防酒驾控制器系统设计

摘要：为解决酒后驾驶导致交通事故发生的问题，设计一种基于单片机的智能防酒后驾驶控制器系统，该系统以单片机为核心处理单元，由酒精传感器检测出司机呼出气体酒精浓度，当浓度超标时，该系统能够自动切断汽车启动系统电源并报警，由此实现其控制功能。

关键词：酒后驾驶；单片机；酒精传感器

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）03-0655-03

1 概述

随着交通技术发展以及人民生活水平提高，越来越多的人购买汽车并选择汽车出行，汽车给人们带来方便的同时，也严重影响着我国的道路安全和人民的生命安全，据统计，酒后驾车导致的交通事故越来越高。因此，从主动安全的角度出发，在事故发生前进行预防是完全有必要的，本研究设计的防酒驾控制系统，能够通过燃料型呼气式酒精传感器检测出司机呼出气体的酒精含量，当检测到司机呼出气体内酒精含量超过规定值时，能够阻止驾驶员开启汽车引擎，无法启动汽车，同时语音报警，从而有效减少交通事故的发生，构建和谐交通环境，保障人民生命安全。

2 系统硬件原理

防酒驾控制系统的硬件系统主要由酒精传感器、单片机、A/D转换器、继电器、报警电路等组成。系统硬件的安全与否是整个系统安全的基础。

2.1系统原理框图设计

系统整体结构框图如图1所示。

系统工作原理是：驾驶员呼出的气体通过酒精传感器的检测，输出相应的电压信号，经过放大器放大处理后，经过A/D转换器转换为数字信号送入到单片机中，单片机接受数据，经过单片机处理，计算出驾驶员呼出气体酒精浓度与已经设定的酒精浓度阈值进行比较来控制继电器的开关，进而控制汽车电机的启动/关闭。

2.2 系统主要硬件功能模块设计

2.2.1 信号采集放大电路

设计选用基于电化学原理制备成的燃料电池型酒精传感器作为前端信号采集传感器。该酒精传感器的最终输出为模拟小电压信号，首先将该电压信号通过仪表放大器放大，然后将放大信号送往A/D输入端。论文采用AD623作为信号放大器，该放大器采用单电源供电，8个引脚，输入信号由2，3引脚输入，由6脚输出放大信号，该放大器外接电阻后放大增益可大1000倍，满足设计要求。

信号采集放大电路如图2所示。

2.2.2 继电器驱动电路设计

继电器驱动电路原理图如图3所示，当单片机经过前期数据计算及逻辑判断处理后，如果检测到驾驶员呼出气体的酒精浓度超过设定的阈值，并且同时驾驶员有意向开启汽车钥匙，那么防酒驾控制系统将通过单片机中的P2.0口输出逻辑电平驱动继电器关闭，从而切断汽车引擎电源，导致无法启动汽车，进而防止驾驶员酒后驾车，反之，则可以启动引擎，正常打火。

2.2.3 报警电路

防酒驾控制系统报警电路如图4所示。当单片机检测到司机呼出气体的酒精浓度超过规定的阈值，由P2.1口输出逻辑电平，驱动报警器发出声音，提醒驾驶员饮酒驾驶或醉酒驾驶。

2.3 系统软件设计

主程序流程图如图5所示。

主程序主要包括数据采集、数据处理、报警、继电器驱动等子程序。其中，数据采集子程序主要是将驾驶员呼出气体转换位相应的电压信号，数据处理子程序是将模拟电压信号转换为数字信号，送入单片机中进行计算；经过处理后，一路送往LED显示结果，一路与实现设定的阈值进行比较，当其超过阈值时，报警器发出报警声音，同时驱动继电器关闭，使汽车引擎不能启动；反之，则驱动继电器打开，正常启动引擎。

3 结束语

设计了一种基于单片机的防酒驾控制系统，实现了对驾驶员呼出气体中酒精检测，并可以较为准确的进行处理和判断，并将结果通过LED显示出来，同时驱动继电器工作，若检测到驾驶员体内酒精含量超过早先的标定值时，继电器开关自动关闭，能够自动切断启动系统电源，使汽车无法启动。通过实验表明，该系统具有智能控制功能，可以有效减少交通事故的发生，有一定市场前景。

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