酒后駕駛安全控制系統(tǒng)

《酒后駕駛安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》設(shè)計(jì)單位：皖西學(xué)院信息工程電子1003班項(xiàng)目成員：李進(jìn)進(jìn)韓磊李輝項(xiàng)目組長(zhǎng)：韓磊第一頁(yè)，共三十頁(yè)。項(xiàng)目背景一、研究意義酒后駕駛屢禁不止，給社會(huì)帶來(lái)巨大的傷害單純靠交警稽查，不能從根本上解決問(wèn)題本系統(tǒng)是能夠防止酒后駕駛的自動(dòng)控制系統(tǒng)第二頁(yè)，共三十頁(yè)。二、設(shè)計(jì)需求駕駛員酒后一旦進(jìn)入駕駛室，系統(tǒng)自動(dòng)切掉汽車(chē)油路。系統(tǒng)語(yǔ)音不停提示“請(qǐng)尊重生命，杜絕酒后駕駛！”直至飲酒者離開(kāi)，警告提示結(jié)束。當(dāng)非飲酒人進(jìn)駕駛室，油路自動(dòng)正常打開(kāi)。第三頁(yè)，共三十頁(yè)。系統(tǒng)工作原理通過(guò)酒精傳感器MQ-3檢測(cè)駕駛員呼出氣體酒精濃度傳感器的輸出電壓信號(hào)經(jīng)過(guò)TLC549的A/D轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)中經(jīng)過(guò)單片機(jī)的處理，根據(jù)駕駛員呼出氣體的酒精濃度和標(biāo)定值進(jìn)行比較進(jìn)而用繼電器控制電磁閥，來(lái)控制油路通斷同時(shí)通過(guò)語(yǔ)音模塊WT5001來(lái)對(duì)駕駛員警告和提醒第四頁(yè)，共三十頁(yè)。三、系統(tǒng)簡(jiǎn)易示意圖第五頁(yè)，共三十頁(yè)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖第六頁(yè)，共三十頁(yè)。酒精采集模塊：MQ-3酒精濃度傳感器模塊由傳感器探頭和調(diào)理電路組成。傳感器采集到酒精。此端口接入TLC549實(shí)現(xiàn)A/D轉(zhuǎn)換進(jìn)而將信號(hào)傳給單片機(jī)。A/D轉(zhuǎn)換模塊：將酒精傳感器采集到的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)化成數(shù)字信號(hào)供單片機(jī)使用。單片機(jī)模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)收到采集模塊的信號(hào)后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，從而控制整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行。第七頁(yè)，共三十頁(yè)。繼電器模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)將信號(hào)先通過(guò)下拉電阻再經(jīng)過(guò)三極管使繼電器通電閉合從而切斷油路。濃度低于標(biāo)準(zhǔn)值時(shí)，會(huì)自動(dòng)恢復(fù)。語(yǔ)音模塊：油路切斷的同時(shí)，語(yǔ)音模塊會(huì)進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)“請(qǐng)尊重生命，杜絕酒后駕駛！”直到酒精濃度低于標(biāo)準(zhǔn)值。。第八頁(yè)，共三十頁(yè)。預(yù)實(shí)現(xiàn)或能實(shí)現(xiàn)的單項(xiàng)功能簡(jiǎn)述功能驗(yàn)證方式1判斷酒精濃度濃度大于標(biāo)定值，燈亮；否則，燈不亮2酒精含量顯示經(jīng)過(guò)TLC549轉(zhuǎn)換后，在LCD1602顯示酒精濃度3語(yǔ)音報(bào)警濃度大于標(biāo)定值，發(fā)出警報(bào)提示語(yǔ)；低于標(biāo)定值，播放歌曲4判斷繼電器電磁閥是否吸合吸合，油路被切斷；否則，油路被開(kāi)啟

