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：韓磊第一頁，共三十頁。項(xiàng)目背景一、研究意義酒后駕駛屢禁不止，給社會(huì)帶來巨大的傷害單純靠交警稽查，不能從根本上解決問題本系統(tǒng)是能夠防止酒后駕駛的自動(dòng)控制系統(tǒng)第二頁，共三十頁。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)切掉汽車油路。系統(tǒng)語音不停提示“請尊重生命，杜絕酒后駕駛！”直至飲酒者離開，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。第三頁，共三十頁。系統(tǒng)工作原理通過酒精傳感器MQ-3檢測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TLC549的A/D轉(zhuǎn)換后輸入到單片機(jī)中經(jīng)過單片機(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，來控制油路通斷同時(shí)通過語音模塊WT5001來對駕駛員警告和提醒第四頁，共三十頁。三、系統(tǒng)簡易示意圖第五頁，共三十頁。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案圖第六頁，共三十頁。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：單片機(jī)收到采集模塊的信號(hào)后對數(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，共三十頁。繼電器模塊：單片機(jī)將信號(hào)先通過下拉電阻再經(jīng)過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)。語音模塊：油路切斷的同時(shí)，語音模塊會(huì)進(jìn)行語音播報(bào)“請尊重生命，杜絕酒后駕駛！”直到酒精濃度低于標(biāo)準(zhǔn)值。。第八頁，共三十頁。預(yù)實(shí)現(xiàn)或能實(shí)現(xiàn)的單項(xiàng)功能簡述功能驗(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TLC549轉(zhuǎn)換后，在LCD1602顯示酒精濃度3語音報(bào)警濃度大于標(biāo)定值，發(fā)出警報(bào)提示語；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，油路被開啟

5判斷油路通斷油路被切斷，車不能啟動(dòng)；油路打開，車子正常啟動(dòng)方案能夠?qū)崿F(xiàn)所有單項(xiàng)功能詳述第九頁，共三十頁。酒精采集系統(tǒng)原理圖第十頁，共三十頁。酒精采集模塊實(shí)物圖第十一頁，共三十頁。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。使用簡單的檢測電路即可將電導(dǎo)率的變化轉(zhuǎn)換為與該氣體濃度相對應(yīng)的輸出信號(hào)。第十二頁，共三十頁。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，共三十頁。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，共三十頁。單片機(jī)模塊實(shí)物圖第十五頁，共三十頁。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，共三十頁。語音模塊系統(tǒng)原理圖WT5001-48L語音芯片是一款功能強(qiáng)大的0TP語音單片機(jī)芯片。WT5001-48L讓語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，共三十頁。語音功放模塊實(shí)物圖第十八頁，共三十頁。系統(tǒng)整體實(shí)物圖第十九頁，共三十頁。voidmain(){ unsignedcharNongDu;//定義濃度變量 WT5001_INIT();//語音模塊初始化 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，共三十頁。else//酒精濃度低于標(biāo)定值 { SW=SW_ON;//油路打開 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)定值則語音報(bào)警，油路切斷，警報(bào)燈亮，否則油路正常開啟，警報(bào)燈滅。第二十一頁，共三十頁。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，就得到了放大后的電壓信號(hào)了。第二十二頁，共三十頁。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的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來的靜觸點(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)用場合：電磁繼電器應(yīng)用于弱電控制強(qiáng)電的場合。第二十三頁，共三十頁。三、電磁閥1、組成：電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，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，通過控制閥體的移動(dòng)來開啟或關(guān)閉不同的排油孔，而進(jìn)油孔是常開的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動(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，共三十頁。系統(tǒng)測試記錄及測試結(jié)果分析12345678910濃度測量值50629213218412180595040標(biāo)定值

60油路通段通斷斷斷斷斷斷通通通語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)定值語音開始警告，同時(shí)油路斷開；否則，反之。第二十五頁，共三十頁。設(shè)計(jì)中遇到的問題1、在畫原理圖的過程中，對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)，遇到了一些問題，比如，布線很亂，跳線過多。在經(jīng)過多次修改后，完成了較好的PCB布線。3、我們在焊接酒精采集模塊4.7歐姆的電阻時(shí)，用萬用表測電阻兩端時(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)過咨詢老師，得知沒有短接，電路正常。第二十六頁，共三十頁。本課題研究的意義：通過一個(gè)自動(dòng)控制系統(tǒng)來防止酒后駕駛的發(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，共三十頁。團(tuán)體合影第二十八頁，共三十頁。謝謝大家！第二十九頁，共三十頁。內(nèi)容總結(jié)《酒后駕駛安全控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)》。通過酒精傳感器MQ-3檢測駕駛員呼出氣體酒精濃度。進(jìn)而用繼電器控制電磁閥，來控制油路通斷。繼電器模塊：單片機(jī)將信號(hào)先通過下拉電阻再經(jīng)過三極管使繼電器通電閉合從而