酒后驾驶安全控制系统

《酒后驾驶安全控制系统设计》设计单位：皖西学院信息工程电子1003班项目成员：李进进韩磊李辉项目组长：韩磊第一页，共三十页。项目背景一、研究意义酒后驾驶屡禁不止，给社会带来巨大的伤害单纯靠交警稽查，不能从根本上解决问题本系统是能够防止酒后驾驶的自动控制系统第二页，共三十页。二、设计需求驾驶员酒后一旦进入驾驶室，系统自动切掉汽车油路。系统语音不停提示“请尊重生命，杜绝酒后驾驶！”直至饮酒者离开，警告提示结束。当非饮酒人进驾驶室，油路自动正常打开。第三页，共三十页。系统工作原理通过酒精传感器MQ-3检测驾驶员呼出气体酒精浓度传感器的输出电压信号经过TLC549的A/D转换后输入到单片机中经过单片机的处理，根据驾驶员呼出气体的酒精浓度和标定值进行比较进而用继电器控制电磁阀，来控制油路通断同时通过语音模块WT5001来对驾驶员警告和提醒第四页，共三十页。三、系统简易示意图第五页，共三十页。系统设计方案图第六页，共三十页。酒精采集模块：MQ-3酒精浓度传感器模块由传感器探头和调理电路组成。传感器采集到酒精。此端口接入TLC549实现A/D转换进而将信号传给单片机。A/D转换模块：将酒精传感器采集到的模拟信号转化成数字信号供单片机使用。单片机模块：单片机收到采集模块的信号后对数据进行处理，从而控制整个系统的运行。第七页，共三十页。继电器模块：单片机将信号先通过下拉电阻再经过三极管使继电器通电闭合从而切断油路。浓度低于标准值时，会自动恢复。语音模块：油路切断的同时，语音模块会进行语音播报“请尊重生命，杜绝酒后驾驶！”直到酒精浓度低于标准值。。第八页，共三十页。预实现或能实现的单项功能简述功能验证方式1判断酒精浓度浓度大于标定值，灯亮；否则，灯不亮2酒精含量显示经过TLC549转换后，在LCD1602显示酒精浓度3语音报警浓度大于标定值，发出警报提示语；低于标定值，播放歌曲4判断继电器电磁阀是否吸合吸合，油路被切断；否则，油路被开启

5判断油路通断油路被切断，车不能启动；油路打开，车子正常启动方案能够实现所有单项功能详述第九页，共三十页。酒精采集系统原理图第十页，共三十页。酒精采集模块实物图第十一页，共三十页。MQ-3是一种电导率较低的二氧化锡半导体型酒精气体传感器。传感器在系统中感应空气中乙醇的浓度，利用它对于乙醇气体的灵敏度特性，使传感器的电导率随空气中乙醇气体浓度的增加而增大。使用简单的检测电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。第十二页，共三十页。A/D转换系统原理图TLC549是8位串行A/D转换器芯片，P0.5接TLC549的片选引脚，输出低电平，使片选时能。P0.3连接时钟引脚CLK，输出时钟，时钟为高电平时读取AIN电压，由DAT输出给单片机P0.4。第十三页，共三十页。单片机系统原理图单片机控制器采用89C52RC单片机，其内部有4kBFlashROM代码存储器阵列，可实现低电压编程和高电压编程两种模式。第十四页，共三十页。单片机模块实物图第十五页，共三十页。继电器系统原理图酒精浓度大于标定值时，在9015的发射极和基极间会产生一个小的变化信号，在基极会产生一个小电流，通过三极管放大后，集电极电流会变大，从而产生大的电压使继电器吸合，通过电磁阀切断油路酒精浓度小于标定值时，油路正常第十六页，共三十页。语音模块系统原理图WT5001-48L语音芯片是一款功能强大的0TP语音单片机芯片。WT5001-48L让语音芯片不再为控制方式而寻找合适的外围单片机电路，高度集成的单片机技术足于取代复杂的外围控制电路第十七页，共三十页。语音功放模块实物图第十八页，共三十页。系统整体实物图第十九页，共三十页。voidmain(){ unsignedcharNongDu;//定义浓度变量 WT5001_INIT();//语音模块初始化 LCD_Init();//液晶显示屏屏幕初始化 LCD_Clear();//液晶显示屏清屏 LCD_Disp_String(0,0,“NongDu:”);//在液晶显示屏显示浓度的字符串 LCD_Disp_String(0,1,“SOS:”);//在液晶显示屏显示标定值的字符串 LCD_Disp_Byte_Dec(8,1,SOS);//在液晶显示屏显示标定值的ASCII字符 while(1) { NongDu=TLC549_ADC();//将酒精浓度转换为数字 LCD_Disp_Byte_Dec(8,0,NongDu);//将酒精浓度转换的数字显示在液晶屏上 if(NongDu>SOS)//如果酒精浓度大于标定值 { WT5001_SD(67);//播放语音警报 SW=SW_OFF;//油路被关闭 LED=0;//警报灯亮 }

