基于单片机的防酒驾系统
基于单片机的防酒驾系统
Anti-Alcohol Drunk Drive System Based on
SCM
学生姓名：
所在学院：
所在专业：
指导教师：
职称：
所在单位：
论文提交日期：
论文答辩日期：
学位授予单位：
目录
摘要........................................................................................................................................... I Abstract ..................................................................................................................................... II 第1章绪论 (1)
1.1 论文研究背景 (1)
1.2 国内外研究现状 (2)
1.2.1 国内酒精检测现状 (2)
1.2.2 国外酒精检测现状 (4)
1.3 本文研究内容 (4)
第2章硬件系统设计 (6)
2.1 系统功能设计 (6)
2.2 硬件系统概述 (6)
2.3 气体传感器 (7)
2.4 单片机控制系统 (9)
2.5 继电器模块 (10)
2.6 电源模块 (10)
2.7 硬件电路原理图 (11)
3.7.1 开发环境介绍 (11)
3.7.2 硬件原理图设计 (11)
第3章软件程序 (12)
第4章电路仿真 (14)
结论 (17)
参考文献.................................................................................................. 错误！未定义书签。攻读学士学位期间发表的论文和取得的科研成果.............................. 错误！未定义书签。致谢...................................................................................................... 错误！未定义书签。
摘要
机动车的保有量屡创新高，是我们的道路安全问题面临严峻的考验，而很大一部分的道路安全事故都与酒后驾车有关。一方面交通管理部门加大道路酒驾巡查力度和处罚力度，另一方面通过媒体宣传，案例举例等方式让人们意识到酒后驾车的危害，使驾驶员从“不敢”酒后驾车逐渐向“不想”酒后驾车转变。但单纯的交通管理部门巡查和宣传，都不能从根本上杜绝酒驾事故的发生。因此从技术角度杜绝酒驾的发生弥补了单纯管理和宣传的缺陷。
本论文采用AT89S52作为系统的中央处理单元，用于接收气体传感器的输入信号，以及控制继电器动作。选择MQ-3型气体传感器作为检测呼出气体中酒精含量的传感器，检测结果输入到单片机内。继电器的两个输出控制端一路连接酒驾报警灯，另一路连接发动机的打火装置。当呼出气体正常时继电器连接发动机打火装置，汽车可以启动；当呼出气体酒精含量超标时继电器则连接酒驾报警灯，车辆无法启动。论文进行了电路原理图设计及软件程序设计，最后通过Proteus软件的ISIS模块进行了电路仿真，验证了本设计合理，功能完备。
关键词：防酒驾；气体传感器；电路设计；Proteus仿真
Abstract
Motor vehicle ownership reached record high, is our road safety is facing a severe test, and a large part of the road safety accidents are involving a drunk driver. On the one hand, the traffic administrative department of the road drunk driving inspection efforts and punishment. On the other hand publicity through the media, case examples, etc. let people consciousness to the drunk driving hazards, so that the driver from not drunk driving gradually to not want to drunk driving change. But the traffic management department inspection and propaganda, cannot fundamentally eliminate drunk driving accidents. Therefore, from the point of view of technology to eliminate drunk driving occurred to make up for the defects of simple management and publicity.
This paper uses AT89S52 as the central processing unit, for receiving the input signal of the gas sensor, and control relay. Select the MQ-3 type gas sensor is used to detect alcohol content in exhaled air, the detection results of input to the microcontroller. Two output control relay end of a road connecting drunk driving warning lamp ignition device, another way to connect the engine. When normal exhaled gas relay is connected to the engine ignition system, the car can start; when the breath alcohol content exceeding the relay is connected with the wine warning lamp driving, the vehicle can not be started. The circuit principle diagram design and software design. Finally, through the Proteus Isis module were circuit simulation, verify the design is reasonable and the function is complete.
Keywords: anti-drunk driving; gas sensor; circuit design; Proteus simulation
第1章绪论
1.1 论文研究背景
我国经济迅猛发展的情况有目共睹，对人民生活水平的提高起到了巨大推动力的作用。汽车对于家庭来说已经不是可望而不可及之物，相反，驾车出行正在成为越来越多的人出行的首要选择。国家的机动车管理部门就统计数据得出结论，截止到去年年底，中国境内的机动车保有量超过两亿六千万辆，其中汽车就达到了一亿五千万多辆[1]。仅2014年一年，新注册的汽车就达两千多万辆，保有量净增长一千七百多万辆。这两个数字都是以往历史上从未有过的。目前我国家庭平均每一百户居民家庭，就会有25辆机动车，北京的每一百户居民家庭这一数字达到了63辆，广州、成都等特大型城市每一百户居民家庭则拥有超过40辆机动车[2-3]。就我们学校的所在地，哈尔滨来说，每一百户居民家庭拥有汽车的数量，三年来增长了近一倍，达到每一百户居民家庭17.2辆的水平，每天就会有四百辆机动车等待登记落牌并上路行驶，带来的道路拥堵问题大家都有共识和体会，我们校门口的早晚高峰堵车领大家印象深刻。中国公安部负责交通管理的交管局负责人表示，经济向好，我国人们的购车欲望还在不断上升，尤其在一线二线这样的较发达地区，人们的购车刚性需求旺盛，例如北京、深圳等，政府不得已采取了机动车摇号上牌的政策，更凸显了机动车增长的旺盛势头[4]。
