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司机酒后发动机不能启动系统的设计,司机,酒后,发动机,不能,启动,系统,设计
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说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计（论文）开题报告。开题报告作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2开题报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业教研室论证审查后生效。开题报告不合格者需重做。3毕业设计开题报告各项内容要实事求是，逐条认真填写。其中的文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4开题报告中除最后一页外均由学生填写，填写各栏目时可根据内容另加附页。5阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。6参考文献的书写应遵循毕业设计（论文）撰写规范要求。7开题报告应与文献综述、一篇外文译文和外文原文复印件同时提交，文献综述的撰写格式按毕业设计（论文）撰写规范的要求，字数在2000字左右。6毕业设计(论文)开题报告学生姓名刘晋达专 业车辆工程班 级B13142指导教师姓名孟立新职 称工作单位北华航天工业学院课题来源课题性质课题名称司机酒后发动机不能启动系统的设计本设计的科学依据（科学意义和应用前景，国内外研究概况，目前技术现状、水平和发展趋势等）科学意义：随着我国经济的快速发展，汽车成了人们不可或缺的代步工具，越来越多的家庭有了汽车，以此同时，交通事故的发生也越来越频繁，数据显示，道路交通成了人类死亡的第九类原因，预计在2020年，交通事故死亡率将翻一番，成为继癌症，抑郁症之后的第三大死亡原因，虽然国家采取了一系列的政策来预防交通事故的发生，但交通事故屡见不鲜。而50%-60%的交通事故与酒后驾车有关，酒后驾车已经列为车祸死亡的主要原因。针对酒后驾车这种害人害己的行为，司机酒后发动机不能启动系统的设计是非常有必要的。若司机在酒后开车，该系统可以测量出酒精浓度，通过数码管显示酒精浓度，强制使发动机不能启动，并发出声光报警，以达到降低酒后驾车危险事故发生的概率。国内前景：我国对于这方面的研究比较少，香港一家公司发明了一种名为iKEY 的车钥匙，能够有效而方地防止醉酒驾驶。这种钥匙将感应器、远程信息处理等技术整合在车钥匙上，从外观看，它比正常的车钥匙多了一条锁棒。使用时，司机要先按iKEY 上的开始按钮，绿色准备灯亮了之后，对着气孔吹气约两秒钟。当呼出气体的酒精含量低于规定值时，它会立即开锁，把锁棒收起来，车钥匙便能顺利插入钥匙孔，启动引擎。否则，钥匙将亮起红灯，锁棒便不能收起来，汽车将无法启动。 目前，国家交通技术领域正在开发研究驾驶行为监控预警技术和装备，研究内容：驾驶状态及车辆运行状态与环境实时检测技术，异常驾驶状态实时识别技术，驾驶意图、行为预测及违规操作判别技术，危险驾驶行为的预警方法与技术，驾驶行为监控预警系统集成技术。研究目的：通过研发异常驾驶状态、违规操作、不良驾驶习惯等检测预警系统与装置，形成驾驶人行为的实时监控技术，为有效减少道路交通事故提供技术支撑，从而开发适用于驾驶行为监控系统原型样机，并将通过实车实验验证。 鉴于国内目前交通事故频发，这种能够自我预防，自我保护的系统拥有广阔的市场及其前景。同时政府也会给与大量的财力支持与技术支持，各大汽车厂家也会期待产品的最终研究结果及其使用性，然后与之合作。这种系统最终能不能够投入的生产，最后达到普及，这就要靠不断的研究，不断的改进，使之能够满足社会的需求。设计内容和预期成果（具体设计内容和重点解决的技术问题、预期成果和提供的形式）该系统的设计基于AT89C51单片机的控制，利用酒精探测器对司机呼出的气体进行检测，为了降低乘车人员饮酒对酒精探测器的影响，应进行多次实验并取平均值。酒精挥发到空气中会迅速扩散，所以酒精探测器的显示数值会比实际值偏小，应该在酒精探测器的显示数值上做改动。技术难题：1.酒精传感器的选取及酒精检测电路的设计。 2.单片机的设计以及单片机对信号的采集转换处理。 3.酒精含量超标后，怎么控制发动机不能启动。 4.酒精探测器探头的摆放位置及个数。拟采取设计方法和技术支持（设计方案、技术要求、实验方法和步骤、可能遇到的问题和解决办法等） 电源 声光报警器酒精传感器 转换器 AT89C51单片机 数码管显示 驱动继电器该系统主要由电源、酒精传感器，AT89C51单片机、转换器、数码管显示模块、声光报警器、继电器等组成、其工作原理是通过酒精传感器采集的输出电压信号，经过放大后传入转换器，将转换后的数字信号传入AT89C51单片机进行处理，当驾驶员酒精浓度超过规定的值时，单片机将酒精浓度传给数码管进行显示，并且驱动声光报警模块和继电器工作，提醒驾驶员其体内酒精浓度超标，并且及时切断继电器，强制使发动机不能启动，确保保证驾驶员的安全。实现本项目预期目标和已具备的条件（包括过去学习、研究工作基础，现有主要仪器设备、设计环境及协作条件等）酒精探测器，单片机的基本学习理解各环节拟定阶段性工作进度(以周为单位)第1-2周：熟悉毕业设计的基本内容及找到需要的资料第3-5周：想好设计内容的重点及需要掌握的知识并进行学习第6-13周：按照计划做设计第14-15周：与课设老师进行探讨开 题 报 告 审 定 纪 要时 间地点主持人参会教师姓 名职 务（职 称）姓 名职 务（职 称）论证情况摘要 记录人：指导教师意见指导教师签名： 年 月 日教研室意见教研室主任签名： 年 月 日 说 明1根据学校毕业设计(论文)工作暂行规定，学生必须撰写毕业设计(论文)文献综述。文献综述作为毕业设计(论文)答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。2文献综述应在指导教师指导下，由学生在毕业设计(论文)工作前期内完成，由指导教师签署意见并经所在专业教研室审查。3文献综述各项内容要实事求是，文字表达要明确、严谨，语言通顺，外来语要同时用原文和中文表达。第一次出现缩写词，须注出全称。4学生撰写文献综述，阅读的主要参考文献应在10篇以上（土建类专业文献篇数可酌减），其中外文资料应占一定比例。本学科的基础和专业课教材一般不应列为参考资料。5文献综述的撰写格式按毕业设计(论文)撰写规范的要求，字数在2000字左右。文献综述应与开题报告同时提交。