基于单片机的防酒驾控制系统设计

news2025/2/24 1:28:10

摘要：酒后驾车的危害十分巨大，因此，笔者介绍了一种基于单片机的防酒驾控制系统。系统由酒精传感器 MQ-3测量汽车驾驶员体内的酒精含量浓度，通过 A/D 转换器转换成数字信号传给单片机，经过单片机处理后显示酒精浓度，当浓度大于规定数值时，语音播报模块发出警报，并通过继电器切断汽车内的油箱电源或关闭阀门。系统能够有效防止酒驾，起到了安全出行的效果。

关键词：酒精传感器；A/D 转换器；单片机；酒驾

1 系统设计组成

随着改革开放的深入，我国的经济有了飞速发展，轿车已经开进了千家万户，部分家庭甚至有了多辆轿车。车子普及带来方便的同时，也给人们的生活留下来安全隐患。尽管国家有相关法律严禁酒后驾车，但是，有一些司机喜欢酒后开车，从而造成交通事故，车毁人亡的悲剧屡见不鲜。为了避免司机酒驾，让悲剧不再发生，笔者设计了基于单片机的防酒驾控制系统，系统的组成部分如图 1 所示。

基于单片机的防酒驾控制系统中的酒精传感器采用了电池型 MQ-3 ，通过该酒精传感器检测汽车驾驶人员呼出的气体酒精含量，测得信号经过 A/D 转换器转换成数字信号发送给 AT89C51 单片机，单片机会判断酒精含量是否超过安全驾驶的标准，并通过 LED 显示模块显示该人员体内的酒精含量浓度，使驾驶人员能够清楚明白自己是否能够继续开车出行。为了加强安全保障，本系统设计中还配有语音播报模块，如果单片机检测出的结果是酒精浓度超标时，语音播报模块会发出“请注意安全，杜绝酒后驾驶！”的语音提醒。即使驾驶员还是坚持驾车，其也开不走汽车，因为本设计中的智能闭阀系统会被开启。当检测驾驶人员酒精超标时，系统中控制油路电源信号的继电器会开启，从而切断油路关闭汽车油阀，使发动机停止工作。

2 系统硬件设计

2.1 酒精传感器

酒精传感器是系统设计的核心，目前适用于现场使用的酒精传感器主要有半导体型和燃料电池型两种类型，酒精传感器将酒精的体积分数转换为电信号，探测头通过传感器对空气中的其他气体进行过滤、除杂等。 MQ-3 酒精传感器不但具有良好的灵敏度，而且寿命长、成本低、耐汽油、烟雾和水蒸气等对应电路图，如图 2 所示。

2.2 A/D 转换器

单片机应用系统能够直接识别和处理的是数字信号，而酒精传感器输出的是模拟信号，为了让信号能够被单片机处理，需要增加 A/D 转换器。传感器先将被测量对象如温度、湿度、速度、加速度以及压力等非电物理量转换成连续变化的模拟电信号，A/D 转换器再将这些模拟电信号转换成数字量后被单片机识别和处理。A/D 转换器大致分有三类：一是双积分 A/D 转换器，优点是精度高，抗干扰性好，价格便宜，但速度慢。二是逐次逼近型A/D 转换器，速度、精度、价格适中。三是 ∑ - △ A/D 转换器。本设计中采用的是 ADC0804 模数转换器，它是一种8 位分辨率、转换时间为 100 μ s 、双通道 A/D 转换芯片，输出电压是 -5 ～ +5 V ，输入输出电平可以与 TTL/CMOS 兼容。