防酒后駕車系統(tǒng)設(shè)計

1、獨(dú) 創(chuàng) 性 聲 明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在老師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。 學(xué)位設(shè)計作者簽名： 日期： 學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者授權(quán)長江師范學(xué)院可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，允許論文被查閱和借閱，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書） 學(xué)位論文作者簽名： 指導(dǎo)教師簽名： 日 期： 日 期： 摘 要對于酒后駕駛現(xiàn)象的頻頻出現(xiàn)，設(shè)計一種

2、智能控制系統(tǒng)防止酒后駕車。該系統(tǒng)主要由酒精傳感器、電壓比較器、繼電器、語音報警模塊、電源組成，主要根據(jù)檢測到駕駛員飲酒后人體酒精濃度的大小以電壓信號輸出，通過電壓比較器的比較后進(jìn)行穩(wěn)壓，信號輸送到繼電器控制電路，當(dāng)駕駛員酒精濃度超標(biāo)時繼電器控制點火系統(tǒng)啟動電路不能工作，汽車停駛，這時語音電路實現(xiàn)報警功能。該設(shè)計系統(tǒng)是通過呼氣檢測，測試在安全酒精度范圍內(nèi)時汽車運(yùn)行，測試結(jié)果不在安全范圍時汽車不能啟動。關(guān)鍵字：點火系統(tǒng)；酒精傳感器；繼電器；語音電路AbstractIn light of the frequent occurrence of drunk driving, design an inte

3、lligent control system for preventing this phenomenon. This system is mainly composed of the ethanol sensor, voltage comparator, relay, voice alarm module, and power supply. Detect the drivers alcohol concentration, output this information through the voltage signal, and then stabilize the voltage t

4、hrough the comparison of the voltage comparator. The signals are transmitted to the relay control circuit, so when the alcohol concentration of the driver exceeds the standard, the start-up circuit of the relay control ignition system cannot work. The automobile will stop moving; at this time, the s

5、peech circuit performs the alarm function.The detection of this design system is by testing the breath. When the result shows alcohol concentration is within the safe scope, the automobile operates. When alcohol concentration is out of the safe scope, the automobile fails to start. Key words: Igniti

6、on System; Ethanol Sensor; Relay; Speech Circuit目 錄1 緒論11.1 防酒后駕駛系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r11.2 酒精檢測儀21.3設(shè)計內(nèi)容21.4設(shè)計思路21.5設(shè)計方法31.5.1 電路圖設(shè)計及PCB生成31.5.2實物制作法31.5.3 示驗法32 防酒后駕車設(shè)計方案42.1 防酒后駕車兩種控制方式42.2 方案選擇52.3 設(shè)計框圖52.4防酒后駕車系統(tǒng)設(shè)計原理63 防酒后駕車電子電路設(shè)計73.1 USB電源設(shè)計73.1.1酒精度傳感器檢測方式的選擇73.1.2 酒精測試儀型號的選擇83.2電壓比較器93.3.繼電器控制電路93.4 點火系統(tǒng)開關(guān)啟

7、動電路部分設(shè)計113.5 語音電路設(shè)計113.6防酒后駕車系統(tǒng)123.7 電路仿真133.8 防酒后駕車設(shè)計電路PCB134樣品制作與調(diào)試14總結(jié)15參考文獻(xiàn)16致 謝17附錄A 酒后駕車系統(tǒng)電路仿真圖18長江師范學(xué)院本科畢業(yè)設(shè)計·防酒后駕車系統(tǒng)設(shè)計1 緒論1.1 防酒后駕駛系統(tǒng)發(fā)展?fàn)顩r當(dāng)前防酒后駕車技術(shù)主要是檢測駕駛員呼出氣體中酒精度的含量，從而判斷駕駛員是否酒駕，主要的類型有以下幾種。檢測汽車駕駛室內(nèi)氣體酒精含量并控制汽車速度，在汽車中安裝酒精檢測系統(tǒng)，主要由酒精傳感器，放大電路，語音電路等，首先在酒精測試儀中設(shè)定酒精超標(biāo)范圍值，運(yùn)用時檢測到駕駛員呼氣氣體中的酒精度超過限定值范圍

