基于單片機的多功能防醉駕系統(tǒng)裝置設(shè)計

基于ATmega16超低功耗單片機的2J2001A型數(shù)碼酒精探測控制儀，探測傳感器安裝在汽車內(nèi)，分別在主駕駛車位上的頭頂上、方向盤上、每一個車門的邊上安裝，當(dāng)駕駛?cè)藛T進入駕駛座位后，可以自動對酒精濃度進行探測，當(dāng)系統(tǒng)通過對5個酒精測試儀的數(shù)據(jù)分析后，會判定出駕駛員是否是飲酒駕車和醉酒駕車，并分別采取對應(yīng)的措施，以確保行車和駕駛員的安全。系統(tǒng)可以根據(jù)檢測到的酒精含量是否超標(biāo)控制汽車點火器打開或者關(guān)閉，如果超標(biāo)，則駕駛?cè)藛T無法啟動汽車同時安全帶會自動收緊，而且系統(tǒng)會呼叫相應(yīng)的人員過來幫助駕駛員，因此從根本上杜絕了酒后駕車的出現(xiàn)。該系統(tǒng)具有性價比高，智能化程度高，工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。

　　1 系統(tǒng)工作原理

　　系統(tǒng)采用超高靈敏度酒精傳感器用旁熱型半導(dǎo)體式酒精氣敏元件MQ3，超低功耗ATmega16單片機系統(tǒng)，自動探測酒精濃度的方法，可以防止駕駛?cè)藛T逃避檢測，以判斷駕駛員是否是酒后開車，系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1所示。主機電路包括8個模塊，分別是酒精傳感電路模塊、電源模塊、GPS定位模塊、鍵盤控制模塊、液晶顯示模塊、聲光報警模塊、語音呼叫模塊、繼電器控制模塊。該系統(tǒng)放置在汽車儀表盤位置，當(dāng)司機打開車門時，酒精探測控制儀啟動，此時發(fā)動機處于被鎖狀態(tài)，汽車無法啟動。酒精傳感器加熱后，探測控制儀對酒精傳感器探測的氣體信號進行檢測。由于酒精含量與酒精傳感器檢測后產(chǎn)生的電壓信號成特定的比例關(guān)系，因而可根據(jù)電壓信號進行酒精含量的判斷。檢測到的信號經(jīng)過放大和濾波之后，通過單片機內(nèi)置的12位ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由單片機對此信號進行處理判斷，假設(shè)酒精含量沒有超標(biāo)，LCD顯示屏幕顯示當(dāng)前酒精濃度，同時綠色指示燈(正常)亮起，控制繼電器不起作用，汽車隨之啟動;反之紅色指示燈(不正常)亮起并進行聲光報警，控制繼電器切斷點火裝置電源，同時安全帶收緊，系統(tǒng)啟動呼叫緊急聯(lián)系人裝置，通過GPRS導(dǎo)航儀測定當(dāng)前位置并以語音或短信“我現(xiàn)在在XX方位，我喝醉了，請速來”告訴給緊急聯(lián)系人，此時駕駛?cè)藛T無法啟動汽車，從根本上實現(xiàn)控制酒后駕車。汽車啟動后，控制儀隨即進入低功耗狀態(tài)，只有酒精濃度探測電路一直工作，一旦駕駛?cè)藛T駕駛過程中飲酒，控制儀立即恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

2 系統(tǒng)主要電路設(shè)計

　　(1)主控電路

　　本控制儀采用了由Atmel公司研發(fā)出的新一代高性能、低功耗、高集成化的8位微處理器，具有先進的RISC結(jié)構(gòu)，大多數(shù)指令的執(zhí)行時間為單個時鐘周期增強型ATmega16單片機，它的工作電壓為4.5～5.5 V，工作頻率為0～16 MHz，支持JTAG端口仿真和編程，仿真效果比傳統(tǒng)仿真更真實有效。它的高度集成不但大大降低了故障率，而且在成本、體積、穩(wěn)定性方面都有明顯優(yōu)勢。系統(tǒng)主控電路如圖2所示，包含晶振電路、復(fù)位電路等。

　　(2)酒精檢測電路

　　酒精傳感器采用旁熱型半導(dǎo)體式酒精氣敏元件MQ3，探測范圍為10～1000ppm。酒精檢測電路由高精度酒精傳感器、信號調(diào)理放大電路、濾波電路和單片機內(nèi)置12位ADC等組成，主要功能是檢測酒精含量，判斷其是否超標(biāo)，如圖3所示。

　　

　　(3)指示燈電路