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1、酒后驾驶研究论文酒后驾驶研究论文摘要摘要近几年，因酒后驾驶造成的多起交通事故极大地危害着群众的 生命财产安全，为了减少甚至杜绝这种现象，目前通常是采用呼气 酒精测试仪对驾驶人员进行检测，以确定驾驶人员是否饮酒。市场 上警用酒精测试仪种类繁多、功能强大、灵敏度高，但是由于它没 有安装在汽车内部，只能由交警人员来实施，这既浪费警力，又不 方便，也不能从根源上解决此类问题，因此酒后驾车事件仍时有发 生。 本系统提出了一种基于 STC 单片机的酒精检测控制报警器，该 仪器将安装在汽车内，当驾驶人员预开启汽车时，必须通过系统的 酒精测试装置，系统将根据检测到的酒精含量是否超标控制汽车点 火器打开或者关闭
2、，如果超标，则驾驶人员无法启动汽车，因此从 根本上杜绝了酒后驾车的出现。该系统具有性价比高，智能化程度 高，工作稳定可靠的优点。 关键字：关键字：酒精传感器、单片机目目 录录1系统工作原理：.12 系统电路设计.22.1 系统硬件设计.22.1.1 电源电路(图 2.1.1).22.1.2 单片机电路.22.1.3 信号采集电路.42.1.4 酒精信号检测电路.42.1.5 气体压力检测电路.52.1.6 信号放大电路.52.1.7 指示灯和液晶显示电路.62.1.10 信号通道切换电路(图 2.1.12).92.2 系统软件设计.9结语.10附录 2：传感器参数.131.酒精传感器 MQ-3
3、（ 图 2.1.5）.132.压力传感器 TTP501(图 2.1.6).14附录 3：参考文献附录.16附录 4：电路原理图.17附录 5：程序源代码.1811 1 系统工作原理：系统工作原理：系统采用驾驶员主动呼气方法, 以判断驾驶员是否是酒后开车, 总体方案设计如附录1所示。该系统可放置在汽车仪表盘位置, 当司 机发动汽车时, 报警系统采用酒精传感器探测的气体信号进行检测。 由于酒精含量与酒精传感器检测后产生的电压信号成特定的比例关 系，因而可根据电压信号进行酒精含量的判断。检测到的信号经过 放大之后，通过8位ADC转换为数字信号，由单片机对此信号进行处 理判断，假设酒精含量没有超标，L
4、CD显示屏幕显示当前酒精浓度， 控制继电器打开点火装置，汽车就可以启动；反之，蜂鸣器报警， 同时检测指示灯亮，控制继电器切断点火装置电源，驾驶人员将无 法启动汽车，以此从根本上实现控制酒后驾车。汽车启动后，该系 统进入低功耗状态。为了确保检测的酒精信号来自于司机本人，避 免其它乘客饮酒带来的干扰，在系统中同时加入压力传感器，使得 在一定的吹气压力下系统才开始检测。22 2 系统电路设计系统电路设计2.12.1 系统硬件设计系统硬件设计2.1.12.1.1 电源电路电源电路(图 2.1.1)图 2.1.1 2.1.22.1.2 单片机电路单片机电路 如图(图 2.1.2)所示：单片机电路主要由复
5、位电路、时钟电路、 电源等部件组成。图 2.1.23STC89C58RC/RD+单片机（图 2.1.3）是宏晶科技推出的新一代高速 低功耗超强抗干扰的单片机，指令代码完全兼容传统 8051 单片机， 以 12 个时钟为一个机器周期和以 6 个时钟为一个机器周期可以任意 选择，HD 版本和 90C 版本内部集成 MAX810 专用复位电路。图 2.1.3 1. 增强型 8051 单片机，6 时钟/机器周期和 12/机器周期可以任 意选择，指令代码完全兼容传统 8051 2. 工作电压：5.5V-3.3V(5V 单片机)/3.8V-2.0V(3V 单片机) 3. 工作频率范围：040MHZ,相当于
