汽車語音
——酒檢防酒駕自動閉鎖控制系統設計

引言：針對酒駕引發交通事故造成人員傷亡已經成為國內外死亡率極高的事故，因此如何從源頭切斷酒駕值得我們深思。本文主要運用單片機的A/D轉換電路進行轉換與信號傳導，結合繼電器信號轉換與閉鎖電路等功能，以達到閉鎖汽車的目的。依據語音識別技術和傳統氣體酒精檢測技術相結合提高酒檢的準確性，運用語音識別技術定位到具體酒駕者，從而區別車內酒駕人員。

1.前言

現今，中國汽車保有量越來越多，“汽車社會”所引發的交通事故越發頻繁，而酒后駕車又是這一事故發生的最主要原因。因此，如何避免酒駕迫在眉睫。傳統的單一呼氣式酒精檢測儀，不但精確度低，而且耗費大量人力物力，于是設計制造一款高精度、機器智能化的酒精檢測儀是十分必要的。所以我們設計了一款基于單片機的汽車語音識別——酒精檢測防酒駕自動閉鎖控制系統。以達到有效的預防酒駕、從源頭自動閉鎖汽車切斷酒駕的目的。車內安裝的酒精傳感器會時刻檢測車內的酒精含量，并且判斷含量是否正常，及時反饋給語音識別系統，對司機進行提示和預警。語音識別系統，呼氣式酒精檢測系統，單片器，繼電器等聯合作業。當酒精含量大于或者等于80mg/100ml時，及時進行語音提示，并自動閉鎖汽車。減輕人力負擔，從源頭切斷酒駕。保障人民人身安全。

2.系統設計

防酒駕系統由硬件電路和軟件編程兩部分構成。

硬件電路由酒精信號檢測模塊電路、A / D模數轉換電路、主從單片機控制電路、語音識別模塊、報警模塊電路、顯示模塊電路、GPS定位模塊電路。軟件編程采用C51語言編寫，模塊化程序設計，主要包括AT89系列主從單片機上的程序設計。系統框圖如圖1所示。

車內安裝的MQ3酒精傳感器會時刻檢測車內的酒精含量，含量正常時，ISD1420語音芯片語音識別模塊將提示你車內的酒精含量正常，并提示司機系上安全帶，保持車距，安全出行。當車內的酒精含量大于或者等于80mg/100ml時，語音將提示司機酒精含量超標，請勿駕駛，并且立即啟動繼電器模塊自動閉鎖汽車，進行后續檢驗。汽車自動啟動駕駛座上方和周圍的MQ3呼氣式酒精傳感器，檢驗司機周圍酒精濃度。并且語音提示要求司機對準方向盤上安裝的MQ3呼氣式酒精檢測儀呼氣，隨后ISD1420語音系統開始與司機對話，辨別司機是否語無倫次。若這一系列檢驗結束后證明并非司機酒駕，而是車內乘客酒駕，則繼電器解除自動閉鎖。否則繼電器保持閉鎖狀態，并且ISD1420語音識別系統自動給司機家屬及附近公安局致電。說明司機酒精濃度超標，要求管制。若司機下車或交換司機，使車內酒精濃度發生變化，則重新檢測，重復上述過程。從而從源頭切斷酒駕。

圖1 系統框圖

MQ3酒精測試儀實際上是由酒精氣體傳感器（相當于隨酒精氣體濃度變化的變阻器）與一個定值電阻及一個電壓表或電流表組成。原理圖如圖2所示。

圖2 酒精氣體傳感器原理圖

在該系統中的系統硬件主要有語音報警顯示控制模塊、信息處理模塊與酒精濃度檢測模塊三種。在整個系統硬件中還含有完整的酒精濃度測控系統的關鍵零件即AT89系列單片機。由于汽車內部空間位置有限，所以使用的電路要保證最小化，用最簡單的電路達到最精良的效果。在該系統內部使用的軟件設計主要有存儲記錄、報警顯示制動、多傳感器數據融合與酒精濃度檢測等。通過以上測試即可得出駕駛員是否酒駕，從而從源頭阻止酒駕。

在該系統中的系統硬件主要有語音報警顯示控制模塊、信息處理模塊與酒精濃度檢測模塊三種。在整個系統硬件中還含有完整的酒精濃度測控系統的關鍵零件即AT89系列單片機。由于汽車內部空間位置有限，所以使用的電路要保證最小化，用最簡單的電路達到最精良的效果。在該系統內部使用的軟件設計主要有存儲記錄、報警顯示制動、多傳感器數據融合與酒精濃度檢測等。系統原理圖框架，如圖3所示。

圖3 系統原理圖框架

通過以上測試即可得出駕駛員是否酒駕，從而從源頭阻止酒駕。

3.系統調試

該系統調試包括兩個方面，硬件調試和軟件調試。硬件調試主要檢測電路的焊接是否正確，然后檢測是否有短路或斷路。軟件調試主要包括調試程序。

軟件程序調試合格后進行硬件調試。硬件調試采用模塊化方案，將調試好的程序輸入到各目標板塊上分塊進行調試，各分塊均合格后再整合到一起進行整體調試。調試工作按照：單片機最小系統檢測；用單片機控制A / D轉換器的采集；用單片機控制繼電器讀取數據；用單片機接收GPS信息并處理；1602LCD顯示模塊；單片機控制語音識別模塊正常錄放、及撥打電話；總體電路連接，整體調試；對酒精采集的精確度進行分析計算；測試系統整體性能的步驟進行。

經測試該系統在實時測檢測酒精含量的同時能依據所測得的含量與酒駕標準酒精含量相對比，并且進行語音報警，并且通過GPS定位，經語音識別模塊把具體的地理位置和駕駛員酒駕情況以電話的形式告知其家屬、警方及代駕。這樣不僅能有效地降低酒駕的危險而且能及時得到遠程幫助，與此同時，系統的1602LCD顯示屏實時顯示經緯度和酒精含量及狀態提示，并且進行語音警功能，應用的前景廣闊。

4.結束語

本文所設計的是基于AT89系列單片機控制的汽車語音——酒檢防酒駕自動閉鎖控制系統，能夠準確測得駕駛員呼出氣體的酒精濃度，并能夠智能控制車輛，結構簡單，使用方便，節省人力物力。當駕駛員呼出氣體酒精含量超過系統預設標準時，繼電器便會自動切斷汽車引擎電源，以便減少交通事故的發生，從而創造出和諧的交通環境。