基于单片机的防酒驾系统方案.docx

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基于单片机的防酒驾系统方案

基于单片机的防酒驾系统

Anti-AlcoholDrunkDriveSystemBasedonSCM

学生：

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论文提交日期：

论文答辩日期：

学位授予单位：

摘要I

AbstractII

第1章绪论1

1.1论文研究背景1

1.2国外研究现状2

1.2.1国酒精检测现状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18

攻读学士学位期间发表的论文和取得的科研成果19

致20

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。

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

Motorvehicleownershipreachedrecordhigh,isourroadsafetyisfacingaseveretest,andalargepartoftheroadsafetyaccidentsareinvolvingadrunkdriver. Ontheonehand,thetrafficadministrativedepartmentoftheroaddrunkdrivinginspectioneffortsandpunishment.Ontheotherhandpublicitythroughthemedia,caseexamples,etc.letpeopleconsciousnesstothedrunkdrivinghazards,sothatthedriverfromnotdrunkdrivinggraduallytonotwanttodrunkdrivingchange. But the trafficmanagementdepartment inspectionand propaganda,cannot fundamentallyeliminate drunkdriving accidents. Therefore, fromthepointofviewoftechnology toeliminate drunkdriving occurred tomakeupforthe defectsofsimplemanagement andpublicity.

ThispaperusesAT89S52asthecentralprocessingunit,forreceivingtheinputsignalofthegassensor,andcontrolrelay. SelecttheMQ-3typegassensorisusedtodetectalcoholcontentinexhaledair,thedetectionresultsofinputtothemicrocontroller. Twooutputcontrolrelayendofaroadconnectingdrunkdrivingwarninglampignitiondevice,anotherwaytoconnecttheengine. Whennormalexhaledgasrelayisconnectedtotheengineignitionsystem,thecarcanstart;whenthebreathalcoholcontentexceedingtherelayisconnectedwiththewinewarninglampdriving,thevehiclecannotbestarted. Thecircuitprinciplediagramdesignandsoftwaredesign.Finally,throughtheProteusIsismodulewerecircuitsimulation,verifythedesignisreasonableandthefunctioniscomplete.

Keywords:

anti-drunkdriving;gassensor;circuitdesign;Proteussimulation

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，的每一百户居民家庭这一数字达到了63辆，、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，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、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国外研究现状

1.2.1国酒精检测现状

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，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