8、時，汽車語音系統(tǒng)報警，提示駕駛員，或者是通過控制汽車內(nèi)部系統(tǒng)使汽車停駛，我們在實際生活中檢測到正在行駛的汽車，駕駛員酒精度超標(biāo)啟動防酒后駕車系統(tǒng)迫使汽車停駛，會引起交通堵塞，甚至引發(fā)交通事故，于是做了技術(shù)上的改進(jìn)，控制系統(tǒng)控制汽車行駛的速度，使汽車逐漸停駛；酒精鎖，酒精鎖主要由酒精的檢測和電路控制部分組成，其運(yùn)用在汽車起步時，在汽車啟動前駕駛員要用口對準(zhǔn)酒精檢測儀呼氣，如果檢測到駕駛員的呼氣氣體中酒精度含量超過限定值，酒精鎖工作，控制汽車點火電源或者是發(fā)動機(jī)不能工作，汽車不能啟動；路邊不停車檢測系統(tǒng)，在道路的兩側(cè)安裝檢測儀，利用激光技術(shù)穿過汽車駕駛室把檢測的酒精濃度信號通過光波變化1，分析判定

9、駕駛員是否酒精度超標(biāo)。由于酒后駕駛對交通安全有著嚴(yán)重危害性，各國都在注重研究防酒后駕駛系統(tǒng)，運(yùn)用于生活，實現(xiàn)可操作性。我們當(dāng)前的研究現(xiàn)狀有酒后駕駛的法治制研究、酒精對駕駛能力的危害、酒后駕駛的檢測方法判斷標(biāo)準(zhǔn)研究、酒后駕駛的預(yù)防方法研究、酒后駕駛的智能防范技術(shù)研究。a）酒后駕駛的法治制研究即通過追究駕駛?cè)说姆韶?zé)任達(dá)到懲戒與預(yù)防酒后駕駛的目的，其中包括暫扣駕駛證吊銷駕駛證等駕駛資格證，對駕駛?cè)颂幰越?jīng)濟(jì)罰款，實施行政拘留的人身罰，或者是對駕駛?cè)说恼f服教育。b)利用酒精對駕駛能力的危害解讀酒后駕駛的安全危害性進(jìn)行研究，是否有什么辦法能在酒后降低人體酒精度的含量。C)根據(jù)取樣的不同酒后駕駛檢測方法各

10、有不同，當(dāng)前實用性最強(qiáng)的是呼氣檢測，特別是在開車的途中交通巡警檢查時，運(yùn)用方法就是呼氣檢測。例外還包括唾液檢測，血液檢測等。研究運(yùn)用可行有效的檢測方法判斷駕駛?cè)耸欠袷蔷坪篑{駛。d)在加拿大成癮性研究計劃（The Addiction Rese-arch program簡稱ARP）支持下，以道格拉斯研究中心、帕維隆毒品治療中心和蒙特利爾的麥吉爾大學(xué)組成研究團(tuán)隊開展防成癮性酒后駕駛研究。研究表明，動機(jī)式唔談法對于預(yù)防成癮性酒后駕駛有顯著的效果。這時我們的防范酒后駕駛的重點就轉(zhuǎn)移為駕駛員酒后不在駕駛車輛的問題。e）酒后駕駛的智能防范技術(shù)是利用電子設(shè)備控制酒后駕駛2,通過電子設(shè)備控制汽車內(nèi)部系統(tǒng)運(yùn)行，例

