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1、摘 要随着科技的进步，智能产品在社会生产和人们生活等方面扮演着越来越重要的角色,在我们的日常生活中智能产品已经随处可见。本文以STC89C52单片机和酒精传感器MQ-3为核心部分，设计制造一种基于单片机的汽车醉酒禁驾系统。该系统在酒精浓度超标的环境下可以自动控制汽车禁止启动，为减少酒后驾车造成的交通事故提供了帮助。同时该系统还具有声光报警、LCD显示的功能。并且该系统可以使用在不同的监控环境下，可根据不同的环境设置不同的阈值，超过阈值即进行声光报警，并自动禁止启动汽车。该设计方案的优点是硬件电路设计简单，软件功能采用C语言编程，方便灵活。而设计用的酒精传感器具有灵敏度高、工作性能好、低功耗、低
2、成本等优点。该系统不仅可以运用在交通检测中，还可以使用在酒厂和食品工厂发酵监控等场所。关键词：醉酒禁驾；STC89C52单片机；酒精传感器；阈值AbstractWith the progress of science and technology, intelligent products in social production and people life, playing an increasingly important role in our daily life, intelligent products has been everywhere. This paper takes
3、 the STC89C52 single chip and alcohol sensor MQ -3 as the core part, the design and manufacture of a drunken driving ban of car based on single chip system. The system in the alcohol concentrations exceed the standard environment can automatically control the motor start-up prohibited, as in reducin
4、g drunk driving traffic accidents caused by the offers of help. At the same time, the system also has a sound and light alarm, LCD display function. And the system can be used in different monitoring environment, according to different environmental settings of different thresholds, exceeds a thresh
5、old that sound and light alarm, and automatically banned and start the car. The design scheme has the advantages of simple hardware circuit design, software function is the use of C language programming, convenient and flexible. Design and use of alcohol sensor has high sensitivity, good working per
6、formance, low power consumption, low cost and other advantages. The system not only can be used in traffic detection, may also use in the winery and food plant fermentation monitoring etc.Key words: A drunken driving ban; STC89C52 single-chip microcomputer; Alcohol sensors; Threshold value目 录第1章 概述1
7、1.1 选题的依据和课题的意义11.2 选题的目的11.3 国内外研究概况21.4 课题研究方法31.5 设计构成及研究内容3第2章 系统的工作原理与结构42.1 系统的工作原理42.2 系统的结构框图4 系统的整体结构特点52.4 系统的设计内容62.5 本章小结6第3章 汽车醉酒禁驾系统的硬件设计73.1 单片机的选择73.2 酒精浓度检测的设计123.3 按键设定阈值及阈值存储电路的设计163.4 液晶接口电路的设计173.5 声光报警电路的设计183.6 单片机供电与程序下载电路193.7 晶振电路的设计203.8 复位电路的设计213.9 系统继电器控制电路的设计213.10 系统完
8、整电路图223.11 本章小结23第4章 系统的软件实现244.1 A/D转换的软件实现244.2 阈值设定及显示的软件控制254.3 整体软件控制流程264.4 本章小结28第5章 系统的调试和实物图295.1 单片机安装的程序调试295.2 按键修改酒精阈值程序295.3 酒精传感器TTL输出测试程序305.4 整体功能调试程序315.5 系统的硬件调试过程325.6 系统的实物图335.7 本章小结33结论34参考文献35致 谢36附录37第1章 概述 选题的依据和课题的意义根据WTO数据，2003年全世界人均纯酒精消费量为，其中欧洲地区人均纯酒精消费量达，美洲地区人均消费量为。俄罗斯及
