胡海云+張馨+許清竹+檀玉平+徐云飛

摘 要：本文研究的是基于51單片機(jī)的防酒駕汽車安全裝置，本設(shè)計(jì)把酒精檢測(cè)報(bào)警裝置與汽車點(diǎn)火裝置聯(lián)系在一起。通過(guò)壓力傳感器和酒精傳感器采集信號(hào)，再通過(guò)ADC0809進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，最后利用51單片機(jī)在顯示屏上顯示。當(dāng)酒精濃度達(dá)到法律規(guī)定的濃度時(shí)，蜂鳴器和LED將不斷的進(jìn)行鳴笛和閃爍。繼電器將斷開，汽車的點(diǎn)火裝置將無(wú)法開啟。相反地，繼電器閉合，汽車點(diǎn)火裝置將打開，可以正常行駛。

關(guān)鍵詞：51單片機(jī)；壓力傳感器；酒精傳感器

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.08.252

1 引言

近年來(lái)，伴隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)，汽車已經(jīng)成為我國(guó)重要的交通工具。隨之酒后駕車事故也成為我國(guó)交通事故的重要原因。為了避免交通悲劇的發(fā)生，一種能夠有效地防止民眾酒后駕駛的系統(tǒng)的出現(xiàn)就成了現(xiàn)實(shí)中的迫切要求。

2 總體設(shè)計(jì)方案

項(xiàng)目是由51單片機(jī)最小系統(tǒng)板做主控板，包括電源模塊、傳感器模[1]塊、報(bào)警模塊、液晶模塊。傳感器有酒精傳感器、壓力傳感器。當(dāng)司機(jī)發(fā)動(dòng)汽車時(shí)， 報(bào)警系統(tǒng)采用酒精傳感器探測(cè)氣體信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。由于酒精含量與酒精傳感器檢測(cè)后產(chǎn)生的電壓信號(hào)成特定的比例關(guān)系，因而可根據(jù)電壓號(hào)進(jìn)行酒精含量的判斷。檢測(cè)到的信號(hào)經(jīng)過(guò)放大之后，通過(guò)8位ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理判斷。假設(shè)酒精含量沒(méi)有超標(biāo)，LCD顯示屏幕顯示當(dāng)前酒精濃度，控制繼電器打開點(diǎn)火裝置，汽車就可以啟動(dòng)；反之，蜂鳴器報(bào)警，同時(shí)檢測(cè)指示燈亮，控制繼電器切斷點(diǎn)火裝置電源，駕駛?cè)藛T將無(wú)法啟動(dòng)汽車。為了確保檢測(cè)來(lái)自于司機(jī)本人，避免其它乘客飲酒帶來(lái)的干擾，在系統(tǒng)中同時(shí)加入壓力傳感器，使得在一定的吹氣壓力下系統(tǒng)才開始檢測(cè)。

3 硬件電路設(shè)計(jì)

硬件電路分為電源模塊、單片機(jī)最小系統(tǒng)模塊、信號(hào)采集模塊、酒精檢測(cè)模塊、氣體壓力檢測(cè)模塊、液晶顯示模塊、報(bào)警模塊、繼電器控制模塊。

3.1 電源模塊電路

整個(gè)系統(tǒng)通過(guò)充電寶來(lái)提供5V的電源，經(jīng)過(guò)濾波電路對(duì)單片機(jī)進(jìn)行供電。

3.2 信號(hào)采集電路

該模擬信號(hào)主要為酒精濃度信號(hào)和氣流的壓力信號(hào)，采集的模擬信號(hào)通過(guò)AD轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，再通過(guò)單片機(jī)處理在LCD中顯示。

3.3 傳感器檢測(cè)電路

本系統(tǒng)需要酒精傳感器和壓力傳感器，我們采用的是ZYMQ-3氣體傳感器和壓力傳感器MPS1100。我們將傳感器上得模擬信號(hào)輸入口與單片機(jī)上的M0和M1相連接。

3.4 液晶顯示電路

本系統(tǒng)使用的是12864液晶顯示屏，與單片機(jī)串行方式連接。為了節(jié)約I/O口和畫電路圖時(shí)連線方便。

3.5 繼電器控制電路

本系統(tǒng)采用的是5V的繼電器，當(dāng)酒精濃度低于酒駕濃度是繼電器閉合，LED發(fā)光，汽車可以正常行駛。反之，繼電器斷開，不能打開汽車點(diǎn)火裝置。

4 軟件代碼調(diào)試

系統(tǒng)開始調(diào)試，首先初始化，然后進(jìn)入歡迎界面，再采集數(shù)據(jù)，再大循環(huán)中進(jìn)行判斷。若酒精沒(méi)有超標(biāo)，繼電器閉合，汽車點(diǎn)火裝置可以打開。反之，繼電器斷開，蜂鳴器鳴笛和LED不斷閃爍，切斷汽車點(diǎn)火裝置，汽車無(wú)法正常行駛。

5 結(jié)論

本文針對(duì)防酒駕系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對(duì)模擬量的采集和處理，軟件設(shè)計(jì)及其硬件電路設(shè)計(jì)做了充分的介紹。通過(guò)對(duì)硬件電路和軟件的不斷的修改，算法的優(yōu)化，參數(shù)的調(diào)整，實(shí)現(xiàn)了對(duì)汽車的防酒駕的功能。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)會(huì)了對(duì)硬件電路的正確和快速的設(shè)計(jì)，對(duì)軟件的調(diào)試和算法如何優(yōu)化進(jìn)行了基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)，為以后這方面的深入研究奠定基礎(chǔ)。

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