11、如傳感器檢測我們駕駛?cè)说木凭仁欠癯瑯?biāo)，在達(dá)到酒精度的一定范圍時，汽車能行駛，超過某一范圍值時汽車不能運(yùn)行。1.2 酒精檢測儀研究表明，酒精不只是削弱了駕駛?cè)说姆磻?yīng)能力和視野，而且還降低了駕駛員的判斷能力3，對于利用檢測工具檢測人體內(nèi)酒精度含量的方法多種多樣，主要有人體血液取樣檢測，汗液取樣檢測，呼氣酒精含量檢測。其檢測的方法多種多樣，在不同的場合所運(yùn)用的檢測方式不一樣，一般交通部門用于檢測駕駛員是否酒駕都是用檢測儀檢測駕駛員呼氣中乙醇含量的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行檢測，呼氣檢測方法較血液、汗液取樣檢測更簡便，更直接，但是檢測的精準(zhǔn)度較血液、汗液取樣檢測低。為了防止酒后駕車現(xiàn)象的發(fā)生，各國對酒精檢測裝置正努力

12、研究開發(fā)，要實現(xiàn)兩個方面的作用，第一對駕駛員飲酒進(jìn)行檢測，第二對車輛進(jìn)行實際控制。國內(nèi)外開發(fā)的防酒后駕車檢測裝置主要有酒精呼氣檢測儀，皮膚接觸式酒精探測器，遠(yuǎn)程酒精探測儀，利用嗅探器檢測駕駛室氣體的酒精含量；手持式非接觸酒精檢測器；激光測量酒精裝置，檢測的是汽車內(nèi)乙醇蒸汽含量；汗液酒精檢測裝置，是通過人體的汗液進(jìn)行檢測 4。1.3設(shè)計內(nèi)容本設(shè)計主要設(shè)計自動防止酒后駕駛的繼電器控制系統(tǒng)，主要采用繼電器的開關(guān)保護(hù)作用作為該系統(tǒng)的核心元件，通過呼氣酒精檢測儀檢測駕駛員酒精濃度，當(dāng)駕駛員酒精濃度超標(biāo)時，繼電器工作實現(xiàn)開關(guān)保護(hù)功能，斷開點火系統(tǒng)啟動部分電路，這時語音電路報警。本設(shè)計包括以下幾個方面內(nèi)容：

13、a設(shè)計繼電器控制電路，以及繼電器控制電路與點火系統(tǒng)啟動部分的銜接；b學(xué)習(xí)Protel 99 SE軟件的操作，繪制防酒后駕車系統(tǒng)電路圖，制作PCB；C制作實物圖，試驗檢測該設(shè)計系統(tǒng)的工作正常與否。1.4設(shè)計思路為控制或者是減少酒后駕車現(xiàn)象引起的交通事故的發(fā)生，防酒后駕車系統(tǒng)設(shè)計是基于繼電器硬件控制該現(xiàn)象的發(fā)生。該控制系統(tǒng)由USB電源，酒敏傳感器，電壓比較器，繼電器保護(hù)控制電路配合實現(xiàn)酒后駕駛控制功能。酒敏傳感器安裝在汽車駕駛室內(nèi)，檢測駕駛員開車前的酒精度，檢測的酒精濃度大小以模擬的電壓信號輸出，經(jīng)過電壓比較器，把輸入線性量轉(zhuǎn)換為輸出的開關(guān)量。a當(dāng)檢測到駕駛員的酒精度超過限定范圍（大于20mg/m

14、l）時，輸出高電平，經(jīng)過電壓比較器后，接通三極管，繼電器工作，控制點火系統(tǒng)蓄電池到點火線圈電路啟動部分的通斷，從而控制汽車停駛，而電壓比較器輸出的高電壓另一傳輸方向傳輸?shù)秸Z音報警電路，三極管導(dǎo)通，語音電路實現(xiàn)報警功能。B當(dāng)檢測到駕駛員的酒精度正常（小于20mg/ml）時，酒精傳感器輸出低電壓模擬信號，經(jīng)電壓比較器到三極管，這時根據(jù)三極管極性電壓判斷，三極管截止，繼電器相當(dāng)于不工作，汽車點火系統(tǒng)工作，汽車正常運(yùn)行；而語音電路由于三極管截止而停止工作，不實現(xiàn)報警功能。1.5設(shè)計方法本課題設(shè)計主要設(shè)計方法分為電路圖設(shè)計及PCB生成，實物制作法，示驗法。1.5.1 電路圖設(shè)計及PCB生成運(yùn)用Prote