毕 业 设 计（论 文）文 献 综 述摘要:该系统的设计基于AT89C51单片机的控制，利用酒精探测器对司机呼出的气体进行检测，为了降低乘车人员饮酒对酒精探测器的影响，应进行多次实验并取平均值。酒精挥发到空气中会迅速扩散，所以酒精探测器的显示数值会比实际值偏小，应该在酒精探测器的显示数值上做改动。当酒精浓度超标时，该系统能强制切断电源，使发动机不能启动，从而达到保护司机和乘客安全的目的。Abstract: The design of the control system based on AT89C51 MCU, detected by gas exhaled alcohol detector to the driver, passengers in order to reduce the effects of alcohol on the alcohol detector, should be carried out many experiments and averaged. Alcohol evaporates into the air and spreads quickly, so the display value of the alcohol detector is smaller than the actual value, which should be changed on the display value of the alcohol detector. When the alcohol concentration exceeds the standard, the system can cut off the power supply, so that the engine can not start, so as to achieve the purpose of protecting the safety of drivers and passengers.Keyword:AT89C51MCU,alcohol detector,exceed the standard, 目前，国家交通技术领域正在开发研究驾驶行为监控预警技术和装备，研究内容：驾驶状态及车辆运行状态与环境实时检测技术，异常驾驶状态实时识别技术，驾驶意图、行为预测及违规操作判别技术，危险驾驶行为的预警方法与技术，驾驶行为监控预警系统集成技术。研究目的：通过研发异常驾驶状态、违规操作、不良驾驶习惯等检测预警系统与装置，形成驾驶人行为的实时监控技术，为有效减少道路交通事故提供技术支撑，从而开发适用于驾驶行为监控系统原型样机，并将通过实车实验验证。香港一家公司发明了一种名为iKEY 的车钥匙，能够有效而方地防止醉酒驾驶。这种钥匙将感应器、远程信息处理等技术整合在车钥匙上，从外观看，它比正常的车钥匙多了一条锁棒。使用时，司机要先按iKEY 上的开始按钮，绿色准备灯亮了之后，对着气孔吹气约两秒钟。当呼出气体的酒精含量低于规定值时，它会立即开锁，把锁棒收起来，车钥匙便能顺利插入钥匙孔，启动引擎。否则，钥匙将亮起红灯，锁棒便不能收起来，汽车将无法启动。沃尔沃作为汽车安全的典范，也很早就推出了自己的防酒驾技术。Alcoguard技术比Alcokey技术更为先进，它可以识别气体是否由人体排出，并且该车设有三个颜色的指示灯，将酒精含量分为三个等级，红色灯表示禁止启动；黄色灯表示不建议驾驶；绿色灯表示可以安全驾驶。并且沃尔沃某些车型上海研发有酒精探测安全带，也是基于这种酒精检测技术开发的。日产汽车也自主研发了酒精检测系统。不同于前两个品牌汽车的检测手段。日产汽车并没有在汽车启动钥匙上做文章，而是将酒精检测系统直接与电脑相连，将酒精检测传感器放置于司机的作为上方和挡杆上。当传感器检测到驾驶员有酒驾行为时，汽车会自动锁定车辆变速箱，使车辆无法启动行驶，与此同时导航会发出鸣响报警。某些车型还在车辆仪表盘位置摄像头装置，综合感应车辆的行驶状态和姿态，并结合驾驶员的闭眼时间长度，来判断驾驶员是否打盹或者饮酒，是否适合继续驾驶车辆。鉴于国内目前交通事故频发，这种能够自我预防，自我保护的系统拥有广阔的市场及其前景。同时政府也会给与大量的财力支持与技术支持，各大汽车厂家也会期待产品的最终研究结果及其使用性，然后与之合作。技术难题：1.酒精传感器的选取及酒精检测电路的设计。 2.单片机的设计以及单片机对信号的采集转换处理。 3.酒精含量超标后，怎么控制发动机不能启动。 4.酒精探测器探头的摆放位置及个数。参考文献1单片机原理及应用技术余发山，王福忠主编，中国矿业大学出版社2传感器原理及应用张洪润，张亚凡，邓洪敏编著，清华大学出版社3检测与转换技术董爱华主编，中国电力出版社4 PROTEUS入门实用教程周润景，张丽娜，刘印群，机械工业出版社551单片机应用程序开发与实践常敏等编著，电子工业出版社6传感器接口与检测仪器电路吕俊芳主编，国防工业出版社 7汽车用酒精传感器的分析潘祖军.朱文胜.岳睿 期刊论文-北京汽车指导教师意见 指导教师： 年 月 日专业教研室审查意见 负责人： 年 月 日7译文标题司机酒后发动机不能启动系统的国内外设计原文标题The driver can not start the engine system at home and abroad作 者译 名国 籍原文出处 In foreign countries, the earliest research and development of alcohol for drinking driving tester. In January 23, 1957, the worlds first drunk breath analyzer in Sweden for the first time put into use , it can be directly tested on the spot. It can detect the alcohol content of the drivers exhaled breath, and the results are displayed on the display screen. Traffic police to determine whether the driver drunk driving. The British University of Bristol physiologist Horvat designed a kind of intelligent car, provided with a personal police surveillance system by infrared cameras, sensors and a computer analysis function of the