基于單片機的防酒后駕駛控制裝置的研究

孔德鵬 彭靳 何澤宇 丁時艷 王雨晴

【摘 要】近年來，隨著我國社會經濟的快速發展，交通行業技術水平快速提高，使得汽車保有量迅速提升，而汽車的廣泛應用在給人們帶來便利出行的同時也帶來了較多的安全事故。例如違規駕駛、無照駕駛以及酒后駕駛等駕駛員違規操作所造成的安全隱患為人們的財產安全以及生命安全造成了十分嚴重的影響。而與其他發達國家相比，我國公路運輸業在快速發展的過程中面臨著更加嚴峻的考研。而其中由于駕駛員酒后駕車以及違規駕駛等違法操作將導致交通事故發生概率提高。而本文在針對防酒駕技術進行研究的過程中使用單片機設計一種防酒后駕駛控制裝置，可對司機所呼氣的酒精濃度進行詳細檢測，針對其檢測內容來采取相應的控制措施。

【關鍵詞】單片機；防酒后駕駛；控制裝置

現如今，隨著我國社會經濟的快速發展，導致人們的生活質量水平得到了飛速提高，而越來越多的人擁有了屬于自己的汽車。根據相關組織對各項交通事故進行詳細調查后，發現導致交通事故的主要原因便是酒后駕駛。據調查，駕駛員酒后駕駛發生交通事故的概率為不喝酒情況下的十幾倍，而大多駕駛員在酒后駕駛的過程中具有僥幸心理，過于相信自身的駕駛水平，這種現象往往會造成相應的交通事故。因此針對以上問題交警人員可使用酒精檢測儀來檢查駕駛員是否飲酒，但這種方式無法每時每刻的對駕駛員進行檢查，不能起到事前制止的作用。而本文研究了一種基于單片機的防酒后駕駛控制裝置，可判斷駕駛員的飲酒情況，從而對汽車啟動電源進行切斷，起到提前預防的作用。

一、課題研究意義

近年來，隨著我國社會經濟的快速發展以及全球汽車制造業的快速發展，使得全球人們的汽車擁有量快速上漲。而隨著人們汽車保有量的上升，由汽車所導致的交通事故數量也在上升，現如今全球每年約有一百二十萬人死于交通事故中，并且受傷者可達到五千萬人，由于交通事故發生所導致的經濟損失每年可達到五千億美元以上，因此道路安全問題逐漸成為全球迫切想要解決的首要難題。而在現有的交通事故中，由酒后駕駛所導致的交通事故占所有交通事故中的很大一部分比例。酒后駕車就像一枚定時炸彈，隨時都會爆炸發生危險，從而對每一位交通參與者造成無法磨滅的傷害，因此酒后駕駛對人們的日常生活以及工作造成了十分嚴重的影響。但目前我國對于酒后駕車的程度力度較低，在沒有造成傷亡事故的前提下僅僅對駕駛員進行十五天的拘留處罰，這種處罰力度無法引起駕駛員對酒后駕車的重視，因此還是有一部分駕駛員知法犯法。據調查研究發現，酒精對駕駛員所造成的影響可提現在以下幾個方面。首先，酒精可對人們的中樞神經系統造成麻醉，時期出現功能不協調、反應遲鈍以及功能失調等現象，駕駛員在飲酒后的操作能力以及判斷能力出現了明顯的下降現象，這是由于酒精可降低駕駛能力以及認知能力，并對畫面、圖像、聲音以及光等因素的反應時間提高，導致眼睛與手腳之間的配合出現障礙，從而無法對車距以及車速進行有效判斷。其次，酒精將導致駕駛員的意識出現模糊，分散以及減弱其注意力。而駕駛員在飲酒后無法集中注意力，較為容易出現視野模糊以及視野范圍縮小等現象，無法對危險情況進行有效判斷。第三，駕駛員在飲酒后可降低人們的危險感受，其觸覺敏感度不高，過高估計自身的能力，從而無法發現已知的危險情況。隨后駕駛員在飲酒后往往會出現危險駕駛的行為，例如超速駕駛等，將導致安全事故發生概率提高。因此雖然酒后駕駛存在較大的安全事故發生幾率，但大多駕駛員對酒后駕駛存在一定認知不足，對自身技術盲目自信，沒有充分認識到酒后駕駛的危害性。而根據以上問題可開發一種防酒后駕駛裝置，可幫助司機安全駕駛，從而構建和諧以及安全的交通環境。