15、l 99 SE軟件制作電路圖，在Protel 99 SE畫圖工具中選擇電路元器件，根據(jù)防酒后駕車設(shè)計需要繪制相應(yīng)系統(tǒng)電路圖，通過該電路圖生成PCB圖，制作成電子原件板。1.5.2仿真分析法利用ISIS 7 Professional軟件對控制電路進(jìn)行仿真，查出電路圖中所存在的缺陷以及錯誤的畫法，通過仿真確定該設(shè)計電路能不能實現(xiàn)酒后駕車控制原理。1.5.2實物制作法在原理圖的基礎(chǔ)之上購買相應(yīng)原件，利用學(xué)校實驗室，焊接電路板。1.5.3 示驗法在所有工序都完成的情況下，用不同濃度的酒精對準(zhǔn)酒敏傳感器，觀察語音報警器的工作情況是否符合該系統(tǒng)的原定設(shè)計酒精測量范圍。2 防酒后駕車設(shè)計方案2.1 防酒后駕

16、車兩種控制方式方案一：單片機(jī)控制點火系統(tǒng)防酒后駕車設(shè)計是實現(xiàn)防止駕駛員飲酒后駕車引起安全事故的發(fā)生，保證交通運(yùn)行的正常，當(dāng)前運(yùn)用的是軟件控制系統(tǒng)，通過單片機(jī)8051控制發(fā)動機(jī)的工作，從而保證汽車的運(yùn)行。主要是通過安裝在駕駛室的酒敏檢測元件檢測出駕駛員是否酒后駕車，再把檢測的信號輸出到汽車電子控制單元ECU，由單片機(jī)程序判定，最終控制點火系統(tǒng)的工作，在檢測到駕駛員屬于酒精度超標(biāo)的狀況下，電子控制單元就會迫使汽車點火系統(tǒng)不工作，汽車不能實現(xiàn)打火。酒精檢測儀信號處理ECU點火系統(tǒng)電源 圖21方案二：傳感器控制汽車供油系統(tǒng)汽車運(yùn)行之前由供油系統(tǒng)供油，接通電源實現(xiàn)打火，而防酒后駕車系統(tǒng)里傳感器讓車輛供不

17、了油并切斷發(fā)動機(jī)，而達(dá)到控制汽車運(yùn)行的狀態(tài)。防酒后駕車系統(tǒng)控制汽車供油系統(tǒng)工作，利用傳感器來控制供油。主要是通過安裝在駕駛室內(nèi)的酒精檢測儀檢測的信號傳輸?shù)嚼^電器，由繼電器的開關(guān)保護(hù)原理使車輛供不了油，并切斷發(fā)動機(jī)工作。點火開關(guān)打火分電器分電供油系統(tǒng)供油酒精傳感器圖222.2 方案選擇相比于以上兩種酒后駕車控制系統(tǒng)都運(yùn)用到軟件控制，而該設(shè)計著眼于在酒后駕駛系統(tǒng)安裝在汽車中實現(xiàn)電路設(shè)計化更簡單、便捷、有效，在汽車原有電路中做到改動最小的情況之下安裝防酒后駕駛系統(tǒng)控制汽車的停駛，所以在方案一的基礎(chǔ)之上做一個改進(jìn)，該設(shè)計主要控制汽車內(nèi)部電路點火系統(tǒng)部分的啟動部分電路，利用繼電器的開關(guān)保護(hù)原理控制點火系

18、統(tǒng)啟動部分電子電路的通斷，從而控制點火系統(tǒng)的開關(guān)電路到點火線圈部分電路的通斷，達(dá)到控制汽車停駛的目的。2.3 設(shè)計框圖駕駛室酒精檢測儀信號處理蓄電池點火開關(guān)繼電器啟動運(yùn)轉(zhuǎn)圖23點火系統(tǒng)在啟動時有兩個部分，點火開關(guān)由蓄電池提供的電源接通后，有啟動和運(yùn)轉(zhuǎn)兩個準(zhǔn)備項目，當(dāng)點火開關(guān)開關(guān)電路閉合過程中，由酒精檢測儀監(jiān)測的結(jié)果使繼電器處于工作或者停止工作兩種狀態(tài)；駕駛員屬于酒后駕駛時，繼電器常閉觸點斷開，使點火開關(guān)到點火啟動部分電路斷開，不能工作，發(fā)動機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)，汽車不能啟動，反之駕駛員沒有酒駕，繼電器常閉觸點任然閉合，點火開關(guān)啟動部分工作，發(fā)動機(jī)運(yùn)行，汽車運(yùn)行。2.4防酒后駕車系統(tǒng)設(shè)計原理駕駛員坐上駕駛室