由此可以想象，随着我国机动车保有量的增加，人们驾车出席各种活动的场合也会与日俱增。席间推杯换盏，导致酒驾醉驾的交通事故也正在呈上升态势。尽在2013年一年间，全国交通管理部门上道临检查重酒驾事件就达一百五十多万起，由于道路交通事故致人死亡的人数近六万人[5]。去年哈尔滨市的交通管理部门组织了包括交警、巡警以及省电视台媒体记者等多方参与，通过不定期上路现场临检等方式，对我市存在的道路交通违法的情况进行查重。期间，共查处酒后驾驶车辆的驾驶员1794人，而其中竟然有459人属于醉酒驾驶。对于酒后驾车的驾驶员，交通管理部门对其处以行政处罚；而醉酒驾驶的人员则被拘留并相应追究了其刑事责任。另外有67人，年龄跨度从二十岁到六十岁，驾龄最长三十年的机动车驾驶员被罚终生禁止驾驶机动车。原因是他们由于饮酒而引发了重大的交通事故，或者造成重大交通事故后逃逸。世界卫生组也预测，十五年后左右，由于道路交通安全事故导致人们生命财产损失的事故呈升高态势，将成为全球“第三位疾病”[6-8]，而驾驶员原因是交通安全事故产生的主要因素。美国做过相关的统计，在03年美国全境发生的道路安全事故中，有四成死亡事故都与驾驶员饮
酒有关。酒后驾车已成为车祸致死的重要原因。之所以酒精会对道路安全造成如此严重的影响，主要是因为以下几个原因[9-11]：
（1）车辆的驾驶员一旦饮酒后，当身体的酒精摄入量达到一定量后，将会影响驾驶员的中枢神经，使之逐渐麻痹，功能性失调。我们经常看到喝醉的人走路摇晃，原因就是中枢神经的麻痹，导致行动迟缓，动作不协调，并且对外界的刺激也不敏感，增加了驾驶员的反应时间。
（2）酒精对于驾驶员的意识和视力也有影响。酒精的刺激使得驾驶员意识逐渐模糊，而且注意力也下降，视线变得越来越模糊，对道路情况判断不准确。
（3）一般人喝酒后，会对危险意识不足，高估自己的能力和对环境判断不足，再加上各种感观如视线听力、反应等都会大幅下降，因此此时驾车危险极大。
由以上分析我们可以看到，驾驶员饮酒后驾车甚至醉酒后驾车，都是极其危险的，对自己以及其他人的人身财产安全都构成了极大的威胁。近些年来，媒体以及有关部门持续关注酒后驾驶事件，严查酒后驾驶行为，采取不定期的进行上路临时检查，并且加大宣传力度，提高驾驶员安全驾驶的意识，多方面杜绝酒后驾车的产生。但由于警力有限，不能够常态化全面的对全市管辖区域进行检查，并且临时检查也会对交通造成暂时性拥堵，对大家出行造成影响，因此单从执法部门监管难以从根本解决问题。
现在国家法律对于醉驾入刑有了明确和严格的要求，对酒驾行为是一种威慑，使得驾驶员从心理上拒绝酒后驾车，这在一定程度上控制了酒驾事故增长。但少数人依然知法犯法，抱着侥幸心理铤而走险，对公共安全造成了极大的威胁。因此，单从制度监管和法律宣传不能完全杜绝酒驾事故的发生。因此必须利用高科技手段从根本上让饮酒的驾驶员不能开动车辆的方法来杜绝酒驾事故的发生。
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国内酒精检测现状
公安部交管局等多部门对酒驾行为的大力查处，上路对行驶车辆的驾驶员进行酒精检测。而目前我国过内的针对酒精的检测方法主要有：
（1）呼气式酒精检测仪法[12]
这种是我们在道路上遇到交警路查的时候最常见的一种检测方式，驾驶员对酒精检测仪呼气，屏幕上会显示相应酒精含量，如果超过额定值会发出报警，从而提示酒精含量超标。这种检测仪内部有一个气体传感器，分为半导体和燃料电池两种形式。半导体
形式的气体传感器采用氧化锡半导体材料，在工作温度区间内，对酒精的敏感度很高，而且其电阻率随着酒精含量的不同而成反比变化。当酒精含量越高时，电阻率越低；酒精含量越低，电阻率越高。酒精检测仪反映出来被测者呼气中酒精含量由传感器电阻率决定，检测仪将电阻率的模拟信号转换成数字信号。而燃料电池形式的气体传感器所使用的气敏元件是燃料电池。这种传感器内部有一个气化室，当燃料电池在特定催化剂的作用下，在气化室内与酒精进行充分燃烧，形成电能，因此酒精与其产生电能的大小成正比关系，当酒精含量越高时，燃料电池产生的电能越大；当酒精含量越低时，燃料电池产生的电能越小。被测者的呼气中酒精的含量由燃料电池产生的电能大小所决定，传感器将模拟信号转化为数字信号，从而反映呼气中酒精的含量。
（2）顶空气相色谱法
通常情况下，呼气式酒精检测仪只是快速检测被测者，即机动车驾驶员是否饮酒或者醉酒。当检测超标时，通常会进行血液检测，以作为行政处罚或者刑事处罚的证据使用。顶空气相色谱法即是这种可以具有法庭证据效力的酒精检测方法。它是以叔丁醇作为酒精检测的内标物，可以很精确的测量检测待测血液或者采样的组织器官中，酒精含量的多少。这种传感器的工作原理是将含有酒精成分的液体（如血液）放在一个特制的瓶子中，加入一定量的叔丁醇作为内标物。在一定温度下，液体中的酒精与加入的叔丁醇挥发而产生气体在瓶子的顶空部分，当气体和液体达到平衡状态时，此时气体中挥发出来的酒精和叔丁醇的含量，与待测样本中的酒精和叔丁醇成正比。抽取这样的气体样本，利用气相色谱分析方法，检测该样本中的酒精含量。
（3）乙醇脱氢酶法
该方法同样是去一定量的血液样本，在高氯酸作用下利用离心机将蛋白质沉淀。将两种酶稀释后将产生的乙醇氧化成乙醛。在用分光光度计调在340nm出测量器紫外线的吸收值，从而根据这个吸收值计算出抽样血液样本中的酒精含量。该方法在现实中应用较少，主要是因为首先要通过实验的方法得到相对应的标准曲线，而这个标准曲线直接影响酶的氧化效果，因此实验结果不好掌握。
综上所述，呼气式酒精检测仪由于其应用简单快速，目前应用很广发，多见于交通管理部门日常道路检查执法使用。而利用顶空气相色谱仪检测血液内酒精含量的方法，一般是在当事人对于呼气式酒精检测仪的测量结果有争议，或者发生了交通事故，需要取证的时候使用。这两种检测的方法都具有一定法律效力，但收到检测的时间成本、费用成本、现成环境的卫生情况及仪器使用方便等因素影响，导致使用的场合和普及程度会有区别。
此外还有一种唾液检测的方法，可以方便快捷的对道路车辆驾驶员进行酒精检测。它不同于酒精检测方法，使用试纸对驾驶员唾液进行检测时无痛苦，方便携带，成本低操作简单。但由于其可靠性能否作为处罚证据使用尚无论证，因此并未推广到我国的交通管理部门大范围使用。另有一种尚在研发中的检测方式，指纹式酒精检测技术。它是通过检测手指分泌的汗液内是否酒精超标，来判断是否存在酒驾情况。在检测的同时可以识别被检测者的指纹特征、脉搏等生理信息，可以起到防代替检测的情况。
1.2.2 国外酒精检测现状
由于现实防酒驾措施的需要，某些汽车厂商也率先推出了自己的防酒驾方法和系统。[13-15]
在2007年萨博就在其新款发布的系列车型上，使用了Alcokey酒精钥匙技术。这种技术是在这一系列的车型的启动钥匙上，嵌入一种小型的酒精检测装置，它的体积很小，并不让驾驶员感到不便。当驾驶员想要启动汽车，需要先向该车辆的启动钥匙上的吹气口呼气，钥匙内嵌入的酒精检测装置会自动检测分析呼气，如果其中酒精含量不超标，则要是亮起绿色指示灯，即可启动发动机电脑；如果检测酒精含量超标，启动钥匙会自动锁定发动机电脑，使汽车无法发动。
沃尔沃作为汽车安全的典范，也很早就推出了自己的防酒驾技术。Alcoguard技术比Alcokey技术更为先进，它可以识别气体是否由人体排出，并且该车设有三个颜色的指示灯，将酒精含量分为三个等级，红色灯表示禁止启动；黄色灯表示不建议驾驶；绿色灯表示可以安全驾驶。并且沃尔沃某些车型上海研发有酒精探测安全带，也是基于这种酒精检测技术开发的。
日产汽车也自主研发了酒精检测系统。不同于前两个品牌汽车的检测手段。日产汽车并没有在汽车启动钥匙上做文章，而是将酒精检测系统直接与电脑相连，将酒精检测传感器放置于司机的作为上方和挡杆上。当传感器检测到驾驶员有酒驾行为时，汽车会自动锁定车辆变速箱，使车辆无法启动行驶，与此同时导航会发出鸣响报警。某些车型还在车辆仪表盘位置摄像头装置，综合感应车辆的行驶状态和姿态，并结合驾驶员的闭眼时间长度，来判断驾驶员是否打盹或者饮酒，是否适合继续驾驶车辆。
1.3 本文研究内容
本文综合国内外研究的成果，结合我国实际应用，采用呼气式酒精检测方法检测驾驶员是否饮酒，并基于单片机控制继电器动作，切断/接通机动车发动机电脑的防酒驾
系统。
本论文首先对研究背景进行介绍，然后分析目前国内外防酒驾技术的发展状况。结合现有研发思路和科技水平，设计一款简单易操作，并且具有良好移植性的基于单片机的防酒驾系统。确定基于单片机的防酒驾系统的功能流程后，针对系统功能设计硬件电路。利用Keil软件编写程序并且进行调试，最后使用Proteus软件对电路和程序进行仿真。
