基于avr16单片机车辆自动闭锁系统设计

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1、基于AVR16单片机车辆自动闭锁系统设计　　摘要：论文设计了一个车辆自动闭锁系统，将酒精检测系统与汽车闭锁系统相结合，通过对驾驶员呼气酒精浓度的测试决定驾驶员对车辆发动的权限，并通过建立多传感器网络实现对驾驶过程中的酒精检测。系统采用基于AVR16单片机设计，实验证明了其可行性和实用性。Abstract：Thispaperdesignedavehicleautomaticlockingsystem，whichcombinedthealcoholdetectionsystemwiththeautomobilelockingsystem.Thedrivinglimitsofauthorityisd

2、eterminedbytestingthealcoholicstrengthofthedriver’sexhalationandkeepingonalcoholdetectioninthedrivingprocessthroughmulti-sensornetwork.ThesystemisdesignedbasedonAVR16singlechip，andexperimentsshoweditsfeasibilityandpracticability.关键词：酒后驾车；酒精检测；汽车闭锁系统Keywords：drunkdriving；alcoholdetection；automobilelo

3、ckingsystem中图分类号：TP2文献标识码：A文章编号：1006-4311（2013）07-0178-0260引言酒后驾车是一种严重危害自身和他人安全的行为。据世界卫生组织调查研究，30%到50%的交通事故是由驾驶员酒后驾驶所致[1，2]。随着经济发展和人民生活水品的提高，社会车辆保有量日益增长，酒后驾车的情况日益增多，交通管理越发困难。从2004年5月1日起施行的《中华人民共和国道路交通安全法》到2010年4月1日起施行的《机动车驾驶证申领和使用规定》可以看出，国家在不断加大酒后驾驶的惩处力度，但酒后驾驶的行为依然是屡禁不止。对酒后驾驶的监管，就国内目前状况来看，绝大部分城市都采用监

4、督抽测为主，但由于条件所限，监督抽测有一定弊端，覆盖面相对较小。已有一些国家采取“酒精锁”对酒驾人员进行限制，但其安装和定期检测费用相对比较昂贵[3]。鉴于我国基本情况，研制一种相对低廉的监测装置，帮助人们预防和制止酒驾违法行为十分必要。1设计思路6目前车载酒驾监测系统就技术类型来说主要分为三类。一类是吹气式，一类是单指接触式，一类是非接触气息探测式。吹气式监测过程比较繁琐，需要主动吹气、等待时间长，极大影响了用户体验，难以普及。单指接触式手段简单，测量精确，可以实现驾驶者醉酒时无法启动汽车，但是却不能在启动后持续监测，如果用未饮酒人员的手指启动车辆，仍与普通车辆无异，无法持续监测驾驶者的真实

5、状态。非接触气息探测式通过布置在驾驶席周边区域如方向盘、仪表盘、头枕等处的多个探测器，收集驾驶者不断呼出的气息样本，判断其是否存在酒后驾车行为，排除了对用户体验的影响。因此，非接触式测试被公认为最有潜力的酒驾监测技术，但此技术还不成熟[1]。本文在现有技术基础上进行创新整合，提出设计酒驾检测系统的思路：汽车启动前，对驾驶员呼出气体中酒精浓度进行检测，通过酒精含量分析，与预设值进行对比，一旦检测到酒精浓度高于国家规定标准，即刻断开汽车启动电路，使其无法启动。针对可能出现的代人吹气情况，设定复测程序，在车辆行驶过程中通过分布式传感器进行二次甚至多次测试。为保证不出现安全事故，复测中即车辆行驶时，如

6、果检测到酒精超标，车辆不自动熄火，而是采取语音提示和警示灯闪烁的方式提示驾驶员靠边停车。2车辆闭锁系统的设计2.1系统硬件设计在研究探测方式、传感器选择和信号处理等问题的基础上进行系统硬件设计，各部件设计采用模块化结构，使系统各部件可以独立安装、拆卸方便、便于维护。6系统硬件主要包括酒精传感装置、阈值设定电路、单片机、闭锁控制电路、数字显示屏、警示灯驱动电路、语音提示装置等。硬件电路原理如图1所示。硬件电路中，单片机选用ATmega16、CO2传感器选用MG811传感器、酒精传感器选用MQ-3酒精传感模块、语音模块选用ISD1700和蜂鸣器、警示灯选用LED指示灯（后续可扩展为能控制汽车双闪灯

7、电路）、车辆闭锁控制电器选用继电器驱动。CO2传感器和酒精传感器用于启动时是否吹气和酒精浓度检测，分布式酒精传感器用于行车过程中的酒精浓度检测。MQ-3酒精传感器输出有开关量和模拟量两种形式；开关量判断形式简单，但阈值精确设定较为困难；通过实验验证，采用传感器输出模拟量送入单片机，由软件程序判别不同部位传感器感知的酒精浓度的判别方式在阈值设定、浓度对比、逻辑修正、功能调试等方面更为方便。2.2系统