6、普通 8051 的 080MHZ,实际 工作频率可达 48MHZ. 4. 用户应用程序空间：4k/8k/13k/16k/32k/64 字节 5. 片上集成 1280 字节或 512 字节 RAM 6. 通用 I/O 口（35/39 个） ，复位后位：P1/P2/P3/P4 是准双向 口/弱上位（普通 80581 传统 I/O 口） ；P0 口是开漏输出， 作为总线扩展用时，不用加上拉电阻。 7. ISP（在系统可编程）/IAP（在应用可编程） ，无需专用编程 器，无需专用仿真器可通过串口（RxD/P3.0,TxD/P3.1）直 接下载用户程序，数秒即可完成一片 8. 有 EEPROM 功能 9
7、. 看门狗 10. 内部集成 MAX810 专用复位电路（HD 版本和 90C 版本才有） ， 外部晶体 20M 以下时，可省外部复位电路。411. 共 3 个 16 位定时器/计数器，其中定时器还可以当成两个 8 位定时器使用。 12. 外部有中断 4 路。 13. 通用异步串行口（UART） ，还可以用定时器软件实现多个 UART2.1.32.1.3 信号采集电路信号采集电路模拟信号主要有酒精浓度信号和气流的压力信号，采集的模拟信号 通过 AD 转换为数字信号，然后由单片机完成处理工作。AD 工作在 中断方式，这样可以提高 MCU 的实时响应能力。2.1.42.1.4 酒精信号检测酒精信号
8、检测电路电路酒精检测电路（如图 2.1.4）由高精度酒精传感器、气体压力传感器，信号运算放大电路、和 AD 转换器等组成。主要功能是检测酒精 含量，判断其是否超标。同时，压力传感器感受司机呼出气体的压 力，来判断司机是否吹气，并防止非驾驶人员喝酒对检测的影响 。图 2.1.4酒精传感器（图 2.1.5）采用旁热型半导体式酒精气敏元件 MQ3，它对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性，快速的响应 恢复，长期的寿命和可靠的稳定性，探测范围为 101000ppm，尤5其适用于酒后驾驶人员的检测。图 2.1.5 图 2.1.62.1.52.1.5 气体压力检测电路气体压力检测电路图 2.1.7 气体
9、压力检测电路（图 2.1.7）主要采用气体压力传感器 TTP501（图 2.1.6） ，由恒定电流或电压驱动，且输出信号宽，容易 采集处理，探测压力范围宽为 10psi100psi,可用于检测干燥空气 或无腐蚀性气体。2.1.62.1.6 信号放大电路信号放大电路信号放大电路采用通用运放 UA741（图 2.1.8） ，它具有高的开 环增益，内部自带短路保护，供电电压范围很宽，具有很高的性价 比。 A/D 转换采用美国德州仪器公司出品的 8 位模数转换器 ADC0804LCN，它具有简单的 RC 时钟电路，模拟信号采用差分输入，6具有较高的模抑制比。图 2.1.82 2.1.7.1.7 指示灯
10、和液晶显示电路指示灯和液晶显示电路指示灯电路（图 2.1.9）有两个指示灯。一个是电源指示灯， 工作时亮；另一是检测提示灯，当该灯亮时，表明酒精含量已超标， 不可驾驶；反之，酒精含量未超标，驾驶员可以驾驶。液晶显示电路用来显示测定得到的酒精的浓度。液晶显示电路 采用 JM1602 字符液晶，这是一款低功耗的点阵图形式 LCD，可以工 作在 3.3V 供电的情况下，显示格式为 16（列）2（行） ，具有多 功能指令，既可以工作于串行方式又可以工作于并行方式，很容易 与 8 位的单片机相连。本系统中与单片机的连接采用并行工作模式。7图 2.1.92.1.2.1.8 8 声光报警电路声光报警电路8图 2.1.10利用蜂鸣器和 LED 作为报警器（图 2.1.0） ，当酒精含量超标时，发出禁止行车警告音，同时 LED 闪烁；不超标时，不发出提示音LED 熄灭。由 P1.3 和 P1.4 驱动蜂鸣器来实现。2.1.92.1.9 继电器控制电路继电器控制电路图 2.1.119继电器控制电路（图 2.1