第2章硬件系统设计
2.1 系统功能设计
本系统的设计初衷是避免驾驶员酒驾的发生。因此，当驾驶员上车后，将机动车供电系统打开，汽车电脑控制系统及各部件传感器开始上电自检，与此同时本系统也同时上电，并通过气体传感器监测是否酒精含量超标。如果未超标，继电器处于常闭状态，不动作，机动车可以正常打火并启动；如果酒精含量超标，继电器断开机动车打火装置，汽车无法启动行驶，红色告警灯敞亮报警。
图2.1 防酒驾系统工作流程图
2.2 硬件系统概述
根据防酒驾系统的功能及工作流程，应用环境为机动车，考虑到移植性，可靠性，稳定性及成本因素等，选择单片机作为系统的控制芯片。因此根据系统功能设计要求，硬件系统主要包括以下三个部分：用于酒精检测的气体传感器模块、单片机控制系统及控制机动车打火装置的继电器。
图2.2 基于单片机的防酒驾系统硬件原理框图
2.3 气体传感器
酒精检测装置按照本论文1.2.1节分析，分为三种类型的酒精检测方法。这里我们使用目前应用比较广泛的呼气式酒精检测方法。这种方法也是交通管理部门上路临时检测酒驾情况时最常使用的方法，具有检测迅速，成本低，体积小等特点。它的使用方法是驾驶员打开汽车的供电系统后，对车内设置的酒精检测装置呼气，酒精含量未超标的情况下，汽车发动机电脑允许驾驶员发动汽车；否则发动机电脑锁定发动机，使驾驶员无法启动发动机。
一般得酒精含量检测标准，都是以血液中酒精含量作为判断标准和依据，因此呼气式酒精检测方法涉及到呼气中酒精含量与血液中酒精含量的数量转换关系分析。
目前世界上大部分国家都制定了针对酒后驾驶和醉酒驾驶的完备法律，根据国家发达水平以及人们的生活水平不同，其血液内酒精含量的标准值也不同。一般发达国家会规定比较高，一般为百分之六十至七十；发展中国家由于其收入属于中等水平，其血液内酒精含量的临界值更接近于百分之五十；而低收入的不发达国家通常规定较低，一般为百分之二十左右。根据我国的国家公共安全行业标准，呼气式酒精检测设备的呼气气体内酒精浓度与血液内酒精浓度存在以下关系式：
(/)(/)220.264
V mg mL V mg L
=?
血液呼气
(2.1)
其中V
血液表示血液内酒精浓度，V
呼气
指呼气内酒精浓度，mg/L表示以每升中毫克量
的计量单位,即血液酒精浓度在数值上相当于呼气酒精浓度乘以固定系数220.264。
当驾驶员呼出的气体内，酒精的含量大于等于20mg/100mL、小于80mg/100mL的，其驾驶行为构成饮酒驾车；当驾驶员呼出的气体内，酒精的含量大于等于80mg/100mL 的驾驶行为即为醉酒驾驶。
表2.1 呼出气体内酒精浓度与血液内酒精浓度数值对照表
MQ-3是一款酒精浓度检测传感器。它可以检测人呼出的气体中酒精的浓度。这种酒精浓度检测传感器具有功耗小、稳定性好、检测响应快、成本低等特点。MQ-3是一款电阻型半导体氧化物材质的旁热式传感器。它的气体敏感元件由加热器、23Al O 陶瓷管以及2SnO 几部分构成，它们被固定在具有检测电极的传感器内部。2SnO 是一种N 型
的半导体材料，它在空气中被氧化后，自由移动的电子减少，因此处于高阻态。当此时有乙醇气体进入时，会与吸附氧发生反应，起到还原作用，使自由移动的电子增多，半导体的电阻率下降。气体敏感元件的电阻率与人呼出气体中酒精含量的关系式：
0log log R m C n =+ (2.2)
式中m 和n 都是常数，他们由传感器的材料，呼出气体的属性以及检测环境的温度等因素决定。C 的单位为/mg L 。0R 即为敏感元件的电阻率，它在纯净的空气中电阻率
很大；而当空气中含有乙醇时，乙醇浓度越高，0R 的电阻值越低。因此通过气体敏感元
件，将酒精含量与电阻值形成了对应转换关系。
图2.3 酒精检测用半导体气敏传感器MQ-3实物图
由于气体敏感元件所产生的电阻变化，经过电路体现到电压变化时幅度很小。因此进行电路设计时，需要对气体传感器的输出电压进行查分比例放大。然后将差分比例放大的电路输出利用可调电阻器进行电路调零。调零后的结果经过一级云芳跟随电路，这样可以增加电路的稳定性。具体设计原理图如下：
2.4 单片机控制系统
单片机种类繁多，其中AT89S52是一种低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有8K 在系统可编程Flash存储器。它是AT89C51的升级版本，不仅增加了功能，还具有在线可编程功能，更方便了程序调试。
单片机控制系统包括单片机、电源电路、复位电路及晶振电路几部分组成，它们构成了单片机的最小系统。
图2.5 单片机最小系统
2.5 继电器模块
继电器模块主要由继电器及其驱动电路组成。其作用是，根据单片机输出的信号接通汽车发动机打火装置；或者是切换到酒精检测超标的告警灯，从而切断汽车发动机打火装置。从单片机发出的驱动信号经过一个三极管放大电路后，连接到继电器的信号输入引脚。
图2.6 继电器模块电路原理图
2.6 电源模块
机动车的蓄电池电压主要有12V和24V。作为小型家用车，一般蓄电池电压为12V，因此本设计采用12V电源输入，经过一个起稳压作用的三端稳压集成电路LM7805电路后，为单片机最小系统、传感器模块及继电器模块的提供电源输出。旁路滤波电容可以减少由于电压波动而带来的对电路信号和供电的影响，从而提高系统的噪声容限。
图2.7 电源模块
2.7 硬件电路原理图
2.7.1 开发环境介绍
在电子电路设计中，应用最广泛的EDA辅助进行印刷电路板设计的软件就是由Altium公司设计开发的Altium Designer软件（前身是Protel软件）。它是目前行业中公认的操作简便快捷，最方便，人机交互界面最人性化的辅助设计工具。并且我们在大学阶段也学习过该软件的设计使用。虽然各种版本的印刷电路板辅助设计软件很多，并且有多个年代版本，但很多印刷电路板的制板场也都默认接受protel 99se版本文件，可见其在行业内的地位举足轻重。
Altium Designer是一款将电子产品设计所需的开发环境整合到一起，形成一个软件的集成平台。它可以提供设计任务所需的所有工具，例如原理图、PCB设计，HDL设计输入，信号完整性分析，基于FPGA的嵌入式系统设计和开发等等。在本毕业设计中用到了Altium Designer软件的原理图设计模块功能。
2.7.2 硬件原理图设计
打开Altium Designer软件，创建工程文件并在其目录下新建一个原理图文件。设置文件属性参数，例如光栅格等参数。在元器件库中选择所需要的元器件，放置在工作区内。根据上几节内容，调整元器件位置摆放，并修改元器件参数，进行连线并自动命名。对电路进行电气规则检查。系统的硬件电路原理图如下：
图2.8 基于单片机的防酒驾系统电路原理图
第3章软件程序
根据第2.1节的系统功能介绍，本系统上电后自动运行，完成系统的初始化后，主程序运行，系统自动检测传感器状态。当酒精含量检测超标时自动切断发动机打火装置；否则可以正常启动发动机。其软件流程如下图：
图3.1 系统软件流程图
利用Keil μVision4编写并且编译软件程序。根据原理图，单片机的P0.0引脚呼气式酒精检测装置的信号输入端。P0.2引脚为控制继电器的信号输出端。因此其主程序如下：
#include
sbit relay =P0^2; //定义继电器引脚
sbit sensor=P0^0; //定义酒精传感器引脚
void main()
{
while(1)
{
if(sensor==0) //判断酒精传感器状态
{
relay=0;
}
else
{
relay=1;
}
}
}
第4章电路仿真
使用Keil μVision4编写程序代码并且编译通过后，就可以对硬件实物或者软件仿真进行测试。在本论文将使用Proteus软件对电路原理图以及软件程序进行电路仿真。Proteus是由一家英国公司，Lab center Electronics开发的计算机辅助设计软件。它不仅有电路仿真的功能，还可以设计PCB从而加工印刷电路板，以及虚拟模型仿真三个功能。目前可以对8051系列单片机、PIC、MSP430、A VR、ARM以及DSP系列芯片进行仿真。
根据第2章的电路设计图2.8所示，在Proteus软件中设计原理图。由于Proteus进行软件仿真的过程中可以提供所需电源输入，因此在仿真的设计中可以省略电源电路部分。具体Proteus软件原理图如下：
图4.1 Proteus仿真电路原理图
