汽车驾驶员酒精浓度监控系统设计文档43页

国内目前也有很多汽车厂商着手研究该产品，使用该产品的机动车，旦驾驶员 酒后操作，系统将自动发出警示，首先是报警铃响提示，然后在液晶显示屏上自动显 示严禁驾驶字样，并有为了你和他人的幸福，请不要开车等语音提示如驾 驶员意孤行仍要开车，该产品的终端控制系统将发挥作用，使机动车断电，无法启 动直到酒精含量减少到测试标准之下，该系统则解除强制监控，自动恢复机动车行 驶功能。

测量样品时，将探头尽量放入塑料瓶内，可以在定程度上消除流动空气的影响， 同时应选择空气流动较小的室内环境来测量。

水蒸气对的影响很小，这点可 以通过对只装有纯净水的塑料瓶的多次测量来验证。

用相同容量的塑料瓶配制好不同 浓度的酒精溶液后，将它密封并放置段时间，待其稳定后再测量。

再通过反复多次 测量多组数据，求其平均值的方法来缩小测量误差。

三是水蒸气对测量的影响。

针对这个主 要问题提出以下解决方案和验证方法。

少到测试标准之下，该系统则解除强制监控，自动恢复机动车行 驶功能。

前景像安全带样普及。

后在液晶显示屏上自动显 示严禁驾驶字样，并有为了你和他人的幸福，请不要开车等语音提示如驾 国内目前也有很多汽车厂商着手研究该产品，使用该产品的机动车，旦驾驶员 酒后操作，系统将自动发出警示，首先是报警铃响提示，然日产汽车计划到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。

部分内容简介汽车公司再次与地方政府合作测试种新型呼气测醉器，该装置用检查 呼部分内容简介汽车公司再次与地方政府合作测试种新型呼气测醉器，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。

日产汽车计划到年在日本用于车辆交通事故的保险赔付比 年减少半。

国内目前也有很多汽车厂商着手研究该产品，使用该产品的机动车，旦驾驶员 酒后操作，系统将自动发出警示，首先是报警铃响提示，然后在液晶显示屏上自动显 示严禁驾驶字样，并有为了你和他人的幸福，请不要开车等语音提示如驾 驶员意孤行仍要开车，该产品的终端控制系统将发挥作用，使机动车断电，无法启 动直到酒精含量减少到测试标准之下，该系统则解除强制监控，自动恢复机动车行 驶功能。

前景像安全带样普及。

设计方案 本文以单片机为核心，设计了用于测量酒精浓度的探测仪，主要研究工作 包括以下个方面。

硬件电路方面，对气体传感器按检测电路，接上定阻值的负载电 阻，检测它的技术参数，确定所接负载电阻的大小，完成信号采样电路的设计 采样到的模拟电压电信号通过转换，得到可供单片机处理的数字信号，再由单 片机作相应的数据处理，控制汽车点火器打开或者关闭发光二极管报警显示和个 单位段共阴数码管浓度值显示。

软件方面，标准的确定是该部分要做的主要工作。

因为原始的采样值是 个间接的负载分压值，需要将它转化为被测酒精浓度值。

通过多个样品的测量确定多汽车驾驶员酒精浓度监控系统设计 第页共页 个浓度区间的转换标准，并将每个区间的转换关系近似线性化处理，然后通过软件编 程的方法来实现。

为了尽量减少设计的气体传感器的测量误差，在测量酒精溶液样品时要考 虑并解决个主要问题。

是外界环境流动空气对传感器的影响和对气体样品的稀 释，二是样品的稳定性对测量带来的误差，三是水蒸气对测量的影响。

针对这个主 要问题提出以下解决方案和验证方法。

测量样品时，将探头尽量放入塑料瓶内，可以在定程度上消除流动空气的影响， 同时应选择空气流动较小的室内环境来测量。

水蒸气对的影响很小，这点可 以通过对只装有纯净水的塑料瓶的多次测量来验证。

用相同容量的塑料瓶配制好不同 浓度的酒精溶液后，将它密封并放置段时间，待其稳定后再测量。

再通过反复多次 测量多组数据，求其平均值的方法来缩小测量误差。

系统硬件设计 第页共页 系统硬件设计 单片机开发流程 可行性调研。

可行性调研的目的，是分析完成这个项目的可能性。

进行这 方面的工作，可参考国内外有关资料，看是否有人进行过类似的工作。

如果有，则可 分析他人是如何进行这方面工作的，有什么优点和缺点，有什么值得借鉴的如果没 有，则需要作进步的调研，此时的重点应放在能否实现这个环节，首先从理论上进 行分析，探讨实现的可能性，所需求的客观条件是否具备，然后结合实际情况，再决 定能否立项的问题。

系统总体方案的设计。

在进行可行性调研后，如果可以立项，下步工作 就是系统总体方案的设计。

工作的重点应放在该项目的技术难度上，此时可参考这 方面更详细更具体的资料，根据系统的不同部分和要实现的功能，参考国内外同类 产品的性能，提出合理而可行的技术指标，编写出设计任务书，从而完成系统总体方 案设计。

