摘 要: 酒后駕車的危害十分巨大,因此,筆者介紹了一種基于單片機的防酒駕控制系統。系統由酒精傳感器 MQ-3測量汽車駕駛員體內的酒精含量濃度,通過 A/D 轉換器轉換成數字信號傳給單片機,經過單片機處理后顯示酒精濃度,當濃度大于規定數值時,語音播報模塊發出警報,并通過繼電器切斷汽車內的油箱電源或關閉閥門。系統能夠有效防止酒駕,起到了安全出行的效果。
關鍵詞: 酒精傳感器;A/D 轉換器;單片機;酒駕
1? 系統設計組成
隨著改革開放的深入,我國的經濟有了飛速發展,轎車已經開進了千家萬戶,部分家庭甚至有了多輛轎車。車子普及帶來方便的同時,也給人們的生活留下來安全隱患。盡管國家有相關法律嚴禁酒后駕車,但是,有一些司機喜歡酒后開車,從而造成交通事故,車毀人亡的悲劇屢見不鮮。為了避免司機酒駕,讓悲劇不再發生,筆者設計了基于單片機的防酒駕控制系統,系統的組成部分如圖 1 所示。
基于單片機的防酒駕控制系統中的酒精傳感器采用了電池型 MQ-3 ,通過該酒精傳感器檢測汽車駕駛人員呼出的氣體酒精含量,測得信號經過 A/D 轉換器轉換成數字信號發送給 AT89C51 單片機 ,單片機會判斷酒精含量是否超過安全駕駛的標準,并通過 LED 顯示模塊顯示該人員體內的酒精含量濃度,使駕駛人員能夠清楚明白自己是否能夠繼續開車出行。為了加強安全保障,本系統設計中還配有語音播報模塊,如果單片機檢測出的結果是酒精濃度超標時,語音播報模塊會發出“請注意安全,杜絕酒后駕駛!”的語音提醒。即使駕駛員還是堅持駕車,其也開不走汽車,因為本設計中的智能閉閥系統會被開啟。當檢測駕駛人員酒精超標時,系統中控制油路電源信號的繼電器會開啟,從而切斷油路關閉汽車油閥,使發動機停止工作。
2? 系統硬件設計
2.1 酒精傳感器
酒精傳感器是系統設計的核心,目前適用于現場使用的酒精傳感器主要有半導體型和燃料電池型兩種類型,酒精傳感器將酒精的體積分數轉換為電信號,探測頭通過傳感器對 空氣中的其他氣體進行過濾、除雜等。 MQ-3 酒精傳感器不但具有良好的靈敏度,而且壽命長、成本低、耐汽油、煙霧和水蒸氣等 對應電路圖,如圖 2 所示。

2.2 A/D 轉換器
單片機應用系統能夠直接識別和處理的是數字信號,而酒精傳感器輸出的是模擬信號,為了讓信號能夠被單片機處理,需要增加 A/D 轉換器。傳感器先將被測量對象如溫度、濕度、速度、加速度以及壓力等非電物理量轉換成連續變化的模擬電信號,A/D 轉換器再將這些模擬電信號轉換成數字量后被單片機識別和處理。A/D 轉換器大致分有三類:一是雙積分 A/D 轉換器,優點是精度高,抗干擾性好,價格便宜,但速度慢。二是逐次逼近型A/D 轉換器,速度、精度、價格適中。三是 ∑ - △ A/D 轉換器。本設計中采用的是 ADC0804 模數轉換器,它是一種8 位分辨率、轉換時間為 100 μ s 、雙通道 A/D 轉換芯片,輸出電壓是 -5 ~ +5 V ,輸入輸出電平可以與 TTL/CMOS 兼容。
2.3 語音播報模塊
A/D 轉換器將轉換獲取酒精值的數字信號傳遞給單片機后,單片機對該信號進行分析比對,與事先設置的標準值進行比較,判斷駕駛人員體內酒精濃度是否超標。如果超過標準值,單片機會發出信號,驅動語音播報模塊發出聲音報警。語音播報模塊芯片 WT588D 管腳圖如圖 3 所示。
2.4 繼電器模塊
駕駛人員在獲知自己體內酒精濃度超標,語音播報模塊發出聲音報警時,如果還想要啟動汽車,那么單片機的P2.7 口將會控制繼電器,切斷汽車電源,使汽車無法正常啟動,從而有效防止酒后駕車。繼電器模塊的電路圖如圖 4所示。
3? 系統測試
本系統采用 KEIL 公司 UVISION 系列的集成開發環境編寫相關代碼,編譯器完成對程序的編譯、連接等工作,并最終生成可執行文件。系統測試結果如表 1 所示。

4? 結? 語
本文介紹了一種基于單片機的防酒駕控制系統設計,系統結構比較簡單,包括的組成部分比較完善。首先通過語音報警系統對駕駛人員提出警示,如果未果,再通過繼電器模塊直接切斷汽車油路,讓汽車無法啟動,能夠有效防止酒駕,起到保障人們安全出行的效果。