5判斷油路通斷油路被切斷，車(chē)不能啟動(dòng)；油路打開(kāi)，車(chē)子正常啟動(dòng)方案能夠?qū)崿F(xiàn)所有單項(xiàng)功能詳述第九頁(yè)，共三十頁(yè)。酒精采集系統(tǒng)原理圖第十頁(yè)，共三十頁(yè)。酒精采集模塊實(shí)物圖第十一頁(yè)，共三十頁(yè)。MQ-3是一種電導(dǎo)率較低的二氧化錫半導(dǎo)體型酒精氣體傳感器。傳感器在系統(tǒng)中感應(yīng)空氣中乙醇的濃度，利用它對(duì)于乙醇?xì)怏w的靈敏度特性，使傳感器的電導(dǎo)率隨空氣中乙醇?xì)怏w濃度的增加而增大。使用簡(jiǎn)單的檢測(cè)電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對(duì)應(yīng)的輸出信號(hào)。第十二頁(yè)，共三十頁(yè)。A/D轉(zhuǎn)換系統(tǒng)原理圖TLC549是8位串行A/D轉(zhuǎn)換器芯片，P0.5接TLC549的片選引腳，輸出低電平，使片選時(shí)能。P0.3連接時(shí)鐘引腳CLK，輸出時(shí)鐘，時(shí)鐘為高電平時(shí)讀取AIN電壓，由DAT輸出給單片機(jī)P0.4。第十三頁(yè)，共三十頁(yè)。單片機(jī)系統(tǒng)原理圖單片機(jī)控制器采用89C52RC單片機(jī)，其內(nèi)部有4kBFlashROM代碼存儲(chǔ)器陣列，可實(shí)現(xiàn)低電壓編程和高電壓編程兩種模式。第十四頁(yè)，共三十頁(yè)。單片機(jī)模塊實(shí)物圖第十五頁(yè)，共三十頁(yè)。繼電器系統(tǒng)原理圖酒精濃度大于標(biāo)定值時(shí)，在9015的發(fā)射極和基極間會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小的變化信號(hào)，在基極會(huì)產(chǎn)生一個(gè)小電流，通過(guò)三極管放大后，集電極電流會(huì)變大，從而產(chǎn)生大的電壓使繼電器吸合，通過(guò)電磁閥切斷油路酒精濃度小于標(biāo)定值時(shí)，油路正常第十六頁(yè)，共三十頁(yè)。語(yǔ)音模塊系統(tǒng)原理圖WT5001-48L語(yǔ)音芯片是一款功能強(qiáng)大的0TP語(yǔ)音單片機(jī)芯片。WT5001-48L讓語(yǔ)音芯片不再為控制方式而尋找合適的外圍單片機(jī)電路，高度集成的單片機(jī)技術(shù)足于取代復(fù)雜的外圍控制電路第十七頁(yè)，共三十頁(yè)。語(yǔ)音功放模塊實(shí)物圖第十八頁(yè)，共三十頁(yè)。系統(tǒng)整體實(shí)物圖第十九頁(yè)，共三十頁(yè)。voidmain(){ unsignedcharNongDu;//定義濃度變量 WT5001_INIT();//語(yǔ)音模塊初始化 LCD_Init();//液晶顯示屏屏幕初始化 LCD_Clear();//液晶顯示屏清屏 LCD_Disp_String(0,0,“NongDu:”);//在液晶顯示屏顯示濃度的字符串 LCD_Disp_String(0,1,“SOS:”);//在液晶顯示屏顯示標(biāo)定值的字符串 LCD_Disp_Byte_Dec(8,1,SOS);//在液晶顯示屏顯示標(biāo)定值的ASCII字符 while(1) { NongDu=TLC549_ADC();//將酒精濃度轉(zhuǎn)換為數(shù)字 LCD_Disp_Byte_Dec(8,0,NongDu);//將酒精濃度轉(zhuǎn)換的數(shù)字顯示在液晶屏上 if(NongDu>SOS)//如果酒精濃度大于標(biāo)定值 { WT5001_SD(67);//播放語(yǔ)音警報(bào) SW=SW_OFF;//油路被關(guān)閉 LED=0;//警報(bào)燈亮 }

核心算法代碼第二十頁(yè)，共三十頁(yè)。else//酒精濃度低于標(biāo)定值 { SW=SW_ON;//油路打開(kāi) LED=1;//警報(bào)燈滅 } delayms(100);//延遲100ms }}此代碼是將酒精傳感器采集到的信號(hào)經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后在液晶顯示屏上顯示當(dāng)時(shí)的酒精濃度，如果大于標(biāo)定值則語(yǔ)音報(bào)警，油路切斷，警報(bào)燈亮，否則油路正常開(kāi)啟，警報(bào)燈滅。第二十一頁(yè)，共三十頁(yè)。核心部件一、三極管90151、三極管是電流放大器件，有三個(gè)極，分別是集電極c，基極b，發(fā)射極e。2、三極管的放大原理：集電極電流受基極電流的控制，并且基極電流很小的變化，會(huì)引起集電極電流很大的變化，且變化滿足一定的比例關(guān)系。3、應(yīng)用舉例：如果將一個(gè)變化的小信號(hào)加到基極跟發(fā)射極之間，這就會(huì)引起基極電流的變化，基極的變化被放大后，導(dǎo)致了集電極很大的變化，如果集電極電流是流過(guò)一個(gè)阻值的，那么根據(jù)電壓計(jì)算公式可以算得，這電阻上電壓就會(huì)發(fā)生很大的變化。將這個(gè)電阻上的電壓取出來(lái)，就得到了放大后的電壓信號(hào)了。第二十二頁(yè)，共三十頁(yè)。二、電磁繼電器1、組成：電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點(diǎn)彈簧等組成的。