9、其周边的东欧国家酒精消费量最高，其次为欧洲其他国家。在人均国民生产总值低于7000美元的低收入国家，酒精消费量与人均国民生产总值有关，人均国民生产总值越高这个国家或者地区的酒精消费量也就越高。随着我国近些年来高速发展的经济水平和居民生活水平，私家车的占有率直线上升，几乎做到每家都有一台或者几台私家车了。但是，随着私家车的普及，带来了交通事故的频频发生，特别是因为酒后驾车所引发的交通事故，给自己和他人的生命财产带来严重的威胁，同时也给国家和社会带来了巨大的经济损失。因此，对于每辆汽车安装智能的醉酒禁驾系统是很重要的，在每次驾驶之前自行检测酒精浓度再决定驾驶员是否可以安全驾驶，这不仅是对自己赋有责
10、任感的表现，也是对国家，对社会赋有责任感的表现。酒后驾车上路的危害一是触觉能力下降。科学研究发现，驾驶员在没有饮酒的情况下行车，发现前方有危险情况，从视觉感知到踩制动器的动作中间的反应时间为秒，饮酒后尚能驾车的情况下反应时间要减慢2至3倍，同速行驶下的制动距离也要相应延长，这大大增加了出事的可能性。饮酒后驾车，因酒精麻醉作用，人的手、脚触觉较平时降低，往往无法正常控制油门、刹车及方向盘。二是判断能力和操作能力降低。饮酒后，人对光、声刺激的反应时间延长，从而无法正确判断距离和速度。三是视觉障碍。饮酒后会使视力暂时受损，视像不稳，辨色力下降，因此不能发现和正确领会交通信号、标志和标线。饮酒后视野还
11、会大大减小，视像模糊，眼睛只盯着前方目标，对处于视野边缘的危险隐患难以发现。1.2 选题的目的汽车的普及，虽然给人们带来了很大的出行方便，但随之而来也有很大的伤害，据统计，全球每年死于道路交通事故的人数已超过120万 ，其中95%的事故死亡是由于酒后驾车引起的。为了减少酒后驾车带来的危险，我国采取了严厉的法律制裁那些酒后驾车的人，可是还是有很多人以身试法造成难以挽救的灾难。为了减少因酒后驾车引发的交通事故，全世界都在研究有效、灵敏的检查酒精浓度仪器。为了检查酒驾，警察常常使用一种便携式的酒精呼吸检测仪。通过检测驾驶员呼出的气体判断驾驶者是否饮酒，而目前使用的酒精呼吸检测仪只能初步显示驾驶员是否
12、饮酒，具体酒精浓度含量还得通过血液检测才能测得。从理论上说，要判断是否是酒后驾驶，最简单可行的方法是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。大量的统计研究结果表明，如果被测者深吸气后以中等力度呼气达三秒钟以上，这时呼出的气就是从肺部深处出来的气体，呼气中的酒精含量与血液中的酒精含量。根据国家质量监督检验检疫局发布的车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验(GB195222004)中规定，该规定指出，饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。为了能精确
13、的测量出驾驶员是否属于酒后驾车，同时为了减少酒后驾车引起的交通事故我设计了本系统。1.3 国内外研究概况受20世纪信息技术快速发展的影响，传感技术逐渐走向成熟，在生活生产中得到了广泛的应用。由于传感器在各个领域都有着举足轻重的作用，因此，高精度、高可靠性、微型化、低功耗和智能数字化成了其发展方向。为了检查酒驾，警察常常使用一种便携式的酒精呼吸检测仪。通过检测驾驶员呼出的气体判断驾驶者是否饮酒，而目前使用的酒精呼吸检测仪只能初步显示驾驶员是否饮酒，具体酒精浓度含量还得通过血液检测才能测得。后来英国推出一种超级酒精呼吸检测仪，能够根据体温、呼吸频率等情况，当场判断出驾驶员体内的酒精含量。由此可见，
14、高精度、高可靠性、微型化以及低功耗是酒精浓度检测仪今后发展的主流方向。迄今为止，对气体中酒精含量进行检测的设备有燃料电池型、半导体型、红外线型、气体色谱分析型和比色型五种类型，但由于其他检测方法复杂且可操作性低，燃料电池型和半导体型受到大家的广泛关注。燃料电池是当前世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃气体转变成电能，而不产生污染。酒精传感器只是燃料电池的一个分支。燃料电池酒精传感器采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满特种催化剂，是进入燃烧室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上，此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比，燃料电池
15、型呼气酒精测试仪具有稳定性好，精度高，抗干扰性好的优点，但是由于燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密，制造难度相当大，目前仅在美国、英国、德国等少数几个国家能够生产，加上材料成本高，价格昂贵，通常是半导体传感器的几十倍。1.4 课题研究方法（1）文献索引法：利用学校图书馆资料和文献及通过网络查询相关资料对本课题有足够深的了解，为本设计的具体模块电路做好理论准备。（2）调查法：与身边的同学和朋友进行交流，充分考虑本设计实现的功能，尽可能完善该设计的功能。 （3）对比分析法：与目前市场上相关产品进行比较，发现该醉酒禁驾系统存在的不足以及可以优化的部分，加以改进。1.5 设计构成及研究内容该控制系统以52内核单片机和气敏酒精传感器为核心，具有声光报警和LCD显示功能。为了满足不同环境下的检测，可以根据不同的环境设置不同的阈值，超过阈值即进行声光报警，提示危害。软件编程采用的是C语言。设计主要包括以下内容：第1章：概述了国内外对醉酒驾驶的关注，介绍了选题的背景、意义、目的以及选题的研究方法。第 2 章：介绍基于单片机的汽车醉酒禁驾系统的工作原理和结构。第3章：基于单片机的汽车醉酒禁驾系统的硬件设计，给出系统的完整电路图，并介绍该系统应用到的各种器件工作原理和接线图。第 4 章：主要讲述了系统