little black box .The driver eye movements through the black box camera recording and sensor reconnaissance to the steering wheel twisting together for analysis, from the analysis of the steering wheel contact get rotation in the instrument and information obtained from the scanning driver pupil mobile device information and compared, in order to determine whether the driver drunk driving. Nissan recently announced a new concept car application can prevent drunk driving technology。This technology can reduce the traffic accidents caused by drunk driving several times. The technology can effectively test the drivers degree of awareness, the use of a variety of preventive measures to prevent drunk driving, and at times of danger to the car to take emergency braking. The concept car is also installed in the driver and passenger seats alcohol odor sensor, used to monitor the car cabin air alcohol content. When the smell of alcohol is detected by the sensor, the navigation system will also be issued。The alarm tone of drunk driving, the navigation system display screen automatically displays the text of do not drink driving. In order to get a safe driving environment, Nissan has collected a lot of traffic accident information.Nissan has made a series of efforts to prevent drunk driving.In June this year, Nissan proposed automatic navigation system to remind drivers to remind you not to drink driving information alert.In July, Nissan again in cooperation with local governments to test a new breathalyzer, the device used to check the breathing means to find the drivers blood alcohol content will exceed the standard, and through the emergency brake device to prevent drunk driving people moving car.Nissan has begun to start intelligent transmission system project, the purpose is to effectively reduce traffic accidents.Nissan plans to reduce vehicle insurance coverage in Japan by 2015 by half in 1995.Britain through the car personal police monitoring system, according to the driver to check the direction of the length of the driver, so as to determine the degree of drunk driver, to determine whether the alarm signal or the car can not start. Italy through the MEMS alcohol sensor placed in the steering wheel driver exhaled breath alcohol concentration, when the detection over driving safety standards, so that the car can not start. The main method is the key component of the Swedish Saab with alcohol detection function of the Alcokey, when the driver presses the car keys, the spacecraft began to work, the driver must be measured at the bottom of the key wine breath, when it is detected that the breath alcohol content exceed the standard, can not send the alarm signal to lift the vehicle control assembly, so that the car can not start. Volvo vehicle alcohol detection system, the detection system is to send the results to