车载酒精智能报警系统设计

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1、第28卷第4常熟理工学院学报（自然科学）Vol.28No.42014年7月Jul.,2014JournalofChangshuInstituteTechnology（NaturalSciences）基于IAP15F2K61S2单片机的车载酒精智能报警系统设计顾涵，徐健，张佳丽，颜川，石霞霞（常熟理工学院物理与电子工程学院，江苏常熟215500）摘要：针对传统51单片机外围电路复杂，缺少灵活性等缺点，采用最新的IAP15F2K61S2单片机作为控制核心，设计了一种车载酒精智能报警系统.该系统采用双重检测方式通过对驾驶员呼

2、出气体酒精浓度的检测来控制汽车的启动，同时具有语音报警、GSM短信提示、温度时间显示等功能.关键词：IAP15F2K61S2单片机；酒精；智能报警；设计+中图分类号：TP206.1文献标识码：A文章编号：1008-2794（2014）04-0100-04为避免酒后驾车现象的发生，交警通常用呼吸式酒精测试仪对驾驶员进行现场检测来检查驾驶员是否饮酒，由于警力所限，这种方法并不能有效的防止酒后驾车现象.因此本文设计了一种以IAP15F2K61S2单片机为控制核心，具有语音报警、GSM短信提示、温度时间显示等功能的车载酒精智能

3、报警系统.1IAP15F2K61S2单片机和系统结构IAP15F2K61S2单片机是STC最新生产的具有单时钟控制的单片机，指令代码完全兼容传统的51型，但[1]速度快8-12倍，内部集成高精度R/C时钟，5MHz～35MHz宽频设置，省掉外部晶振和外部复位电路，3路CCP/PWM/PCA，8路高速A/D转换（30万次/秒），通过SPI协议与从机进行通讯.设计的车载酒精智能报警系统分为七个模块，如图1所示.采用8V的蓄电池供电，可利用太阳能电池板给蓄电池充电.采用1302时钟芯片和18b20温度传感器实现数据采集，并在

4、液晶显示屏上显示.用MQ-3[2]酒精传感器制作的酒精检测模块对酒精浓度进行检测，检测数据传送至芯片处理.利用芯片自带的AD转换功能代替ADC转换芯片，对检测酒精的数据进行处理.采用12864液晶显示屏显示时间、温度和当前空气中的酒精含量等信息.采用ISD1700语音模块播放音频信息，包含报警信息及人性化的语音提示.利用芯片图1系统结构图收稿日期：2013-02-19基金项目：2013年常熟理工学院校级科研项目“基于IAP15F2K61S2单片机的车载智能酒精报警系统研制”（QT1314）通讯联系人：顾涵，实验师，硕士

5、，研究方向：集成电路设计，E-mail:guhan@cslg.cn.4顾涵，徐健，张佳丽，等：基于IAP15F2K61S2单片机的车载酒精智能报警系统设计101[3]串口控制三频段GSM/GPRS无线模块的短信收发，实现远距离报警，及时向家人和管理部门传递报警信息.2系统硬件设计整个系统的设计分为硬件和软件两部分，硬件部分主要包括温度时钟模块、酒精检测模块、语音报警模块和GSM模块.2.1温度时钟模块采用18b20温度传感器实现对外界温度的检测，18b20温度传感器具有独特的一线通信接口，无需外部元件，可用数据总线供电

6、，电压范围为[4]3.0-5.5V，无需备用电源，测量温度范围为-55-+[5-6]125℃（67-257℃），测量精度为±0.5℃，分辨率为9-12位，温度转换采用12位数字格式.电路如图2所示，芯片的2引脚和单片机的P54口相连，实现数据传输.图2温度时钟模块时间显示采用美国DALLAS公司推出的低功耗实时时钟芯片DS1302实现，可以对年、月、日、时、分、秒进行自动计时，具有闰年补偿、时间设置功能.与单片机相连采用三线通信，DS1302的连接电路如图2所示，其中VCC1为主电源，VCC2为备用电源，在主电源关闭的

7、情况下也能保证时钟的连续运行，DS1302由双电源中电压较大者供电.芯片外接32.768KHz晶振，内部寄存器会对时间进行自动加减，从而可节省单片机的硬件资源.2.2酒精检测模块酒精检测模块电路原理如图3所示，该模块不仅可以输出模拟量，还可以由组成比较器电路的滑动变阻器来设定阀值，高于阀值就会输出高电平点亮LED灯.MQ-3气体传感器有6个针状管脚，其中4个用于信号取出，2个用于提供加热电流.LM393是由两个独立的、高精度电压比较器组成的集成电路，失调电压低，最低为2.0mV，专为获得宽电压范围、单电源供电而设计，也

8、可以用双电源供电，电源电流低.即使采用单电源供电，比较器的共模输入电压范围也接近低电平.LM393被设计成能直接连接TTL和CMOS，当用双电源供电时，它能兼容MOS逻辑电路，这是低功耗LM393相较图3酒精检测模块于标准比较器的独特优势.2.3语音报警模块语音报警模块采用ISD1700芯片，设计模块如图4所示，该芯片采用双运作模