由于MQ-3型气体传感器模型不在Proteus软件中的元器件库中，并且字电路仿真过程中对于呼气中酒精的存在无法进行模拟，因此仿真过程中将MQ-3型气体传感器模型抽象为一个开关，当开关断开时，相当于没有呼气中酒精的含量符合安全驾车的标准；当开关按下时，相当于呼气中酒精含量超标。
图4.2 Proteus软件电路仿真
如图4.2所示，将在Keil μVision4中生成的hex文件导入到Proteus软件的ISIS模块中，按“play”键开始电路仿真。可见此时当呼气中酒精含量符合安全驾驶标准时，传感器输入引脚端为高电平，单片机控制继电器的输出引脚也为高电平，报警灯熄灭状态。
图4.3 Proteus软件电路仿真防酒驾系统报警
由图4.3可见，当呼气中酒精含量超标时，传感器信号输入和单片机控制继电器的输出引脚均为低电平，继电器开关动作，报警灯亮，此时发动机打火装置被切断。
基于单片机防酒后驾驶控制系统设计毕业论文
基于单片机防酒后驾驶控制系统设计 The Design Of Anti-drunk Driving Control System On Single Chip Microcomputer
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
基于51单片机的酒精检测仪课程设计
1甲醇测试仪总体方案设计 1.1甲醇浓度检测仪设计要求分析 设计的甲醇浓度测试仪应具有如下特点： （1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。 （2）系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。 （3）从便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。 （4）软件设计简单易懂。 1.2甲醇浓度检测仪设计方案 设计时，考虑甲醇浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定，外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过 A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外，还需接人LED显示，4*4键盘，报警电路等。 其总体框图如图2.1所示。 图1.1基本工作原理图 2硬件设计 2.1传感器的选择 本系统采用气敏传感器直接测量的是空气中的甲醇浓度。传感器只能采对甲醇气体敏感，对其他气体不敏感，故选用MQ3型气敏传感器,这是考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性。MQ3型气敏传感器由微型Al2O3，陶瓷管和测量电极、SnO2敏感层和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体
内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。MQ3型气敏传感器有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。传感器的标准回路有加热回路和信号输出回路两部分组成，它可以准确反映传感器表面电阻值的变化。传感器的表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的。负载电阻RL可调为0．5-200K。加热电压Uh为5v。上述这些参数使得传感器输出电压为0-5V。MQ3型气敏传感器的结构和外形、标准回路、传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度的关系图如图3-3所示。一般在测量前需将传感器预热5分钟，这个样子是为了使测量的精度达到最高，误差最小，需要找到合适的温度。 图2.1MQ3结构和外形 图2.2MQ3结构图
防酒后驾车系统设计共21页
独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在老师指导下进行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。 学位设计作者签名：日期： 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者授权长江师范学院可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，允许论文被查阅和借阅，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。 （保密的学位论文在解密后适用本授权书） 学位论文作者签名：指导教师签名： 日期：日期：
摘要 对于酒后驾驶现象的频频出现，设计一种智能控制系统防止酒后驾车。该系统主要由酒精传感器、电压比较器、继电器、语音报警模块、电源组成，主要根据检测到驾驶员饮酒后人体酒精浓度的大小以电压信号输出，通过电压比较器的比较后进行稳压，信号输送到继电器控制电路，当驾驶员酒精浓度超标时继电器控制点火系统启动电路不能工作，汽车停驶，这时语音电路实现报警功能。 该设计系统是通过呼气检测，测试在安全酒精度范围内时汽车运行，测试结果不在安全范围时汽车不能启动。 关键字：点火系统；酒精传感器；继电器；语音电路
Abstract In light of the frequent occurrence of drunk driving, design an intelligent control system for preventing this phenomenon. This system is mainly composed of the ethanol sensor, voltage comparator, relay, voice alarm module, and power supply. Detect the driver’s alcohol concentration, output this information through the voltage signal, and then stabilize the voltage through the comparison of the voltage comparator. The signals are transmitted to the relay control circuit, so when the alcohol concentration of the driver exceeds the standard, the start-up circuit of the relay control ignition system cannot work. The automobile will stop moving; at this time, the speech circuit performs the alarm function. The detection of this design system is by testing the breath. When the result shows alcohol concentration is within the safe scope, the automobile operates. When alcohol concentration is out of the safe scope, the automobile fails to start. Key words: Ignition System; Ethanol Sensor; Relay; Speech Circuit
基于单片机的酒精浓度测试仪
攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACT 摘要 由于经济的快速发展，人们的生活水平越来越高，私家车也越来越多，酒后驾车行为所造成事故也就越来越普遍，对社会的安定和经济发展也造成了很大的影响，酒精正在成为越来越凶残的“马路杀手”。为此，我国将酒驾列入了刑法范围内，那么就需要设计一个智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。 本课题设计的是一种以酒精浓度传感器、单片机和A/D转换器为主的，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度的，而且还带有声光报警功能的酒精浓度检测仪。这种检测仪不仅可以检测出空气环境中酒精浓度值，还可以由不同的环境来设定不同的阈值，当空气中酒精浓度超过设定的阈值时进行声光报警。我的这个毕业设计分主要为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。硬件设计部分是利用MQ3气敏传感器先测量空气中的酒精浓度，然后转换为电压信号，再通过A/D转换器转换成数字信号后再传给单片机系统，最后由单片机系统和相应外围电路进行信号处理，并由LCD显示酒精浓度值并且对超过的阈值进行报警。软件设计部分的程序采用的是模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。电路可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、LCD显示电路，按键电路。各部分电路的设计及原理图将会在硬件电路设计部分作出详细的介绍。 关键词酒精浓度传感器（MQ3），A/D转换器，软件设计，硬件设计 ABSTRACT Due to the rapid development of economy, people's standard of living is higher and higher, more and more private cars, the accident caused by drunken driving behavior are increasingly common, social stability and economic development also caused great influence, alcohol is becoming increasingly violent "road killer".To this end, China will drunk driving into the scope of criminal law, you will need to design a intelligent instrument can detect driver's alcohol content in the body. This topic design is A kind of to alcohol concentration sensor and single chip microcomputer A/D converter, A driver exhaled gas alcohol concentration, alcohol concentration monitor with sound and light alarm is and air. it can detect the alcohol density in the air environment, also can according to the different environment set
基于非接触式酒精测试的防酒驾系统
基于非接触式酒精测试的防酒驾系统 【摘要】有效地弥补传统酒驾检测系统存在的精神性缺陷，实现汽车的智能管理自助杜绝酒驾，从而有效地制止司机酒驾，实现安全驾驶。 【关键词】非接触；酒驾检测 1.作品设计背景 现在汽车产业飞速发展，越来越多的人有了自己的汽车，在汽车造福人类并且缩短人与人距离的同时，更多的人开始关注汽车安全这个话题。2008年世界卫生组织的事故调查显示，大约50%—60%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起；而造成死亡的事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”。目前，查处酒驾常用的接触式酒精检测方法精度较高，但不能实时检测，效率很低。为了更有效地监控驾驶员的酒驾行为，开发了一套实时监测驾驶员饮酒状况的非接触式酒驾检测系统，并搭建一个由O2/CO2传感器、气敏酒精传感器及微处理器等组成的气体酒精浓度检测平台。阐述了非接触式酒驾检测系统基于呼气气流检测的检测原理和主要结构组成，介绍了气体酒精浓度检测平台的硬件设计以及对该检测平台的标定实验，实验结果显示平台检测值与接触式酒精检测值之间存在良好的线性相关度。现在，防酒驾系统也较多的应用到汽车检测当中，可是传统的车载酒驾检测由于车内其它乘坐人员的或是其它因素的干扰影响其检测的精确性，从而导致汽车无法自主地对驾驶员进行管制。而非接触式酒驾系统检测仪由定位系统和车辆制动系统两个部分组成，可以有效地弥补传统酒驾系统存在的精确性缺陷，从而实现汽车的智能管理，进而实现文明驾驶安全驾驶。 2.系统设计 2.1设计思路 本次研究将多个非接触式检测仪置于车厢内的不同位置，测定同意时刻不同位置的酒精浓度，（由于酒精气体分子的扩散，在空气中会形成不同的浓度，所以不同的酒精检测仪会检测到不同的酒精浓度）酒精检测仪将检测到的信号传给中央处理器，将检测到的不同酒精浓度进行比较，得出极值，（类似数学坐标中的极值），定位出一个（或多个）酒精扩散中心（越靠近酒精扩散中心酒精浓度越高），把扩散中心与驾驶座比对，就能得知驾驶员是不是酒后驾车了，若驾驶员为酒后驾车，则车辆制动系统气动，由于在酒精检测——定位系统工作的同时驾驶员已经将汽车启动，所以车辆制动系统采用锁死离合的办法来控制车辆的行驶，即汽车可以正常启动但不能挂档行驶。 2.2研究思路和方法
基于单片机的防酒驾系统
基于单片机的防酒驾系统 Anti-Alcohol Drunk Drive System Based on SCM 学生姓名： 所在学院： 所在专业： 指导教师： 职称： 所在单位： 论文提交日期： 论文答辩日期： 学位授予单位：
目录 摘要...................................................................... I Abstract................................................................. II 第1章绪论. (1) 1.1 论文研究背景 (1) 1.2 国内外研究现状 (2) 1.2.1 国内酒精检测现状 (2) 1.2.2 国外酒精检测现状 (4) 1.3 本文研究内容 (4) 第2章硬件系统设计 (6) 2.1 系统功能设计 (6) 2.2 硬件系统概述 (6) 2.3 气体传感器 (7) 2.4 单片机控制系统 (9) 2.5 继电器模块 (10) 2.6 电源模块 (10) 2.7 硬件电路原理图 (11) 3.7.1 开发环境介绍 (11) 3.7.2 硬件原理图设计 (11) 第3章软件程序 (12) 第4章电路仿真 (14) 结论 (17) 参考文献................................................. 错误！未定义书签。攻读学士学位期间发表的论文和取得的科研成果............... 错误！未定义书签。致谢..................................................... 错误！未定义书签。
基于单片机的智能防酒驾控制系统
基于单片机的智能防酒驾控制系统 随着人民生活水平的提高，机动车的保有量屡创新高，使我们的道路安全问题面临严峻的考验。为了避免由酒驾引起的交通悲剧，设计一种智能电路来检测驾驶员体内的酒精含量并且能够及时使发动机熄火是非常有必要的。本系统采用前后双MQ-3酒精传感器自动进行检测，转换成数字信号后，由单片机对数字信号进行处理并显示。 标签：防酒驾；酒精检测；单片机；设计 1 概述 随着人民生活水平的提高，机动车的保有量屡创新高，使我们的道路安全问题面临更加严峻的考验。据世界卫生组织（WHO）统计，全球每年有120多万人死于交通事故，这也是说平均每20秒就有一人死于交通事故，其中大约有50%-60%的交通事故与酒后驾驶有关。酒后驾驶已经被世界卫生组织列为车祸致死的首要原因。为了避免交通悲剧的发生，设计一种智能电路来检测驾驶员体内的酒精含量并且能够及时使发动机熄火是非常有必要的，同时还要排除车内其他人员因喝酒对设备检测的干扰，从而更加的合理、简便和人性化。 2 总体设计 2.1 智能防酒驾控制系统电路设计 智能防酒驾控制系统电路主要由酒精检测模块、A/D转换器、STC89C52单片机控制模块、语音报警模块和光电报警模块、发动机熄火模块及电源电路组成，系统模块结构图如图1所示。 2.2 智能防酒驾控制系统设计原理 本系统的工作原理：由车内驾驶位和右后座位的两个MQ-3酒精传感器来测量饮酒后车内驾驶员位置以及后座位置的酒精浓度，输出相应的电压信号，经过放大器放大处理后，通过A/D转换器转换成数字信号传入单片机，最后由单片机通过对数字信号的处理来显示酒精浓度，经过单片机的逻辑判断处理，根据检测到的酒精浓度和标定值进行比较，如果驾驶位上酒精传感器检测的酒精浓度大于后座检测到的酒精浓度并且超过标定值，则系统会发出声光报警，并且通过控制继电器使发动机熄火并保持熄火状态；如果驾驶位上酒精传感器检测的酒精浓度远小于后座检测到的酒精浓度且低于标定值，则系统会保持待机状态，可以点火启动汽车；如果驾驶位上酒精传感器检测的酒精浓度小于后座检测到的酒精浓度但高于标定值，则系统会进入重新检测，对驾驶人员体内的酒精浓度进行更加准确检测，要求驾驶人对酒精传感器呼气，从而控制汽车电机的启动工作。整个系统完全自启，自动对车内的酒精浓度进行检测，不需要任何的人为操作从而实现简单方便，并且防止酒后驾驶的行为。在检测结束后系统会自动进入待机状态，