核心算法代码第二十页，共三十页。else//酒精浓度低于标定值 { SW=SW_ON;//油路打开 LED=1;//警报灯灭 } delayms(100);//延迟100ms }}此代码是将酒精传感器采集到的信号经模数转换后在液晶显示屏上显示当时的酒精浓度，如果大于标定值则语音报警，油路切断，警报灯亮，否则油路正常开启，警报灯灭。第二十一页，共三十页。核心部件一、三极管90151、三极管是电流放大器件，有三个极，分别是集电极c，基极b，发射极e。2、三极管的放大原理：集电极电流受基极电流的控制，并且基极电流很小的变化，会引起集电极电流很大的变化，且变化满足一定的比例关系。3、应用举例：如果将一个变化的小信号加到基极跟发射极之间，这就会引起基极电流的变化，基极的变化被放大后，导致了集电极很大的变化，如果集电极电流是流过一个阻值的，那么根据电压计算公式可以算得，这电阻上电压就会发生很大的变化。将这个电阻上的电压取出来，就得到了放大后的电压信号了。第二十二页，共三十页。二、电磁继电器1、组成：电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点弹簧等组成的。2、原理：在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静出点吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力下返回原来的位置，使动触点与原来的静触点释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。3、应用场合：电磁继电器应用于弱电控制强电的场合。第二十三页，共三十页。三、电磁阀1、组成：电磁阀里有密闭的腔，在不同位置开有通孔，每个孔连接不同的油管，腔中间是活塞，两面是两块电磁铁。2、工作原理：电磁阀里的哪面磁铁线圈通电阀体就会被吸引到哪边，通过控制阀体的移动来开启或关闭不同的排油孔，而进油孔是常开的，液压油就会进入不同的排油管，然后通过油的压力来推动油缸的活塞，活塞又带动活塞杆，活塞杆带动机械装置。这样通过控制电磁铁的电流通断就控制了机械运动。3、应用举例：电磁阀用途很广泛，主要有喷灌系统、拆边机、液压机等等。第二十四页，共三十页。系统测试记录及测试结果分析12345678910浓度测量值50629213218412180595040标定值

60油路通段通断断断断断断通通通语音警告不警告警告警告警告警告警告警告不警告不警告不警告注：酒精浓度大于设定值语音开始警告，同时油路断开；否则，反之。第二十五页，共三十页。设计中遇到的问题1、在画原理图的过程中，对于元器件的名称不熟悉，以致在找元器件的时，一个一个的查找，浪费了很多时间。2、在绘制好原理图生成PCB后，在手动布线时，遇到了一些问题，比如，布线很乱，跳线过多。在经过多次修改后，完成了较好的PCB布线。3、我们在焊接酒精采集模块4.7欧姆的电阻时，用万用表测电阻两端时，电阻一直响，表示短路，便重新焊接，如此几次，板子有些损坏，最后经过咨询老师，得知没有短接，电路正常。第二十六页，共三十页。本课题研究的意义：通过一个自动控制系统来防止酒后驾驶的发生，从而减少交通事故的发生，弥补了交通稽查工作的不足与疏漏，具有很强的实用价值和社会意义。课题研究收获：这个课题研究的内容具有很强的实用性，在这次课题的设计与制作中我们复习了以往的理论知识，同时在电路图的绘制，生成PCB板以及后来的电路焊接实验环境的搭建，将我们学的理论知识与实践相结合，同时增强了我们的动手能力与团队协作能力。缺点与不足：通过这次的课题研究我们认识到自己的理论知识还不是很熟练，对于常用的设计软件还不能熟练运用，在动手能力上还有待提高个人体会与总结第二十七页，共三十页。团体合影第二十八页，共三十页。谢谢大家！第二十九页，共三十页。内容总结《酒后驾驶安全控制系统设计》。通过酒精传感器MQ-3检测驾驶员呼出气体酒精浓度。进而用继电器控制电磁阀，来控制油路通断。继电器模块：单片机将信号先通过下拉电阻再经过三极管使继电器通电闭合从而