19、時首先要呼氣檢測駕駛員酒精濃度，當(dāng)酒精檢測儀檢測到的酒精濃度大于20mg100ml時，屬于酒后駕駛，輸出信號由繼電器控制汽車點火系統(tǒng)的不能工作，汽車不能實現(xiàn)點火，汽車停駛，反之駕駛室酒精檢測儀檢測出駕駛員酒精濃度沒有超標(biāo)，檢測出的信號傳輸出來，經(jīng)電壓比較，、三極管過度到繼電器，繼電器常閉狀態(tài)仍然常閉，點火系統(tǒng)啟動部分電子電路工作，實現(xiàn)點火工作，汽車正常運(yùn)行。3 防酒后駕車電子電路設(shè)計3.1 USB電源設(shè)計 圖31該電源電路為整個酒后駕駛系統(tǒng)提供電源，VCC代表電源，提供5V電壓，D+代表電路線端口3三界空間無限延伸，D-代表電路線端口2在三界空間無限縮短，GND代表接地端，S1開關(guān)控制整個電源

20、電路的通斷，S1接通時，防酒后駕車整個控制電路由USB提供電源供電工作，當(dāng)S1斷開時，防酒后駕車整個控制電路電源切斷。3.3 酒敏傳感器3.1.1酒精度傳感器檢測方式的選擇駕駛員在駕駛汽車中我們對駕駛員的酒精度檢測要達(dá)到檢測便捷，結(jié)果顯示迅速等特點，所以在防酒后駕駛系統(tǒng)中不可能采取抽血化驗，便液檢測，要最直接的方式得到可靠的結(jié)果，“呼氣式酒精檢測儀”滿足這些要求，它可以把監(jiān)測得出的結(jié)果迅速通過信號傳遞出去。呼氣式酒精檢測儀它大致分為五類5：3.1.1.1濕化學(xué)法這一研究檢測方法在上個世紀(jì)20年代就開始運(yùn)用，檢測原理是酒精蒸汽被酸性高錳酸鉀溶液氧化，再根據(jù)溶液褪色時間推測乙醇濃度，至今世界上很多

21、國還在運(yùn)用這種檢測工具。3.1.1.2氣相色譜法氣相色譜法在檢測血液，尿液應(yīng)用中效果明顯，在醫(yī)學(xué)方面廣泛運(yùn)用。在酒精檢測中主要對呼氣中蒸汽比較敏感，但設(shè)備體積問題，沒有得到廣泛應(yīng)用。3.1.1.3電化學(xué)方法電化學(xué)方法又稱之為燃?xì)怆姵匦秃魵饩凭珳y試儀，其根據(jù)呼氣中酒精被催化劑氧化成二氧化碳和水的過程中釋放出化學(xué)能，化學(xué)能經(jīng)轉(zhuǎn)換為電流變化顯示乙醇濃度高低。該酒精測試儀精度高，操作簡便，穩(wěn)定性好，運(yùn)用比較廣泛。3.1.1.4紅外光譜法它通過酒精分子吸收紅外線的程度，確定酒精的含量。在我們現(xiàn)今集成電路發(fā)展飛速的時代，紅外光譜法的研究正逐步面向社會。在汽車運(yùn)用中酒后駕駛系統(tǒng)酒精檢測器是一個長時使用部件，