基于单片机的酒精测试仪设计
第一章研究内容 TGS822对酒精浓度的变化，其阻值产生相应的变化，然后通过取样电阻分压的变化表现出来；人体血液酒精浓度的不同，其呼出的气体中酒精浓度也不同。通过TGS822对呼出气体中酒精浓度的反应以取样电压的形式送入到ADC0809，进行A/D转换后并将转换的数据送入单片机进行分析处理，并判断是否醉酒驾车，再通过液晶板显示出来。 DS18B20其自身的温度传感器所产生的温度数字数据存入其自身的存储器，单片机对其控制读出温度数据，然后经过计算处理，将当前环境温度由液晶板输出。
第2章 总体设计 2.1 本课题的设计任务及要求 2.1.1 设计任务 设计并制作酒精测试仪，其组成如图2.1所示。TGS822对酒精浓度的变化，其阻值产生相应的变化，然后通过取样电阻分压的变化表现出来；人体血液酒精浓度的不同，其呼出的气体中酒精浓度也不同。通过TGS822对呼出气体中酒精浓度的反应以取样电压的形式送入到ADC0809，进行A/D 转换后并将转换的数据送入单片机进行分析处理，并判断是否醉酒驾车，再通过液晶板显示出来。 DS18B20其自身的温度传感器所产生的温度数字数据存入其自身的存储器，单片机对其控制读出温度数据，然后经过计算处理，将当前环境温度由液晶板输出。 图2.1 （1）传感器TGS822 的电压模拟输出范围为0-5V ； （2）模数转换芯片ADC0809采样电压范围为0-5V ，分辨率为8位，采样精度为5/256V ，达到256个量化级的数字电压，其工作频率为1MHz; （3）单片机AT89C52工作频率为6 MHz ； （4）LCD 显示器用50K 的可调电阻调节使其清晰显示，消除“鬼影”。 数字输出 控制输出 模拟输出
智能酒驾检测系统概述
智能酒驾检测系统 概述 1 2020年4月19日
摘要 随着交通行业技术的发展,以及汽车保有量的增加,汽车给人类带来舒适和便捷的同时,也给人类带来了交通事故频发等交通安全隐患,如酒后驾驶、无照驾驶、违规驾驶等,严重威胁着人类生命和财产安全。特别是由酒后驾车导致的交通事故发生率比较高。因此,从主动安全角度出发,禁止酒后驾驶人员启动汽车引擎,成为在车辆发生事故之前排除隐患的重要研究本设计。 本设计在研究国内外防止酒后驾驶技术的基础上,针对酒后驾车导致交通事故频发的事实,设计一种基于单片机的智能防酒后驾驶控制系统。系统先检测司机呼出气体酒精浓度,显示检测结果,并据此执行相应的控制。本次设计主要完成以下几个方面的工作: (1)根据该系统的实际目的和系统装置所使用的特定环境,选择酒精传感器作为检测驾驶员呼出气体酒精含量的工具;采用合适的单片机、显示模块、报警模块、继电器驱动模块设计硬件系统; (2)在 Keil uvision4基础上编写完成系统的软件设计,并进行编译调试; (3)在proteus环境下对系统进行仿真 (4)整合调试软硬件,并调试检验。 1 2020年4月19日
关键词:汽车;酒后驾驶;智能闭锁;单片机 2 2020年4月19日
Abstract With the development of transportation industry technology, as well as the increase of car ownership, cars bring people comfortable and convenient at the same time, also has brought human frequent traffic accidents, such as traffic safety hidden trouble, such as drunk driving and driving without a license, driving violations, serious threat to human life and property safety.Especially the traffic accidents caused by drunken driving is quite high.Therefore, from the perspective of active safety, against drunk drivers to start the car engine, be ruled out before vehicle accident hidden trouble of important research in this design. This design on the basis of the research at home and abroad to prevent drunk driving technology, aiming at the fact that drunk driving cause traffic accident frequency, design a kind of intelligent against drunk driving control system based on single chip microcomputer.System to detect breath gas alcohol concentration, according to 3 2020年4月19日
基于某AT89C51单片机酒精浓度检测仪
邮电大学 毕业设计（论文） 基于AT89C51单片机酒精浓度检测器 学院（系）： 专业班级： 学生： 指导教师：
学位论文原创性声明 本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年月日 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、囗，在年解密后适用本授权书 2、不囗。 （请在以上相应方框打“√”） 作者签名：年月日 导师签名：年月日
邮电大学 本科生毕业设计（论文）任务书 学生专业班级 指导教师工作单位 设计（论文）题目：基于AT89C51单片机酒精浓度检测器 设计（论文）主要容： 本课题的主要功能是设计一个采用AT89C51单片机的酒精浓度探测仪，酒精传感器采用MQ-3型，传感器的作用是将酒精气体浓度信号转化为可以让ADC采集的电信号，同时让电信号驱动LED，LED亮度代表酒精浓度，ADC采集的数据传输给51单片机，并由51单片机控制，采用液晶显示器LCD1602显示酒精的浓度。 要求完成的主要任务： 1、查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于3篇，并完成开题报告。 2、掌握51系列单片机原理及编程技术，熟悉ADC0809的工作原理及特性；LCD1602显示技术。 3、用altium designer绘制其原理图，由于资金有限，没有打印出PCB板，用面包板焊接实物。 4、完成不少于5000字的英文文献翻译。 5、完成不少于14000字的毕业论文。 必读参考资料： [1] 何立民．MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M]．：航天航空大学版社，2009． [2] 吴建平．传感原理及器应用第二版[M]．科学技术，2011． 指导教师签名系主任签名 院长签名（章）
防酒驾系统