二、基于單片機的防酒后駕駛控制裝置的研究

（一）硬件系統開發

本方酒后駕駛控制裝置在對硬件系統進行開發的過程中主要使用了繼電器、LCD、STC89C52、A/D芯片以及酒精傳感器模塊。第一，駕駛員在呼入氣體的過程中如果帶有酒精，那么將通過酒精傳感電路將其氣體轉變為電壓信號，并對其進行處理，隨后傳入A/D芯片中去，接著將A/D芯片中的數據信息傳入單片機中。單片機這時可對傳達過來的數據信息進行判斷，來對駕駛員的就和駕駛情況進行分析，從而額對繼電器以及控制報警系統進行操作，使其閉合，從而起到控制汽車電源啟動的現象。

（二）電源設計開發

本防酒后駕駛系統屬于車載檢測裝置，因此在對其進行設計的過程中使用了車輛蓄電池對其進行供電。現如今所使用的車載蓄電池具有24V車載蓄電池以及12V車載蓄電池兩種。但本防酒后駕駛系統在正常運行的過程中需要的電壓為5V，因此應對車載電源進行設計并開發。而本系統所使用的為LM2575系列的集成穩壓芯片，這種芯片在應用過程中需要數量較少的外圍元件，便可組成一種高效率的穩壓電路。而在此穩壓芯片內部擁有十分完善的保護電路，這種直流穩壓轉換芯片具有較高的可靠性以及方便性。

（三）酒精傳感器研究開發

在對酒精傳感器進行選擇的過程中，應對其抗腐蝕性、選擇性、靈敏性以及穩定進行進行綜合考慮分析。而本防酒后駕駛系統在設計過程中使用了MQ-3氣體傳感器，這種傳感器可對駕駛員呼出氣體中含有的酒精進行檢測并采集，可有效得知其酒精含有濃度。與此同時，MQ-3酒精傳感器可看做使氣敏傳感器的范疇中，具有穩定性較高、可靠性較強、使用壽命長、選擇性好以及靈敏度較高的有點。而MQ-3酒精傳感器具有SnQ2敏感層以及微型AL2O3陶瓷管。一些由加熱器以及測量電極所組成的敏感元件將在不銹鋼腔體以及塑料內進行固定，而氣敏元件在正常運行的過程中可使用加熱器來提供相應的工作條件。與此同時，有兩部分標準回路可構成該傳感器。首先為加熱回路，其次為信號輸出回路。這種回路可對該傳感器表面電阻所發生的變化進行反映。而傳感器表面電阻在發生變化后，可使用與其相串聯的負載電阻中的電壓信號進行輸出。而MQ-3氣體傳感器在工作的過程中可將駕駛員呼出氣體中的酒精濃度信息轉變為相應的模擬電信號，因此在其運行的過程中需要放大處理其微弱的模擬信號。

三、結語

近年來，隨著我國社會經濟的快速發展導致人們的生活質量水平不斷上升。而汽車制造業的快速發展使得汽車產量越來越高。目前越來越多的人們擁有了屬于自己的汽車。汽車數量增多的同時也導致了交通事故的頻繁發生。而在現有的交通事故中酒后駕駛成為其事故發生的主要原因。本文設計并開發了一種全新的防酒后駕駛控制裝置，其硬件電路結構較為簡單，因此使用十分方便，可滿足人們的基本使用要求，確保其行車安全。

【參考文獻】

[1] 陳雙全.基于單片機的防酒駕系統設計與實現[J].民營科技，2014，（10）：39.

[2] 李陽，馬洪新.基于單片機的防酒駕系統設計與實現[J].內蒙古科技與經濟，2016，（22）：82-83.

[3] 羅賢.單片機在防酒駕系統的應用與實現[J].科技創新與應用，2017，（29）：144-145.

[4] 陳麗，朱瑞祥，云超等.基于單片機的防酒后駕駛控制系統設計[J].傳感器與微系統，2009，28（2）：94-96.

[5] 楊中雨，張晶，尹晶等.基于PROTEUS的防酒駕系統虛擬仿真研究[J].電子設計工程，2017，25（15）：130-133

[6] 楊森，李月娥，張翀昊等.基于STC89C52RC單片機的防酒駕系統的設計與研究[J].山西大學學報（自然科學版），2015，38（3）：494-500.