【毕业设计】车载酒精测试仪的设计开题报告

本科生毕业设计（论文）开题报告题目车载酒精测试仪的设计姓名周芬玲学号20110311124指导教师谭歆班级电子信息工程111所在院系职业教育师范学院毕业设计（论文）开题报告表课题名称车载酒精测试仪的设计课题来源教师拟定课题类型工程设计指导教师谭歆学生姓名周芬玲学号20110311124专业电子信息工程课题的意义以及国内外发展状况课题的意义酒后驾车容易发生交通事故，为了减少或杜绝这种现象，目前几乎所有国家采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定驾驶人员是否饮酒。酒精测试仪能有效协助交警定点抽查驾驶员是否饮酒，但由于抽查实施面狭窄，因此无法很好的对酒后驾车进行控制。本课题将设计一种酒精探测及安全控制系统，该系统安装在汽车上，不用交警和其他人员就能判断司机是否酒后驾车，以确保了司机的安全，又减少了交警等人员的工作量。同时根据检测到酒精含量是否超标进行自主判断，能够控制汽车点火器开关，使饮酒驾驶员无法启动汽车。目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，而且很多车主都期盼能够有便携仪器方便地测量气体酒精浓度，为安全驾驶提供保障，有效减少重大交通事故的发生。以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。车载酒精测试仪的设计与使用有着不可替代的作用，也有着相当的前景和意义。国内外发展状况在国外，许多国家先后研发出了用于汽车的不同酒后酒精测试系统。由于酒驾事故的频繁发生，瑞典于1957年1月23日研发出世界第一台醉酒呼吸分析仪。它能检测出司机呼气中酒精含量，被广泛投入使用。目前，英国、法国、瑞典、澳大利亚、新西兰等欧美国家对酒后驾驶的检测普遍采用现场测试法，手持便携式呼气式酒精检测仪，对驾驶员呼出气体进行酒精浓度测试。为了能够协助驾驶员主动测试是否酒后驾驶，国外许多国家先后研究了用于汽车上的不同酒后测试办法。2007年，瑞典的萨博汽车公司推出了酒精检测功能的钥匙组件“ALCOKEY”,在汽车遥控器内部嵌入小型酒精检测器，钥匙上设置吹气口，驾驶员必须通过向钥匙的底部呼气检测酒精后才能发动汽车，当检测酒精含量未超过标准时，钥匙亮起绿色指示灯，可正常启动发动机；而酒精含量超过标准时，发动机将自动封闭。沃尔沃的欧洲车款上也应用了类似的防酒驾技术，该技术命名为ALCOGUARD,它的优点在于能够呼气判断。IKEY成了一种商业产品，感应模块集成在汽车钥匙里。用钥匙进行酒精测试避免了车辆的改动，因此是这项技术脱离了对车体本身的依赖。这个设备可将呼气分析器集成到任意的一个车钥匙里，而且能在任意一款汽车里发挥功能。日本NISSAN日产汽车公司推出命名为“CARWING”的车载蓝牙综合安全系统，该套系统主要是把酒精测试声纳安置在变档器上，可通过对眨眼情况探测分析出司机清醒状态的面部识别系统，以及对驾驶进行探测分析，系统可以做出感应。2007年8月3日，日产研发出一款概念车型，该车应用了各种防止DUI技术。该车将酒精传感器安装在挡杆处，检测驾驶员手心汗液的酒精含量，如果检测驾驶员汗液中有酒精含量，汽车会发出报警声，同时锁住变速器，是汽车减速到停止，同时仪表板内装有微型摄像机，对驾驶员的面部情况进行检测，判断驾驶员是否饮酒情况，鸣笛报警。我国在防酒后驾驶方面的研究比较少，香港公司发明了名为“IKEY”的车钥匙，它将感应器、远期信息处理等技术整合在车钥匙上。深圳市一家公司生产的呼气时酒精锁，整合酒精测试仪、GPS定位追踪及汽车发动的车在装置，能够阻止驾驶者酒后驾车，和对车辆进行实时查询和管理。