the electronic control system of automotive unit through wireless sensor technology, the on-line system of alcohol exceeding the set value, the system will stop the starting motivation. Nissan and anti drunk driving control system by detecting sonar shifter on detecting the driver hand sweat contains alcohol, it will automatically lock, and through the car alarm sound of drunk driving the voice prompts, the system can also detect the activity and the driving conditions based on whether the driver drunk driving the drivers face, and give an alarm, and automatically tighten the belts, while the navigation system shows that the dont drink and drive information. In the three Japanese car manufacturer TOYOTA, Honda, Nissan, Nissan in the prevention of drunk driving technology has made a series of efforts, recently launched a new car, the application can prevent drunk driving, drunk driving anti alcohol concentration control technology can effectively test driver, using a variety of preventive measures to prevent drunk driving, and take the emergency brake of the car in time of danger, can greatly reduce traffic accidents caused by drunk driving. There are several trends: first, the use of alcohol odor sensor to detect the air inside the car. Transmission Nissan concept car Block set a high sensitivity to alcohol odor sensor, it can be in the driver to start the car, the driver hands the secretion of sweat test. When the sweat alcohol concentration index exceeded the preset peak, the system will automatically stop working, so the vehicle can not start at the same time, car navigation system will issue a warning sound drunk driving .Trend two: monitor the drivers facial expression. Nissan concept car installed in the dashboard below a miniature camera to monitor the drivers facial expression. Once the system is found through the camera driver very sleepy and continuous sleep phenomenon, car navigation system will sound an alarm and prompt. At the same time, the seat belt pre tightening device will start tightening, the safety of the driver brought to remind driver drowsiness. Trend three: monitor driver behavior. By continuously monitoring the drivers driving behavior, the system can recognize the signs of distracted drivers. When the system to monitor a similar behavior, the cars automatic navigation system will issue an alarm tone and tips, seat belt pre tightening device will immediately tighten the seat belt to remind drivers to pay attention to safety.现场检测酒金含量的方法针对司机酒后驾车事故频繁的现象，国外最早开始研发针对酒后驾驶的酒精测试仪。1957 年1月23日，世界上第一台醉酒呼吸分析仪在瑞典首次投入使用，它可以当场直接测试。它能检测出司机呼出气体中的酒精含量，并将这一结果显示于仪器的显示屏上。交警据此判断该司机是否酒后驾驶。英国布里斯托尔大学生理学家霍尔瓦特设计了一种高智能座驾，其上装有一套名为“个人警察”的监察系统，由红外线摄像机、感应器和带有电脑分析功能的“小黑箱”组成。通过“小黑箱”摄像机录制的司机眼球活动情况以及感应器侦察到的方向盘扭转动作集中起来进行分析，从分析方向盘转动情况仪器中获得的信息与从扫描司机瞳孔移动装置获得的信息发生联系并进行比较，通过这一对照完全可以确定司机是否头脑清醒。根据司机审视行车方向长短，判定司机的醉酒程度。 