的电压信号。若驾驶员饮酒，他的汗液中酒精浓度会上升，传感器探测汗液中酒精浓度后，会通过A/D转换器将电压信号转化为数字信号，将此信号输送给单片机[2]，将酒精浓度值与已设定的阈值进行比较，若大于设定的阈值，单片机控制系统会立即切断汽车启动系统，同时LED灯亮起，系统发出警报;若小于设定的阈值，则驾驶员可发动汽车正常驾驶。

3 设计思路[4]

4 硬件设备

4.1 酒检模块

酒检模块主要包括汗液传感器、皮肤传感器、温度传感器和湿度传感器。本装置中的湿度传感器采用HiH3610，温度传感器采用DS18B20。

同时为预防检测时驾驶员的汗液不足，影响测量结果，可以在装置上安装电热片和卡巴胆碱，来促进汗液排出，酒精挥发，增强检测精度[3]。

4.2 STC89C52单片机

作为本系统的核心，是高性能的CMOS8位微控制器[4]，负责接收A/D转换的数字信号并与阈值进行比较。

4.3 A/D转换器

由于单片机只能识别数字信号，而传感器输出的是电压信号，只有A/D转换器将电压信号转化为数字信号，才可以被单片机处理[2]。

5 模块设计

5.1 关于信号显示模块设计

采用LED显示屏来进行显示。单片机计算后所得酒精浓度数值发送给LED显示屏。

5.2 关于信号警报模块设计

采用蜂鸣器进行报警。当所测酒精浓度数值超过阈值时会触发报警装置，蜂鸣器会发出警报。

5.3 关于车辆控制模块设计

当驾驶员手握方向盘时，酒精传感器会启动，检测驾驶员汗液中的酒精含量，所得的电压信号通过A/D转换器转化为数字信号并发送给单片机，单片机通过处理得出酒精含量数值，并与已设定酒精含量阈值进行比较，如果该数值低于阈值，则汽车正常启动，如果该数值高于阈值，则车辆控制模块启动，切断汽车启动系统并发出警报[5]。

6 结论

本文设计了一种基于单片机的汽车防酒驾控制系统，通过对驾驶员汗液的酒精浓度检测来判断驾驶员是否酒驾。当检测到酒精浓度超标时，系统报警并通过继电器切断汽车启动系统，禁止汽车启动[6]。从车辆本身入手，将本系统安装在方向盘上，可以避免酒醉的乘客对检测结果的影响，同时能够有效遏止酒驾行为的发生，从而大大减少因酒驾引起的交通事故数量。

参考文献：

[1]彭华海.酒后驾驶检测技术和预防酒驾技术的研究现状探究[J].中国标准化，2019（06）：182183.

[2]崔素丽.基于单片机的智能防酒驾系统设计与实现[J].电脑编程技巧与维护，2019（12）：140141+159.

[3]赫英凤.基于GSM的汗液式防醉驾装置[J].忻州师范学院学报，2017，33（05）：3133+38.

[4]路红阳，隋志鹏，柳明丽.新型智能防酒后驾驶控制系统设计[J].科技风，2020（04）：19.

[5]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[J].科技与创新，2019（03）：114115.

[6]金韦利，張赟宁，姜礼华.基于单片机的防酒驾控制系统设计[J].传感器与微系统，2019，38（10）：9697+101.