这些设计在启动前驾驶者必需进行酒精呼气测试，经仪器测试认定有没有饮酒后，控制汽车点火装置才能打开，从而达到解除驾驶者酒后驾车的危险。无论国内还是国外对于酒后驾车都做了研究，也研发了针对性产品，但这些产品在汽车市场上还未得到广泛应用。防酒后驾驶技术的发展，紧随着汽车工业和电子产业的未来趋势，朝着小型化、集成化、智能化方向发展。本课题的研究内容、方法、手段及预期成果本课题的研究内容本设计研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，检测空气酒精浓度并具有报警功能的酒精浓度检测仪。利用MQ3型气敏传感器将酒精气体浓度信号转换为电信号，选择适当的放大器放大电压信号，利用发光二极管显示酒精浓度的高度，同时利用模数转换器将信号进行转化，由单片机控制，数码管显示该信息。具体内容1、研究气敏型传感器在实时酒后驾驶的选择应用和数据采集本设计是直接测量呼气中的酒精浓度，在转化为血液中酒精含量浓度，故采用气敏传感器最合适。考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器的准确性，故传感器只能对酒精气体敏感，所以选择MQ3型气敏传感器。其灵敏度很高、选择性好、寿命长、稳定性可靠。传感器将外界信息转换成电信号，数字信号可以通过电气隔离直接送给单片机或微型计算机处理，数字信号则采用数据采集系统将多路被测信号转换成数字量，在经过单片机处理，实现实时测控。酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器最后输出的是模拟信号。2、89C51单片机控制系统本设计采用89C51作为控制单元，它是一种带4K字节闪烁可编程可擦除只读存储器的低电压、高性能CMOS微处理器，为很多嵌入式控制系统提供了一种灵活性高且廉价的方案。89C51单片机系统结合传感器测量电路、A/D转换电路、声光报警电路、LED显示电路构成一完整的单片机控制系统。3、研究关于酒精测试仪的软硬件设计本课题的研究方法与手段本课题的研究采用的是理论分析、模拟仿真和软件调试实验的方法1、对车载酒精测试仪的理论分析和硬件系统设计硬件设计在设计中主要采用MQ3酒精传感器、A/D转换电路、51单片机为主控芯片、用C语言编写主控芯片的程序、LED显示电路和报警电路的设计。了解酒精传感器的工作原理，设计出合理的、能满足使用要求的实验装置。其过程是通电后，单片机自动复位，先初始化，启动A/D转换器进行数据采集，判断酒精浓度值的高低并显示出来，如果酒精浓度过高则汽车报警，反之则启动。被测环境气敏传感器A/D转换电路单片机报警电路键盘LCD显示图1车载酒精测试仪设计的系统框图本课题的预期成果1、完成酒精测试仪在防止酒后驾驶过程中的理论分析2、完成车载酒精测试仪的硬件设计及总体设计方案3、实现模拟仿真，软件程序调试。工作进度安排周次设计（论文）任务及要求12了解设计课题，收集相关资料34深入学习酒精气敏传感电路工作原理，完成酒精检测功能58对声光报警电路进行设计，并进行外围电路设计910完成软件功能嵌套，提高控制精度11软硬件系统进行联调，并优化12完成设计说明书，进行预答辩13打印论文，准备毕业答辩参考文献1杨居义，马宁，靳光明单片机原理与工程应用M北京清华大学出版社，20092梅丽凤，王艳秋等单片机原理及接口技术北京清华大学出版社，北京交通大学出版社，20043陈忠平，曹巧媛等单片机原理及接口北京清华大学出版社，20074段晨东，张文革等单片机原理及接口技术北京清华大学出版社，20085朱蕴璞传感器原理及应用北京国防工业出版社，20056李宗睿，许振忠，王俊红主动呼吸式酒精探测仪J北华航天工业学院