日产汽车公司日前对外宣布,一款新的概念车应用了可以预防酒后驾驶的技术,这项技术可以数倍减少酒后驾驶引发的交通事故。该技术可以有效测试司机的清醒程度,采用多种预防措施防止酒后驾驶,并在危险时刻对汽车采取紧急制动。概念车在司机和乘客的座位上也安装了酒精气味传感器,用来监测汽车座舱内空气中的酒精含量。当酒精气味被传感器探测到时,导航系统也会发出“酒后驾驶”的警报音,导航系统显示屏同时自动显示“不要酒后驾驶!”的文字提示。为了取得“安全驾驶环境”,日产汽车对大量交通事故信息进行了采集分析。日产汽车公司在防止酒后驾驶的技术上做出了一系列努力。今年6月,日产提出自动导航系统开启提醒司机“不要酒后驾驶”的信息警报。7月,日产汽车公司再次与地方政府合作测试一种新型呼气测醉器,该装置用检查呼吸的手段发现驾驶员血液酒精含量是否超标,并通过紧急制动装置阻止酒后驾车人启动汽车。目前日产汽车已经开始着手启动智能传输系统项目，目的是为了更有效地减少交通事故。日产汽车计划到2015年在日本用于车辆交通事故的保险赔付比1995年减少一半。英国通过车载“个人警察”的监控系统，根据司机审视行车方向的长短，从而来判断司机的醉酒程度，来判断是否发出报警信号或使汽车无法启动。意大利通过置于方向盘内的 MEMS 酒精传感器检测驾驶员呼出气体酒精浓度，当检测其超过安全驾驶标准时，使汽车无法启动。瑞典绅宝主要方法是利用带有酒精检测功能的钥匙组件“Alcokey”，当司机按下遥控车钥匙时，该探测器就开始工作，司机必须向测酒钥匙底部呼气，当检测到呼气酒精含量超标时，无法向车辆控制组件发出解除警报信号，从而使汽车无法启动。沃尔沃的车载酒精检测系统，是把该检测系统的结果通过无线传感技术传给汽车的电子控制系统单元，当酒精含量超过系统中的设定值的上线，该系统将阻止启动动机。而日产的防酒后驾驶控制系统通过变档器上的探测声纳探测司机手上的汗液中含有酒精，便会自动上锁，并通过车内的声音报警发出“酒后驾车”的声音提示，该系统还可以通过对司机的脸部活动和行车状况探测出司机是否酒后驾车，并会发出报警声，并自动收紧安全带，同时导航系统中显示“不要酒后驾车”信息。对于国外，处于国际日本三大汽车制造商丰田、本田、日产，日产汽车公司在防止酒后驾驶的技术上做出了一系列努力，近日又推出一款新的车，应用了可以预防酒后驾驶的技术，防酒后驾驶控制技术可以有效测试司机的酒精浓度，采用多种预防措施防止酒后驾驶，并在危险时刻对汽车采取紧急制动，从而大幅度减少酒后驾驶引发的交通事故。有以下几个趋势：趋势一：使用酒精气味传感器检测车内空气。日产概念车的变速器挡把处设置了一个高灵敏度的酒精气味传感器，它可以在驾驶员启动汽车时，测试驾驶员手掌分泌的汗液。当汗液酒精浓度指标超过预先设定的峰值时，系统会自动停止工作，使汽车无法启动，同时汽车导航系统会发出“酒后驾驶”的警报音。趋势二：监控驾驶员面部表情。日产概念车在仪表盘下方安装了一部微型摄像机，用来监测司机的面部表情。一旦系统通过摄像机发现司机非常困倦、有持续合眼现象，汽车导航系统就会发出警报音和提示语。同时，座椅安全带预收紧装置会启动，缩紧司机的安全带来提醒困倦的驾驶员。趋势三：监测驾驶员驾驶行为。通过持续监测司机的驾驶行为，系统可以识别司机分心走神的种种迹象。当系统监测到类似的行为时，汽车的自动导航系统会发出警报音和提示语，座椅安全带预收紧装置也会立刻收紧安全带提醒司机注意安全。指 导 教 师 评 语 外文翻译成绩：指导教师签字： 年 月 日注：1. 指导教师对译文进行评阅时应注意以下几个方面：翻译的外文文献与毕业设计（论文）的主题是否高度相关，并作为外文参考文献列入毕业设计（论文）的参考文献；翻译的外文文献字数是否达到规定数量（3 000字以上）；译文语言是否准确、通顺、具有参考价值。2. 外文原文应以附件的方式置于译文之后。共 5 页 第 11 页毕业设计报告(论文)报告(论文)题目：司机酒后发动机不能启动系统的 设计 摘要随着我国经济迅速且平稳的发展，私家车和商务车成了人们必不可少的代步工具，越来越多的人和家庭拥有了属于自己的汽车，但是，道路交通事故的发生也越来越频繁，数据显示，道路交通事故成了人类死亡的第九类原因，预计在2020年，交通事故死亡率将翻一番，成为继癌症，抑郁症之后的第三大死亡原因，虽然国家采取了一系列的政策来预防交通事故的发生，但交通事故还是屡见不鲜。而49%-59%的交通事故与酒后驾车或者醉酒驾车有关，酒后驾车已经成为目前车祸死亡的主要原因之一。针对酒后驾车这种害人害己的行为，司机酒后发动机不能启动系统的设计是非常有必要的。若司机在酒后开车，该系统的设计基于AT89C51单片机的控制，利用酒精探测器对司机呼出的气体进行检测，为了降低乘车人员饮酒对酒精探测器的影响，应进行多次实验并取平均值。酒精挥发到空气中会迅速扩散，所以酒精探测器的显示数值会比实际值偏小，应该在酒精探测器的显示数值上做放大改动。当酒精浓度超标时，该系统能控制继电器强制切断发动机的电源，使发动机因为断电而不能启动，从而间接的达到保护司机和乘客安全的目的。关键词： AT89C51单片机，酒精传感器，酒后驾车；酒精超标Abstract With the rapid development of our economy, cars have become indispensable means of transport, more and more families have cars, at the same time, traffic accidents have become increasingly frequent, data show that the traffic of the ninth types of causes of death in humans, is expected in 2020, the traffic accident death rate will be doubled, become the causes of cancer, depression after third deaths, although the state has adopted a series of policies to prevent the occurrence of traffic accidents, traffic accidents but It is often seen. And 49% -59% of the traffic accident and drunk driving or drunk driving, drunk driving has become one of the main reasons for the death of the current