22、需要工作效率高，使用壽命長，而且受到極小的干燒，紅外光譜法呼氣酒精測試儀測試穩(wěn)定，抗干擾能力強(qiáng)，適合運(yùn)用于酒后駕駛系統(tǒng)酒精檢測方法，能更好的實現(xiàn)防酒后駕車系統(tǒng)的功能性。3.1.2 酒精測試儀型號的選擇本課題本著節(jié)約經(jīng)濟(jì)性的原則，酒后駕車設(shè)計中采用MQ3型酒精傳感器，運(yùn)用到防酒后駕駛系統(tǒng)設(shè)計中汽車駕駛員的酒后駕駛判斷。MQ3型氣敏傳感器技術(shù)參數(shù)探測范圍：101000ppm靈敏度：Rin air/rin typical gas5敏感體電阻：4004000K響應(yīng)時間：10s恢復(fù)時間：30s6該類酒精傳感器適合防酒后駕車系統(tǒng)設(shè)計運(yùn)用，主要是由長期的使用壽命，在汽車中安裝酒后檢測裝置就希望要有較高的工作

23、率，長時間有效使用，而不是長期的更換；而且在檢測駕駛員呼出氣體時反應(yīng)快，能在第一時間檢測出結(jié)果，也對乙醇有很高的靈敏度，所以在酒后駕車設(shè)計中運(yùn)用該型號酒敏原件能達(dá)到預(yù)想效果。 圖35酒精測試儀選擇的是呼氣式酒精傳感器，型號是MQ3，1端是電源端，提供5V電壓，2端接地，3端通過酒精傳感器測試的結(jié)果以模擬的信號輸出。3.2電壓比較器 圖36電壓比較電路將酒精傳感器輸出的模擬信號與一個參考固定電壓相比，在酒精傳感器輸出模擬信號電壓與相比較的參考電壓相近，比較器相應(yīng)輸出端產(chǎn)生電壓變化，也就是高低電壓的變化，當(dāng)電壓比較器輸入端電壓大于UR時，電壓比較器輸出一端為低電壓，對D1、D2截止；當(dāng)變壓比較器輸

24、入端電壓小于UR時，電壓比較器輸出端一段為高電壓，D1導(dǎo)通，D2反向截止。D1、D2起著對輸出電壓一個穩(wěn)壓保護(hù)作用。3.3.繼電器控制電路 圖33該電路中繼電器KM1是使用型號：HK4100F DC5VSHG；觸點負(fù)載： 3 A 250 VAC/30 VDC；阻 抗： 100m；額定電壓：阻 抗： 5v。該類繼電器價格便宜，使用壽命長，轉(zhuǎn)換效率高，適合本電路設(shè)計運(yùn)用7。輸入端接電壓比較器輸出端，1端口接點火總開關(guān)，5端口接點火線圈。1、5為繼電器常閉端，2、6為繼電器常開端。本電路由三極管基極電壓信號判斷三極管的通斷8，當(dāng)三極管接通時，繼電器工作，繼電器常開觸點閉合，常閉觸點斷開，也就是2、3

25、端閉合，1、5端斷開。繼電器電源由ESB提供電源，3端輸入的信號經(jīng)繼電器，4端接地。3.4 點火系統(tǒng)開關(guān)啟動電路部分設(shè)計 圖34SW_C1是點火開關(guān)，點火過程中由汽車蓄電池提供電源，蓄電池一段到點火線圈，另一端通過繼電器到點火線圈，當(dāng)繼電器工作在常閉觸點任然閉合時的狀態(tài)下，汽車實現(xiàn)點火，把蓄電池提供的電源經(jīng)開關(guān)通斷接通到點火線圈9。3.5 語音電路設(shè)計 圖32三極管輸入端接入電壓比較器，該語音電路芯片選擇的是高端驅(qū)動芯片，帶自保護(hù)功能，集成度較高，適合 電子控制器件的運(yùn)用，正適合本設(shè)計選用的標(biāo)準(zhǔn)，由三極管基極方向輸入的信號判斷三極管的通斷，當(dāng)三極管工作接通時，語音報警電路工作，語音原件實現(xiàn)報警