防酒驾系统 一、创意缘由： 由于中国的传统酒文化，“无酒不成席”成了我们请客、团聚吃饭的约定俗成。如今人们的生活水平有了很大的提高，私家车也基本成了一个家庭的标配。这就产生了一个问题：喝酒和开车。虽然我们提倡喝酒不开车，开车不喝酒。但仍然还是有很多人产生了侥幸心理，喝了酒仍然开车，甚至有的人醉酒还在开车。这样就严重威胁到了公共安全和驾驶人自身的安全，并且也增加了警察执勤的工作量。为了从源头上根本杜绝酒驾的发生，减少因酒驾带来的不安全行为，我的创意应运而生。 二、创意名称：防酒驾系统 三、创意产品使用场所：各种机动车 四、创意功能介绍： 防酒驾系统是由四个单元合成的一个系统，这四个单元分别是：热感应器，酒精检测仪，断电开关、报警器。首先在机动车的座位下面安装热感应器，当我们驾驶员坐在驾驶位时，热感应器将数据传到位于方向盘中央位置的酒精检测口，酒精检测口自动收集来自驾驶位的呼出气体，这时酒精检测仪自动开启。如果被测试人员通过了酒精测试，与酒精检测仪相连接的汽车电路打开，这时驾驶员可正常用车；反之，如果被测试人员不能通过酒精测试，与酒精检测仪相连的汽车电路关闭，这时驾驶员就不能点火，报警器发出“喝酒不开车开车不喝酒”提示音，提醒驾驶员不能驾驶车辆。
五、创意缺陷 1、防酒驾系统检测驾驶位气体的时候有可能不够准确。 2、有些药物如藿香正气水，云南白药酊等食用后有可能产生误判断。 六、创意可行性： 在科技和经济高速发展的21世纪，国家完全可以以强制标配形式要求汽车厂商加装到汽车上，就如安全气囊和ESP一样，把这些安全系统运用到汽车上，让人们可以尽量减少伤害事故的发生。 七、创意预设效果： 人们可以继续放心的体验“无酒不成席”的快乐，也可以把喝酒不开车强化成喝酒不能开车，养成良好的用车习惯，减轻交警查酒驾的工作负担，减少因酒驾带来的交通安全隐患，营造和谐文明的交通氛围。
汽车防酒驾控制器系统设计
本文以模块化的设计思路，其核心电路为单片机最小系统，感应电路为红外传感应电路，控制电路采用继电器，检测电路为酒精浓度检测模块，无线通讯模块则采用wifi模块。 当红外传感器检测到驾驶室驾驶员进入，系统开始进入工作状态，此时，驾驶员想要发动汽车，须向传感器呼出气体，当检测到驾驶员呼出气体酒精浓度超标后，由继电器控制车内点火部分电路断开，此时汽车无法发动，并在显示电路中显示驾驶员酒精含量，由模块传入服务器端，作为一次记录。 若驾驶者想要发动汽车，须等待酒精传感器恢复时间过后，再次向其提供气体样本，直至检测结果显示酒精含量合格后，方可发动汽车。
一、酒精浓度检测电路设计 酒精传感器的基本原理可简述为将探测到的酒精浓度转换成有用电信号的器件，并根据这些电信号的强弱就可以获得与待测气体在环境中的存在情况有关的信息。 气敏传感器是由微型氧化铝陶瓷管、氧化锌敏感层，测量引脚电极和温度加热器组成同。敏感元件固定在塑料或不绣钢制成的腔体内，加热器为气敏元件提供了必要的工作条件。封装好的气敏元件有六个管脚输出，其中四个用于信号的取出，两个用于提供加热的电流。
图中1、2、3分别表示MQ-3乙醇传感器的引脚排列图、引脚功能图、使用接线图。其中H-H表示加热极（5V）,A-A、B-B传感器表示敏感元件的两个极，图3中框图中“V”为传感器的工作电压，同时也是加热的电压。 传感器的标准回路有两部分组成。其一为加热回路，其二为信号输出回路，它可以准确反映传感器表面的电阻值变化。传感器表面电阻R5的变化，是通过与其串联的负载电阻上的有效电压信号输出获得的。二者之间的关系表述为公式所示: 其中，V为回路电压，电压为10V，负载电阻RL可调为0.5-200千欧。负载电阻RL 可调，加热电压一般为5V。
《关于防酒驾的创新设计》
一、前言 如今，随着社会经济的发展，汽车已经走进千家万户，各式各样的汽车成为越来越普遍的代步工具。当然，汽车越来越普遍，道路上的汽车数量也越来越多，随之而来的是越来越严峻的交通问题。近年来醉驾也成为交通事故频发的罪魁祸首，仅管国家开始重视对醉驾的惩治，政府加大监管和打击力度，例如高晓松醉驾案的审理，但是这也并不能杜绝醉驾的发生。大多数醉驾者明知危险，仍然抱着侥幸心理铤而走险，这对公共安全具有很大威胁，也极大的影响人身财产安全。 在现有交通警察查处有限和驾驶员酒后自控能力很差的情况下，要想真正杜绝酒后驾车的现象，必须从源头抓起，即让酒后的司机无法起动汽车，只有这样才能从根本上预防由酒后驾车而引起的一系列问题。于是设计了一个能安装在驾驶员车内的防酒后驾车控制器。 二、该设计实现的目的和主要任务如下： 若司机没喝酒，绿灯亮，能启动发动机； 当酒后驾驶员准备驾车时，有红灯亮，自动切断高压点火路线，无法启动发动机； 当故意损坏酒敏传感器，无法启动发动机； 性能安全可靠、占据空间小； 可安装在汽车、摩托驾驶员座位前方的位置。 三、设计框图与原理 3.1设计框图
图1 3.2工作原理 如图1所示，若司机没有喝酒，在驾驶室内合上开关S，则K1继电器带电吸合，K1-1触头闭合，为发动机点火作好准备；同时气敏器件的加热元件开始加热；此时气敏元件的A、B极间电阻很大，则U2为高电平，U1为低电平，555定时器截止，3脚输出高电平，K2继电器线圈不带电，K2-1保持闭合状态，发电机点火，汽车起动，发光二极管VD1通电发绿光，显示正常。 若司机酗酒，气敏器件的A、B极间电阻急剧下降，则U2为低电平，U1为高电平，555定时器导通，3脚输出低电平，K2继电器线圈带电，K2-1断开，无法起动发动机，K2-2常开触头闭合，发光二极管VD2发出红光，以示警告。 若司机拔出气敏器件，则继电器K1线圈失电，其常开触点K1-1断开，仍然无法起动发动机。
基于单片机防酒后驾驶毕业设计 开题报告
华东交通大学理工学院 本科生毕业设计（论文） 开题报告 题目：基于单片机防酒后驾驶控制系统设计 分院：电气与信息工程分院 专业：电子信息工程 班级：四班 学号：20090210410407 姓名：王雷 指导教师：兰明 填表日期：2013 年 2 月11 日
一、选题的依据及意义： 近年来随着社会的发展，经济和科技的也取的了巨大的进步。汽车也越来越普及，但汽车带给社会的问题也越来越严重。世界各地每时每刻都会发生交通事故，据世界卫生组织（WHO）统计，全球每年有120多万人在交通事故中丧生，这也是说平均没20秒就有一人死于交通事故。据世界银行2010年的统计数据，全世界每年因交通事故造成的经济损失约为1000亿美元。据世界卫生组织调查显示这些交通事故当中，有一大部分是因为酒后驾驶造成的，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。在中国，由于“酒文化”的存在，每年由于酒后驾车引起的交通事故有数万起，而造成死亡的交通事故中50%以上都与酒后驾车有关，酒后驾车的危害触目惊心，已经成为交通事故的第一大“杀手”。 当酒精在血液中的含量达到一定溶度时，人们的反应能力和控制能力都会下降，处理紧急情况的能力也随之下降，对于酒后驾车者来说，他们血液中的酒精含量越高，发生交通事故的概率也越大。据《中国青年报》报道，我国每天约有300人丧生于车祸；每年全国共发生道路交通事故77万多起，死亡11万人，直接经济损失超过33亿元。酒后驾车不仅给经济带来损失，还给不少家庭造成了无法挽回的伤害。针对以上情况，有必要开发一款系统帮助酒后驾驶员进行安全驾驶，适时的提醒驾驶员安全驾驶，避免了因为酒后驾驶而造成的交通事故。 二、国内外研究现状及发展趋势（含文献综述）： 随着人们生活质量的提高，社会经济发展，越来越多的人能够买得起车，但是也带来了潜在的交通安全隐患，尤其是酒后驾驶。虽然每个国家都制定了严禁酒后驾驶的法规，并对酒后驾驶有严格的处罚，但是并不能从根本上解决问题。有些驾驶员自信自己的驾驶技术，盲目的酒后驾驶造成无法挽回的伤害。 随着自动化技术及检测技术的日益成熟，人们开始研究将自动控制系统应用于汽车上。目前针对国内外防止酒后驾车主要集中在酒精检测，但是警察常用的酒精呼吸检测仪只能初步显示司机饮酒过度，随后有酒后驾车嫌疑的司机将被带到警察局接受血检等进一步检测，以确定其体内酒精含量是否超标。但是这种做法不能时刻监视驾驶员，无法做到提前制止，防患于未然，也不能有效的防止酒后驾车带来的危险。在不少国家，政府正在推行酒精锁来防止醉酒司机上路。酒精锁是一种车载检测装置，司机向酒精锁配备的酒精检测仪呼气，经仪器测试认定司机没有饮酒后，酒精锁才会开启，否则汽车无法发动。酒精呼吸检测仪的主要利用的是酒精传感器的工作原理进行酒精检测，对被测人呼出气体进行检测。检测仪上的酒精传感器，可以从气体中将酒精气体检测出来。气体中的酒精气体越浓，检测到的信号越大。而血液中的酒精含量越高，呼出中气体中的酒精含量越高。按照美国和国际通用标准，呼气中的酒精含量是血液中酒精含量的2100倍，由此，根据检测到的呼气中酒精含量就可以得出血液酒精含量。当酒精含量超过预设定值时，汽车点火装置被锁死无法启动，从而防止酒后驾车。 当然还有一些预防酒后驾车的技术正在研究之中。比如，英国布里斯托尔大学的研究人员企图通过测定司机眼睛来识别司机是否酒后开车。在正常状态下，司机转动方向盘之前会提前0.85秒左右将目光转向一边。饮酒明显缩短这个时间差。两小杯伏特加酒就可以使时间差降到0.5秒以下，研究人员就是利用这个时间差判定驾驶人员是否酒驾，从