car accident. In view of the harm of drunk driving behavior, drunk engine can not start the system design is very necessary. If the driver was drunk driving, the system can measure the alcohol concentration, alcohol concentration display through the digital tube, the force that the engine can not start, and audible alarm, in order to reduce the probability of drunk driving accident risk.The design of the control system based on AT89C51 MCU, detected by gas exhaled alcohol detector to the driver, passengers in order to reduce the effects of alcohol on the alcohol detector, should be carried out many experiments and averaged. Alcohol evaporates into the air and spreads quickly, so the display value of the alcohol detector is smaller than the actual value, which should be changed on the display value of the alcohol detector. When the alcohol concentration exceeds the standard, the system can cut off the power supply, so that the engine can not start, so as to achieve the purpose of protecting the safety of drivers and passengers. Keyword:AT89C51MCU,alcohol detector,exceed the standard,目 录Abstract1绪论1.1课题的选题背景1.2国内外的研究现状1.3本课题的目的和意义1.4本课题的研究内容2.系统整体设计2.1系统整体设计思路2.2系统设计方案2.2.1酒精传感器的选择2.2.2单片机的选择2.2.3A/D转换器的选择3系统硬件设计3.1信号采集模块 3.2信号转换模块3.3复位电路的设计3.4晶振电路的设计3.5数码管显示电路的设计3.6声光报警模块的设计3.7继电器驱动电路4系统软件设计4.1系统软件整体流程图4.2编译语言的选择4.3A/D转换模块软件的流程4.4报警程序设计结 论参考文献致谢1绪论1.1课题的选题背景 近几年来，随着我国经济的快速且平稳发展，私家车和商务车成了人们必不可少的代步工具，越来越多的家庭和个人拥有了属于自己的汽车，但是，道路交通事故的发生也越来越频繁，根据数据显示，道路交通已经成了人类死亡的第九类原因，预计在2020年，道路交通事故死亡率将翻一番，成为继癌症，抑郁症之后的第三大死亡原因，虽然国家采取了一系列的政策来预防交通事故的发生，但交通事故的发生还是屡见不鲜。而49%-59%的道路交通事故与酒后驾车或者醉酒驾车有关，酒后驾车已经成为车祸死亡的主要原因之一。针对酒驾这种害人害己的举动，司机酒后发动机不能启动系统的设计是非常有必要的。若司机在酒后开车，该系统可以测量出司机呼出的提提中的酒精浓度，然后通过数码管显示呼出气体中的酒精浓度，通过继电器的控制强制使发动机不能启动，声光报警器发出声光报警，警告司机不能在酒后驾驶汽车，以达到降低酒后驾车危险事故发生的概率。1.2国内外的研究现状现场检测酒精含量为驾驶醉酒驾驶事故现象，是国内最早开展酒精驾驶酒精测试仪研究开发的企业。 1957年1月23日，世界上首例醉酒呼吸分析仪在瑞典首次投入使用，该仪器可以直接在现场进行实验和测试。可以检测到司机呼出的气体中酒精含量，并将酒精浓度显示在仪器显示屏上。交通警方判断司机是否有驾驶醉酒行为。英国布里斯托大学生理学家霍尔瓦特则设计了一款高度智能化的汽车，配备了一套“个人警察”监控系统，由红外摄像头，传感器和电脑分析功能组成“小黑盒”。通过分析由“黑箱”摄像机记录的驾驶员的行为举动和由传感器检测到的来自方向盘的扭转运动来分析，可以从分析方向盘旋转状况以及从扫描驾驶员的瞳孔移动装置获得的信息来比较，通过这个比较可以判断司机头脑是否清晰，根据司机检查路线方向的长度，确定驾驶员的醉酒情况。日产汽车公司已经宣布，可以使用一种新的概念车来防止酒后驾驶技术，这种技术可以多次减少由于交通事故造成的酒后道路交通事故。该技术可以有效地检测驾驶员的清醒程度，采用各种措施来预防酒驾和醉驾，并在汽车发生危险时采取紧急制动。概念车还在司机和乘客座椅上安装酒精气味传感器，以监控驾驶舱内空气的酒精含量。当传感器检测到酒精浓度超标时，导航系统还会发出“请不要酒后驾驶”报警声，导航系统显示同时自动显示“不要酒后开车！”的文字提示，为了获得“安全驾驶环境”，日产汽车对大量交通事故信息进行了分析。日产汽车公司已经做出了一系列努力来防止酒后驾驶技术。 6月，日产自动导航系统打开警报提醒司机“不喝酒”。 7月，日产汽车公司再次与当地政府一起测试一种新型的呼吸器，该装置用于检查呼吸方法，以发现驾驶员的血液酒精含量超标，并通过紧急制动装置防止醉酒驾驶人们开车日产已经开始启动智能传动系统项目，目的是更有效地减少交通事故。日产计划到2015年将日本汽车交通事故保险的比例降低一半。英国通过汽车“个人警察”监控系统，根据司机观察行驶路线长度的驾驶方向，从而判断驾驶员的醉酒情况，以确定采取警报信号还是汽车是否无法启动。意大利的司机酒后发动机不能启动系统的原理是通过装置在方向盘上的酒精传感器检测司机的呼出气体中的酒精浓度，判断酒精浓度是否超标，从而防止汽车在司机酒驾以后启动。瑞典绅士的主要方法是使用关键组件“Alcokey”与酒精检测功能。当驾驶员按遥控车钥匙时，检测仪开始工作，司机必须向汽车钥匙底部呼出气体，当酒精含量超标时，无法发动汽车，并且发出报警信号，使汽车无法启动。沃尔沃的汽车酒精检测系统原理是当系统监测的酒精含量超过系统的标准时，系统将会阻止发动机的启动。