26、功能，三極管截止時，語音報警電路不工作。該電路中三極管選用的是8550型號10。3.6防酒后駕車系統(tǒng)圖37酒精傳感器（酒精檢測器）由USB電源供電工作，把檢測駕駛員呼出氣體中酒精濃度的大小轉(zhuǎn)化為電壓信號的高低變化【11】，通過3端口傳輸經(jīng)過電壓比較器分流電阻到語音電路和繼電器控制部分。駕駛員駕車前打火時，防酒后駕車系統(tǒng)工作在以下兩種狀態(tài)：a當(dāng)酒精檢測器檢測到駕駛員酒精濃度小于20mg100ml時，酒精傳感器3端輸出低電壓信號，低電壓信號輸送到電壓比較器輸入端正極，電壓比較器中參考額定電壓時5V，酒精傳感器輸出電壓信號與電壓比較器中電壓相比較，當(dāng)電壓信號低于參考額定電壓時信號時電阻R1端的電壓就

27、為低電壓，該電壓通過分流電阻在三極管P2時，根據(jù)三級管的極性電壓通斷判斷12，基極電壓低于發(fā)射極電壓，P2基極到發(fā)射極極點電路截止，從而繼電器相當(dāng)于不工作，常閉觸點任然閉合，常開觸點任然斷開，繼電器就相當(dāng)于電路中一段導(dǎo)線，點火系統(tǒng)中蓄電池到點火線圈部分電路接通，汽車正常工作。同時分流電阻把酒精傳感器3端輸出的信號傳輸?shù)絇3基極，這時P3發(fā)射極電壓高于基極電壓，P3基極到發(fā)射極極點電路截止，P3斷開，語音電路不工作。b當(dāng)酒精檢測器檢測到駕駛員酒精濃度大于20mg100ml時，酒精傳感器3端輸出高電壓信號，高電壓信號輸送到電壓比較器的輸入端正極，電壓比較器中參考額定電壓為5V，酒精傳感器輸出高電壓

28、信號與電壓比較器中電壓相比較，該信號電壓大于參考額定電壓時，電壓比較器輸出的高低變化電壓在R1端為高電壓信號，三極管P2發(fā)射極電壓低于基極電壓，三極管P2導(dǎo)通，信號通過P2發(fā)射極傳輸?shù)嚼^電器KM1，KM1常開觸點閉合，常閉觸點斷開，汽車點火系統(tǒng)蓄電池接到點火線圈電路啟動部分?jǐn)嚅_，不能實現(xiàn)點火工作，汽車不能運(yùn)行；同時分流電阻把酒精傳感器輸出的電壓信號傳輸?shù)饺龢O管P3，同樣通過三極管的極性電壓極性通斷判斷13，基極電壓高于發(fā)射極電壓，P3基極到發(fā)射極極點電路導(dǎo)通，信號由P3發(fā)射極傳輸?shù)秸Z音電路LS1端口，語音電路工作，實現(xiàn)報警、提示功能。在整個控制系統(tǒng)中，電源供電都由USB供電，通過開關(guān)S1控制整

29、個電路的電源通斷。3.7 電路仿真在利用ISIS 7 Professional仿真過程中該軟件沒有就敏傳感器，所以用光敏傳感器代替，而在最后蓄電池到點火線圈電路該軟件沒有模塊原件，也用電壓表代替。3.7.1傳感器到電壓比較器部分電路仿真仿真時調(diào)節(jié)光敏傳感器的電壓大小，電壓比較器輸出端電壓也隨著光敏傳感器電壓的大小變化14。電阻R4R2RV1R3輸出電壓電阻阻值22K2K10K*60%10K5V表31R4、R2、RV1、R3在表31時的數(shù)值時，仿真中光敏傳感器在該位置時輸出電壓為高電壓。圖38電阻R4R2RV1R3輸出電壓電阻阻值22K2K10K*78%10K0.05V表32當(dāng)改變滑動變阻器RV