2、原理：在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜出點(diǎn)吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力下返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。3、應(yīng)用場(chǎng)合：電磁繼電器應(yīng)用于弱電控制強(qiáng)電的場(chǎng)合。第二十三頁(yè)，共三十頁(yè)。三、電磁閥1、組成：電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔連接不同的油管，腔中間是活塞，兩面是兩塊電磁鐵。2、工作原理：電磁閥里的哪面磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)開(kāi)啟或關(guān)閉不同的排油孔，而進(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油缸的活塞，活塞又帶動(dòng)活塞桿，活塞桿帶動(dòng)機(jī)械裝置。這樣通過(guò)控制電磁鐵的電流通斷就控制了機(jī)械運(yùn)動(dòng)。3、應(yīng)用舉例：電磁閥用途很廣泛，主要有噴灌系統(tǒng)、拆邊機(jī)、液壓機(jī)等等。第二十四頁(yè)，共三十頁(yè)。系統(tǒng)測(cè)試記錄及測(cè)試結(jié)果分析12345678910濃度測(cè)量值50629213218412180595040標(biāo)定值

60油路通段通斷斷斷斷斷斷通通通語(yǔ)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：酒精濃度大于設(shè)定值語(yǔ)音開(kāi)始警告，同時(shí)油路斷開(kāi)；否則，反之。第二十五頁(yè)，共三十頁(yè)。設(shè)計(jì)中遇到的問(wèn)題1、在畫(huà)原理圖的過(guò)程中，對(duì)于元器件的名稱不熟悉，以致在找元器件的時(shí)，一個(gè)一個(gè)的查找，浪費(fèi)了很多時(shí)間。2、在繪制好原理圖生成PCB后，在手動(dòng)布線時(shí)，遇到了一些問(wèn)題，比如，布線很亂，跳線過(guò)多。在經(jīng)過(guò)多次修改后，完成了較好的PCB布線。3、我們?cè)诤附泳凭杉K4.7歐姆的電阻時(shí)，用萬(wàn)用表測(cè)電阻兩端時(shí)，電阻一直響，表示短路，便重新焊接，如此幾次，板子有些損壞，最后經(jīng)過(guò)咨詢老師，得知沒(méi)有短接，電路正常。第二十六頁(yè)，共三十頁(yè)。本課題研究的意義：通過(guò)一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)來(lái)防止酒后駕駛的發(fā)生，從而減少交通事故的發(fā)生，彌補(bǔ)了交通稽查工作的不足與疏漏，具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值和社會(huì)意義。課題研究收獲：這個(gè)課題研究的內(nèi)容具有很強(qiáng)的實(shí)用性，在這次課題的設(shè)計(jì)與制作中我們復(fù)習(xí)了以往的理論知識(shí)，同時(shí)在電路圖的繪制，生成PCB板以及后來(lái)的電路焊接實(shí)驗(yàn)環(huán)境的搭建，將我們學(xué)的理論知識(shí)與實(shí)踐相結(jié)合，同時(shí)增強(qiáng)了我們的動(dòng)手能力與團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。缺點(diǎn)與不足：通過(guò)這次的課題研究我們認(rèn)識(shí)到自己的理論知識(shí)還不是很熟練，對(duì)于常用的設(shè)計(jì)軟件還不能熟練運(yùn)用，在動(dòng)手能力上還有待提高個(gè)人體會(huì)與總結(jié)第二十七頁(yè)，共三十頁(yè)。團(tuán)體合影第二十八頁(yè)，共三十頁(yè)。謝謝大家！第二十九頁(yè)，共三十頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)《酒后駕駛安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》。通過(guò)酒精傳感器MQ-3檢測(cè)駕駛員呼出氣體酒精濃度。進(jìn)而用繼電器控制電磁閥，來(lái)控制油路通斷。繼電器模塊：?jiǎn)纹瑱C(jī)將信號(hào)先通過(guò)下拉電阻再經(jīng)過(guò)三極管使繼電器通電閉合從而