而日产的反饮酒驾驶控制系统通过传感器检测到声纳探测器在手中的汗液含有酒精，会自动锁定，并通过汽车的声音报警发出“喝酒驾驶”语音提示，系统也可以通过驾驶员的面部活动和驾驶状况来判断驾驶员是否驾驶醉酒，并会发出声音警报，并缓慢的收紧安全带，导航系统还会显示“不要酒后驾驶”的信息【1】。防酒后驾驶系统的设计具有以下几种趋势：趋势1：使用酒精气味传感器检测车内的空气。日产概念车传动装置设定了高灵敏度的酒精气味传感器，可以在司机驾驶时开车，测试驾驶员的手掌分泌的汗水。当酒精浓度指示剂超过系统设定的峰值时，系统会强制发动机停止工作，同时汽车的导航系统还会发出“不要酒后驾驶”的警报音，从而达到保护驾驶人员和乘车人员安全的目的趋势2：监控驾驶员的面部表情。 日产概念车在仪表板下面安装一个迷你相机，用于监控驾驶员的面部表情。 一旦系统通过摄像头检测到司机很困，有连续的闭眼现象，汽车导航系统会发出警告音和提示语言。 同时，安全带预紧装置启动，拧紧驾驶员的安全带以提醒昏昏欲睡的司机，从而达到保护驾驶人员和乘车人员安全的目的。 趋势3：监控驾驶员的驾驶行为。 通过持续监控驾驶员的驾驶行为，系统可以识别驾驶员的开车用心程度。 当系统监控到类似酒后驾驶的行为时，汽车的自动导航系统会发出报警音和提示音，安全带预紧装置会缓慢的收紧安全带，提醒司机注意驾驶安全，从而达到保护驾驶人员和乘车人员安全的目的，1.3本课题的目的和意义近几年来，随着我国经济的快速且平稳的发展，私家车和商务车成了个人和家庭最心仪的代步工具，越来越多的家庭和私人拥有了自己的汽车，但是，道路交通事故的发生也越来越频繁，数据显示，道路交通事故已经成了人类死亡的第九类原因，预计到2020年，交通事故的死亡率将翻一番，成为癌症，抑郁症之后的第三大死亡原因，之所以酒后驾车会有这么大的危害，是因为当司机喝了一定量的酒后，究竟会麻痹司机的神经系统，使神经系统反映时间变长，对危险的感知能力下降，酒精还会影响司机的视力和听力，因此酒后驾车是非常危险的。虽然国家采取了一系列的政策来预防道路交通事故的发生，但道路交通事故的发生还是屡见不鲜。而49%-59%的交通事故与酒后驾车或醉驾驾车有关，酒后驾车已经成为车祸死亡的主要原因之一。针对酒后驾车这种害人害己的行为，司机酒后发动机不能启动系统的设计是非常有必要的。若司机在酒后开车，该系统可以测量出空气中的酒精的浓度，通过晶体数码管显示出酒精的浓度，若酒精浓度超标，该系统可以通过继电器强制使发动机断电，让不能启动，并发出声光报警，警告司机不能在酒后驾驶，以达到降低酒后驾车危险事故发生的概率。1.4本课题的研究内容本文主要研究司机酒后发动机不能启动系统的设计，该系统的设计采用AT89C51单片机的控制，利用酒精探测器对司机呼出的气体进行检测，通过A/D转换去的转换，将酒精浓度显示在晶体数码上，来判断司机是否酒驾。为了降低乘车人员饮酒对酒精探测器的影响，应进行多次实验，并取平均值。酒精挥发到空气中会迅速扩散，所以酒精探测器的显示数值会比实际值偏小，应该在酒精探测器的显示数值上做改动。当酒精浓度超标时，该系统能强制切断发动机的电源，使发动机不能启动，从而达到保护司机和乘客安全的目的【2】。2.系统整体设计2.1系统整体设计思路该系统的设计基于AT89C51单片机的控制，利用酒精探测器对司机呼出的气体进行检测，为了降低乘车人员饮酒对酒精探测器的影响，应进行多次实验并取平均值。酒精挥发到空气中会迅速扩散，所以酒精探测器的显示数值会比实际值偏小，应该在酒精探测器的显示数值上做改动。当酒精浓度超标时，该系统能强制切断电源，使发动机不能启动，从而达到保护司机和乘客安全的目的。2.2系统设计方案该系统主要是由酒精探测器，51单片机、A/D转换器、声光报警器、继电器等组成，它的工作原理是通过酒精传感器采集的输出电压信号，经过放大后传入转换器，将转换后的数字信号传入AT89C51单片机进行处理，当驾驶员酒精浓度超过规定的值时，单片机将酒精浓度传给数码管进行显示，并且驱动声光报警模块和继电器工作，提醒驾驶员其体内酒精浓度超标，并且及时切断发动机电源，强制使发动机不能启动，确保保证驾驶员的安全【3】。51单片机数值放大酒精探测器A/D转换声光报警器继电器 电 源发动机关闭2.2.1酒精传感器的选择酒精传感器是本系统的核心，酒精传感器将酒精的体积分数转换为电信号，探测头通过传感器对空气中的其他气体进行过滤，去除杂质等。本设计采用MQ-3酒精传感器，该酒精传感器具有优良的酒精灵敏度，长寿命、低成本等优点。当传感器随着空气中酒精蒸汽浓度的增加，传感器的导电率也会随着酒精气体浓度的增加而增大。该传感器有自己独立的供电电源，当发动机启动时，会将产生的一部分机械能转换为电能储存起来，为系统的工作做好准备，该传感器可以检测多种浓度的酒精，是一种能适应多种应用的传感器。传感器有两部分回路：一部分是传感器的加热回路,另一部分是传感器的信号输出回路，可以精确反映传感器的变化。为了使测量的结果更加准确，使用的时候需要提前加热2-3分钟【5】.通过酒精传感器检测司机呼出的气体中的酒精含量，判断是否超过系统的允许值，如果酒精含量超标，则通过声光报警器来提醒司机酒精含量超标，并且通过数码管显示司机体内酒精含量，使驾驶员能够意识到自己体内的酒精含量超标，与此同时，继电器还会切断汽车的发动机电源，让发动机不能启动。我国规定血液中酒精浓度大于或者等于20mg/100ml时，小于80mg/100ml时视为酒后驾车，大于80mg/100ml时视为醉驾。当系统检测到的酒精浓度小于20mg/100ml时，汽车可以正常启动；当系统监测的酒精浓度高于20mg/100ml时，继电器会切断发动机电源，发动机无法启动，与此同时声光报警器发出报警，提醒司机不能酒后驾车，此时汽车不能启动，从而达到保护司机以及乘车人的安全【5】。2.2.2单片机的选择近几年，随着科学技术的快速发展，电子产品的趋势是智能化、微型化、低功,便宜化。而单片机是一种集成电路芯片，它采用超大规模的集成电路技术，就是把中央处理器CPU 、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I /O口和中断系统、定时器/计时器等加工在一片硅片上，构成一个微型但是相对完整的计算机系统。 单片机芯片体积小，成本低，可广泛运用到工业机器人等多种设备中，单片机又称微控制集成电路芯片，处理器CPU能够对数据运算，并且数据的传送、中断处理也要通过CPU进行处理，随机存储数据RAM，只读存储ROM，输入输出设备接口(I/O口)，定时计数器，串行通信口（SCI)，显示驱动电路(LCD或LED驱动电路)，脉宽调制电路(PWM)，模拟多路转换器及A/D转换器等电路在一块单片芯片上进行集成，组成一个微型但是很完整的计算机系统。