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摘要

本文设计了一种基于单片机控制的车载酒精浓度检测仪,该检测仪以AT89S52为核心,利用气敏传感器检测驾驶员呼出气体的酒精浓度,当浓度超过阂值,检测仪可自动切断点火电路,并实现声光报警功能,从而解决司机酒后驾车的问题,具有现实意义.

【关键词】酒精浓度检测仪AT89S52气敏传感器声光报警

在日常生活中,工厂酒精泄露相关的监控以及酒后驾车的监测督查都时刻影响着居民的人身和财产安全.本文设计的是基于单片机控制的车载酒精浓度检测仪,当酒精浓度超过阈值具有声光报警功能,同时显示酒精浓度.

1系统工作原理

该系统一般安装在汽车仪表盘的位置,酒精浓度超过阈值的酒驾司机开始发动汽车,探测控制仪则立即启动,这时发动机的状态是被锁状态,无法启动汽车.该系统的工作原理是加热酒精传感器后,探测控制仪检测酒精传感器探测的气体信号.根据酒精含量与酒精传感器检测后产生的电压信号的比例关系,来判断酒精含量.通过单片机内置的电位信号转换为数字信号,对该信号进行处理判断,如果酒精含量超标,警示指示灯亮起,LCD显示屏显示当前酒精浓度,并进行声光报警,控制继电器切断点火装置电源,汽车不能启动；反之,正常指示灯亮起,显示当前酒精浓度,控制继电器不起作用,汽车能启动.汽车启动后,控制仪进入低功耗状态,酒精浓度探测电路会一直工作,如果驾驶人员驾驶过程中饮酒,控制仪就会立即恢复到正常工作状态.系统总体设计如图1所示.

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2硬件设计

2.1主要控制电路设计

控制器主要采用的是Atmel公司制造的一款高性能CMOS8位微控制器的AT89S52,功耗比较低,通过高密度非易失性存储器技术制造.控制系统中的单片机通过判断气体中酒精的含量控制主控电路的工作.应用设计系统包含JTAG接口电路、晶振电路和复位电路等.主控电路如图2所示.

2.2酒精检测电路

酒精检测电路由JTAG接口、高精度酒精传感器、信号调理放大电路和滤波电路等组成.

模块的主要用来检测酒精含量,判断是否超标.酒精传感器采用旁热型半导体式酒精气敏元件MQ3,对乙醇气体具有很高的灵敏度和良好的选择性,而且响应恢复快速,稳定性好等特点,试用范围为10～1000ppm,可以用于酒后驾驶人员的检测.

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2.3指示灯和液晶显示电路

电路设置三种颜色的指示灯,分别是红灯、绿灯、黄灯.工作时红灯亮；检测提示绿灯亮,因为酒精探头需要一定时间加热,才能达到理想的灵敏度,所以加热时间到,绿灯亮,才可以进行浓度探测；报警指示黄灯亮,表示酒精浓度超标,不能驾驶,当黄灯闪烁的频率越高,酒精浓度越高.LED显示电路用来显示此时酒精的浓度.LED显示电路采LCM12864,与单片机的连接采用并行模式.

2.4继电器控制电路

单片机P2.4控制继电器控制电路,相当于开关,影响控制点火装置的开与关、车灯的亮与灭和喇叭的响与不响.是系统中非常重要的执行单元.

2.5报警电路

报警器为P1.7驱动蜂鸣器,当酒精含量不超过阀值时,不发出鸣叫声；超标时,则发出鸣叫声.

3软件设计

软件设计根据系统功能进行模块化编程.控制仪主程序流程图如图2所示.

系统软件设置需实现酒精含量检测、酒精含量是否超标、酒精含量显示、声光报警等功能.初始化系统后,立即加热酒精传感器,随即进入测量状态,采集酒精含量的电压信号,比较设定的酒精阀值,若高于阀值,显示浓度,并进行声光报警,切断点火电路,驾驶员不能启动发动机；如果低于阀值,显示浓度,可以启动发动机.

4结束语

车载酒精探测仪的推广可以减少酒后驾车的交通事故.本文阐介绍探测仪的电路设计和软件工作流程,对整个设计功能进行阐述.车载酒精探测仪不仅携带方面,能直接安装在汽车上,而且能自动测量,智能化程度高、功耗低,符合绿色环保,具有很好的推广价值.

参考文献

[1]谭秋林,许姣,薛晨阳等.基于C8051F040酒精浓度测试仪的研究[J].传感技术学报,2009,22（10）：1378-1381.

[2]周鸿武.基于单片机的酒精浓度检测仪[J].制造业自动化,2012,34（2）：148-149.