30、1的阻值為表32數(shù)值時，電壓比較器輸出端輸出電壓為低電壓。圖39電阻R4R2RV1R3輸出電壓電阻阻值20K2K10K*60%10K0.05V 表33R4電阻值減小時，輸出電壓為低電壓0.05V，如圖310。圖3103.7.2繼電器控制電路仿真當(dāng)輸入信號加一個高電壓時，輸出電壓仍為高電壓，繼電器常閉觸點斷開，常開觸點閉合，仿真圖如34所示。 圖311當(dāng)輸入信號加入一個低電壓時，輸出電壓仍為低電壓，繼電器常閉觸點仍然閉合，仿真圖如35所示。圖3123.7.3酒后駕車控制系統(tǒng)整體仿真當(dāng)傳感器輸入信號電壓大于1.56V時繼電器常閉觸點斷開，點火系統(tǒng)不能工作，如圖附錄A所示。當(dāng)傳感器信號電壓小于1.5

31、6N時，繼電器常閉觸點仍閉合，汽車點火系統(tǒng)正常工作，如圖附錄B所示。3.8 防酒后駕車設(shè)計電路PCB圖384樣品制作與調(diào)試該設(shè)計選用單面線路板，零件集中在線路板的一面，在網(wǎng)上所購的元器件通過學(xué)校實驗室制作出電路板。在線路板的焊接過程中，由于工不精，遇到了樣品制作的一大難題，通過反復(fù)的焊接過程克服了該問題所帶來的困擾。防酒后駕車系統(tǒng)酒精傳感器采用的是酒精測試模塊，內(nèi)部酒精度測試范圍在101000ppm15，對我們駕駛員酒精度的測量可取。用不同酒精度的樣品試劑靠近酒精傳感器模塊，觀察報警器的工作情況，確定酒精的測試范圍的正確。駕駛?cè)撕炔煌瑯悠肪茣r，隨著喝酒量的增加報警器工作的情況表啤酒 50克10

32、0克150克200克250克270克報警情況不報警不報警不報警不報警不報警報警白酒10克15克20克報警情況不報警不報警報警紅酒10克20克30克40克50克60克報警情況不報警不報警不報警不報警不報警報警表41輸出信號經(jīng)電壓比較器時，可調(diào)節(jié)電壓比較器輸入端的滑動變阻器阻值大小改變電壓大小，從而調(diào)節(jié)輸出信號的變化。最初傳感器檢測駕駛員呼出氣體中酒精濃度在35mg100ml時才報警，在調(diào)節(jié)滑動變阻器阻值減小10%后，駕駛員呼出氣體中酒精濃度21mg100ml時，報警器正常報警。第 19 頁 共 24 頁總結(jié)通過該設(shè)計的制作，我學(xué)習(xí)了protel se 99 軟件的應(yīng)用，通過protel se 9

33、9繪制電路圖，仿真，生成PCB等，另外還綜合了其他軟件的學(xué)習(xí)應(yīng)用，如ISIS 7 Professional。在設(shè)計中制作論文部分更讓我學(xué)習(xí)了word文檔的一些技巧性的操作，對于word文檔整體布局有了新的認(rèn)識。實物圖的制作讓我對焊接技術(shù)有了接觸，而且在實物板上電路元件的規(guī)格放置更讓我學(xué)到了新的知識點，如果原件混亂就會造成焊接時焊接錯誤。該設(shè)計中起到核心作用原件繼電器簡便又直接的起到控制作用，在原有汽車內(nèi)部電子電路做最小改動的情況之下控制汽車運(yùn)行，酒精傳感器選擇的是呼氣式傳感器，更有效直接的檢測駕駛員酒精濃度是否超標(biāo)，而在電壓比較器輸入端加有滑動變阻器，可以用以調(diào)節(jié)酒精傳感器輸出信號值的大小變化，在變壓比較器輸出端加有兩個穩(wěn)壓二極管，對電壓比較器輸出信號起到穩(wěn)壓的作用，同時保護(hù)后續(xù)電路的正常工作，傳感器輸出的信號經(jīng)穩(wěn)壓后有兩個方向的傳輸方向，要確切的按指定方向傳輸信號，在三極管前端加了分流電阻，用于分流。整個