使用相对应的软件可以控制这些电路经行准确、高效、迅速的运算。单片机按照用途可分为通用型和专用型两种，专用型单片机就是其内部可开发的资源可以全部提供给用户，而专用型单片机是专门针对某些产品的特定功能而制作的单片机【6】。采用89系列单片机，89系列微控制器的设计具有以下优点：1.功能全面，应用可靠，抗干扰的能力强。2.简单易用。由于单芯片技术更容易及时掌握人气，大部分工程技术人员通过研究可以快速掌握技术设计的应用。3.发展快速，前景广阔。在几十年的时间里，微控制器通过4位机，8位机，16位机，32位机等几个阶段的发展，特别是在各种形式下，集成度高，功能完善，继续出来，更多的单芯片在工业控制和工业自动化领域已经有了足够的增长和大量的应用。近年来，微控制器的内部结构更加完善，支持片上外设功能越来越完善，为应用系统向更高层次更大规模发展奠定了坚实的基础。易于嵌入，易于使用。单芯片体积小巧，性价比高，应用灵活等特点，在嵌入式微控制系统中具有非常重要的地位，在单芯片出现之前，人们就想制作出一套测控系统，经常使用大量的模拟电路，数字电路，分立元器件，使系统不仅尺寸大，而且还因为线路复杂，连接点太多容易发生故障。单片机出现后，电路组成和控制方式发生了巨大变化。在SCM应用系统中，绝大多数这些监控功能已经通过单芯片的软件程序实现，其他电子电路由芯片的外围功能部件代替7。2.2.3A / D转换器选择A / D转换器是模拟到数字的作用，让微控制器进行数字戏剧处理。随着VLSI技术的快速发展，A / D转换器的设计与制造技术无限流入，为满足各种检测和控制任务的需要，大量不同结构，不同性能的A / D转换芯片出货和学生。A / D转换器可分为三类：第一类是A / D转换器，电路简单，精度高，价格便宜，速度较慢;第二是连续型A / D转换器，具有运行速度快，功耗低，价格实惠的优点;第三类是-A / D转换器。连续比较A / D转换器的精度，速度和价格均适中，是最常见的A / D转换器，双积分A / D转换器具有精度高，抗干扰能力强，价格低廉，与模拟A / D相比较转换器转换速度慢，近年来在单片机领域也得到了广泛应用，-A / D转换器采用双积分A / D转换器和连续型A / D转换器，具有很强的抑制工业领域串联干扰的能力，不低于双积分A / D转换器，与双积分A / D转换器相比具有更高的转换速度，与连续的A / D转换器相比，具有更高的转换速度信噪比高，分辨率高，线性好，无需保持电路。A / D转换器的主要技术指标转换时间和转换率。转换时间是A / D转换器完成转换所需的时间。转换时间的倒数是转换率。分辨率。在A / D转换器中，分辨率是A / D转换器的一个量度，可以区分技术指标的最小输入模拟量变化量，分辨率取决于A / D转换器位，所以使用输出的二进制数或BCD码。转换精度。 A / D转换器的转换精度被定义为实际A / D转换器与理想A / D转换器之间的量化值之差，可以表示为绝对误差或相对误差。我的设计采用A / D0832模数转换器，它是一个8位分辨率的双通道A / D转换芯片，工作频率为250KHZ，转换时间为32微秒逐次逼近转换器，5V电源为输入电压在05V之间;由于转换器体积小，兼容性好，成本一般，被广泛应用。3系统硬件设计3.1信号采集模块酒精探测器的加热电阻两端连接在+5V直流稳压电源上，用于加热电阻丝对电阻的加热。电路可以将酒精探测器的阻值变化转换为输出电压的变化，从而通过转换器转换为相应的数字信号供单片机处理。模拟信号输出端口能输出0到+5V 的模拟信号，当检测的酒精浓度越大时输出电压越高。此端口接入AD0832转换器的2号引脚，实现AD转换。信号采集模块电路图如下图所示：图3-13.2信号转换模块信号转换模块的电路图如下图所示。 酒精传感器将通过CH0输入A / D0832转换器，A / D0832转换器将模拟信号通过D0和DI 端口输入到相应的数字信号进入微控制器。ADC0832是一款8位逐次逼近型A/D转换器与长达256位的最大分辨率，适用于通用A/D转换的要求。芯片转换时间只有32微秒，可根据双数据输出作为数据验证，减少数据错误，使转换速度快，性能稳定。独立的芯片使能输入和多设备安装和处理器控制变得更加方便。通过DI数据输入，可以方便地选择信道函数的选择。图3-2 芯片接口说明：CS_片选使能，低电平芯片使能。CH0 模拟输入通道 0，还可以作为 IN+/-使用。CH1 模拟输入通道 1，还可以作为 IN+/-使用。GND芯片参考 0 电位（地）。DI数据信号输入，选择通道控制。DO数据信号输出，转换数据输出。CLK芯片时钟输入。正常情况下，ADC0832和单片机的接口应该是四条线，即CS、CLK、DO，D1。但由于DO和DI终端之间的通信是无效的，并且单片机的接口是双向的，所以电路设计可以与数据线做并行和DI。当ADC0832是不工作，CS输入要高，芯片是残疾人，和时钟和DO/DI水平可任意设定。当执行A / D转换，CS使能终端必须低，保持低，直到转换完成。此时，芯片开始工作，处理器时钟被输入到芯片时钟输入时钟脉冲，而DO / DI选择使用DI侧输入通道功能的数据信号。DI终端必须在第一个时钟脉冲吸收点前高电平，指示启动信号。在吸收第二和第二脉冲之前，DI终端应输入2位数据来选择信道功能。当2位数据“1”和“0”，只有0是一个单声道转换。当2位数据“1”和“1”，只有1单通道转换。当2位数据“0”和“0”，CH0作为正输入端，在+和CH1作为负输入端，和。当2位数据“0”和“1”，CH0作为正输入，并在+作为负输入端输入的行为和CH1。第三脉冲被吸收后，DI终端的输入电平丢失，DO / DI终端开始读取数据使用数据输出做。从做源输出数据到数据资料7 MSB源的第四位，每个脉冲输出做输出下一个数据点。在发出第十一个脉冲，最低有效位DATA0数据的输出，一个字节，是完整的。你也可以从那点输出，即数据的下一个相对字节，从数字信号的datd0第十一字节输出。然后输出8位数据，当数据输出完成后，给前一个19个脉冲，也标记A/D转换终止端。最后，CS将达到禁止的芯片，直接转换数据可以处理。图3-33.3复位电路的设计在一个芯片机器的工作过程中，有一个程序指针指向即将到来的程序。当MCU用于重置操作时，使程序指针指向程序，0000 h地址，微控制器将执行第一个语句，一个语句执行，程序指针将会依次增加。这允许每个程序MCU，在一定的条件下，如果没有程序指针，不知道应该从哪里开始，在程序执行开始的时候，不知道应该执行哪个句子。自动复位，使每个端口的输出水平不会处于不确定状态，也不会导致外围设备失效。它还可以防止一些内部
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