设计方案细化，确定软硬件功能。

旦总体方案确定下来，下步的工作 就是将该项目细化，即需明确哪些部分用硬件来完成，哪些部分用软件来完成。

由于 硬件结构与软件方案会相互影响，因此，从简化电路结构降低成本减少故障率 提高系统的灵活性与通用性方面考虑，提倡软件能实现的功能尽可能由软件来完成 但也应考虑软件代硬件的实质是以降低系统的实时性增加处理进行为代价的，而且 软件设计费用研制周期也将增加，因此系统的软硬件功能分配应根据系统的要求及 实际情况而合理安排，统考虑。

在确定软硬件功能的基础上，设计者的工作就开始 涉及到具体的问题，如仪器的体积及与具体技术指标相对应的硬件实现方案，软件的 总体规划等。

在确定人员分工安排工作进度规定接口参数后，就比须考虑硬件软 件的具体问题了。

个单片机应用系统经过调研总体设计硬件软件设计制版元件安 装后，在系统的程序存储器中放入编制好的应用程序，系统即可运行。

但次性成功 的几乎是不可能的。

由于单片机在执行程序时人工是无法控制的，为了能够调试程序， 检查硬件软件运行情况，这就需要借助种开发工具模拟用户实际的单片机，并且 能随时观察运行的中间过程而不改变运行中有的数据性能和结果，从和负载电压得到 分压电信号。

信号转换模块用来把采集到得模拟电压信号转换位可以用单片机处理的 数字信号。

数码管显示模块是对单片机处理后的数字信号的显示，用来显示酒精的浓 度。

报警模块是对设定值提供报警功能，该功能用发光二极管显示。

根据各功能模块 的设计，可得到它的系统总框图，如图所示。

图系统总框图 信号采集电路 气体传感器的选择 根据被检测气体的不同，气敏传感器可分为以下三类 酒精 气敏传感器 发光二极管 单片机 数码管继电器系统硬件设计 第页共页 可燃性气体气敏传感器。

目前该类气敏传感器需求量最大，包含各种无机和 有机类气体检测，主要用于抽油烟机泄露报警器和空气清新剂等方面，并已经形成 生产规模，在油田矿区化工企业及家庭等生产和生活领域广泛用作气体泄露报 普，特别是用于家庭气体泄露报警，需求量不断增加，使该类传感器有着广泛的发展 空间。

和气敏传感器。

气敏元件可用于工业生产环保汽车家庭等 泄露和不完全燃烧检测报警气敏元件除应用于工业等领域外，主要用于家庭 管道煤气泄露报警。

由于我国管道煤气中含量很高，而氢敏元件较氧化碳元件价 格低，灵敏度高，因此，用氢敏元件做城市管道煤气泄露报警更为适宜。

毒性气体传感器。

毒性气体传感器又称为环境有毒有害气体传感器，主要用 于检测烟气尾气废气等环境污染气体，虽然气敏传感器对，等有毒 有害 气体敏感，但应用最多的仍是电解式化学传感器。

传感器的分类方式有很多种，以上是根据被检测气体的性质进行的分类，也有 根据元件的物理特性进行分类的。

个新型的气体检测系统应该包括 基于种或几种传感技术的气体传感器。

组合了气体传感器和采样调理电路的探头。

配有人机接口软件的中心监测和控制系统。

在些应用中，与其它安全系统和仪器的接口。

本设计中的酒精气体传感器采用河南汉威电子有限公司的型，它属于 系列气敏元件的种。

如图所示 图 特点检测范围为灵敏度高，输出信号为伏特级响应速度 快， 小于秒功耗小于，尺寸。

型气敏传感器的敏感部分是由金属氧化物二氧化锡的型半导体微汽车驾驶员酒精浓度监控系统设计 第页共页 晶烧结层构成。

当其表面吸附有被测气体酒精分子时，表面导电电子比例就会发生变 化，从而其表面电阻会随着被测气体浓度的变化而变化。

由于这种变化是可逆的，所 以能重复使用。

的灵敏度特性曲线如图所示。

图灵敏度特性曲线 检测电路如图所示，当电源开关断开时，传感器加热电流为零，实测， 之间电阻大于。

接通，则，之间电流由开始时降至而稳定。

加热开始几秒钟后，之间电阻迅速下降至以下，然后又逐渐上升至 以上后并保持着。

此时如果将酒精溶液样品靠近传感器，我们立即可以看到数 字万用表显示值马上由原来大于降至以下。

移开小瓶过分钟左右后， ，之间电阻恢复至大于。

这种反应可以重复试验，但要注意使空气恢复到 洁净状态。

经实验的反复检测，传感器可以正常工作使用，对不同浓度的酒精 溶液有不同的变化，响应时间和恢复时间都正常，可以开始作信号采样模块电路的设 计。

系统硬件设