智能酒驾检测系统1
摘要 随着交通行业技术的发展，以及汽车保有量的增加，汽车给人类带来舒适和便捷的同时，也给人类带来了交通事故频发等交通安全隐患，如酒后驾驶、无照驾驶、违规驾驶等，严重威胁着人类生命和财产安全。特别是由酒后驾车导致的交通事故发生率比较高。因此，从主动安全角度出发，禁止酒后驾驶人员启动汽车引擎，成为在车辆发生事故之前排除隐患的重要研究本设计。 本设计在研究国内外防止酒后驾驶技术的基础上，针对酒后驾车导致交通事故频发的事实，设计一种基于单片机的智能防酒后驾驶控制系统。系统先检测司机呼出气体酒精浓度，显示检测结果，并据此执行相应的控制。本次设计主要完成以下几个方面的工作： （1）根据该系统的实际目的和系统装置所使用的特定环境，选择酒精传感器作为检测驾驶员呼出气体酒精含量的工具；采用合适的单片机、显示模块、报警模块、继电器驱动模块设计硬件系统； （2）在 Keil uvision4基础上编写完成系统的软件设计，并进行编译调试；（3）在proteus环境下对系统进行仿真 （4）整合调试软硬件，并调试检验。 关键词：汽车；酒后驾驶；智能闭锁；单片机
Abstract With the development of transportation industry technology, as well as the increase of car ownership, cars bring people comfortable and convenient at the same time, also has brought human frequent traffic accidents, such as traffic safety hidden trouble, such as drunk driving and driving without a license, driving violations, serious threat to human life and property safety.Especially the traffic accidents caused by drunken driving is quite high.Therefore, from the perspective of active safety, against drunk drivers to start the car engine, be ruled out before vehicle accident hidden trouble of important research in this design. This design on the basis of the research at home and abroad to prevent drunk driving technology, aiming at the fact that drunk driving cause traffic accident frequency, design a kind of intelligent against drunk driving control system based on single chip microcomputer.System to detect breath gas alcohol concentration, according to test results, and implement corresponding control accordingly.This design mainly completed the following several aspects: (1) according to the actual purpose of the system and the system device used by a particular environment, alcohol sensor is chosen as the test driver's breath gas alcohol content of tools;Use appropriate microcontroller, display module, alarm module, relay driver module design of the hardware system; (2) in Keil uvision4 written on the basis of system software design, and debugging; (3) under the environment of proteus simulation system (4) integrated debugging of software and hardware, testing and debugging.
基于 arduino 单片机的智能防酒驾报警系统的设计
基于 arduino 单片机的智能防酒驾报警系统的设计 发表时间：2020-03-25T09:26:38.600Z 来源：《工程管理前沿》2020年1期作者：李君秩马旭阳魏晓玮张月恒刘津王[导读] 目前酒后驾驶已经成为交通事故的主要原因。虽然国家通过加大检查力度来控制酒驾摘要：目前酒后驾驶已经成为交通事故的主要原因。虽然国家通过加大检查力度来控制酒驾，但交警在路上抽查具有随机性，且效率低下。基于单片机的智能防酒驾系统能够识别驾驶员是否酒驾并且能够实现智能提醒。当传感器检测到司机体内的酒精浓度大于预先设定的酒驾值时，单片机对警报提示系统发出信号，警报系统在接收到信号后蜂鸣器发出警报，并在LCD屏上显示传感器检测到的酒精浓度。 以此源头上减少酒驾人员出行，从而减少酒驾事故的发生。 关键词：arduino单片机；MQ-3酒精传感器；1602液晶屏0引言 随着人民生活水平的提高,机动车的数量日渐增多。但随着车辆的增多，酒驾成为威胁道路安全的重要因素。据世界卫生组（WHO）统计，全球每年有60-70万人死于因酒驾引发的交通事故。酒后驾驶已经被世界卫生组织列为车祸致死的首要原因。大部分的酒驾人员并不是没有意识到酒驾的危害性，而是无法清楚的判断自身是否能够达到驾车要求。为了避免这类交通悲剧的发生，我们希望设计一种智能报警系统，用于司机在刚上车时检测其体内的酒精含量是否达到酒驾标准，在液晶屏上显示驾驶员的酒精含量，若达到酒驾标准则通过单片机的发出的报警。 很多的酒驾人员知道自己喝酒了，但大多数认为自己不会轻易的达到酒驾标准就继续开车上路，酒驾报警系统可以清晰的提醒司机，其已达到酒驾标准，继续上路会被交警查出或引发事故。 1 硬件设计 1.1硬件设计方案 酒驾检测报警系统分为三部分，检测系统、报警系统和控制系统。检测系统主要为3路MQ-3酒精传感器，报警系统为1602液晶屏、蜂鸣器和LED灯，控制系统为arduino单片机。MQ-3酒精传感器通过模拟信号输出端将检测到的信号传输至arduino单片机，单片机通过A/D转换将模拟信号转换为数字信号，并由MCU运算处理器得出检测数值显示在1602液晶屏上，并判断该模拟数值是否需要报警，若需要，则将信号发送给蜂鸣器及LED灯。3路酒精传感器分别安装在挡光板、方向盘和窗边这三个位置，以适应不同身高，不同坐姿的驾驶员。 图1 系统运行流程图1.2 Arduino单片机 Arduino是一款便捷灵活、方便上手的开源电子原型平台。包含硬件（各种型号的Arduino板）和软件（Arduino IDE)。它构建于开放原始码simple I/O介面版，并且具有使用类似Java、C语言的Processing/Wiring开发环境。主要包含两个的部分：硬件部分是可以用来做电路连接的Arduino电路板；另外一个则是Arduino IDE。Arduino能通过各种各样的传感器来感知环境，通过控制灯光、马达和其他的装置来反馈、影响环境。板子上的微控制器可以通过Arduino的编程语言来编写程序，编译成二进制文件，烧录进微控制器。 图2 Arduino实物图1.3 MQ-3酒精传感器