CN103507636B - 一种防醉驾系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种防醉驾系统，该系统设于汽车内，包括酒精探测仪、单片机、显示器、GPS模块、语音呼叫系统和报警器；所述单片机分别与酒精探测仪、显示器、GPS模块和报警器相连；所述语音呼叫系统和GPS模块相连。本发明防醉驾系统能从根本上实现对酒后驾车的控制，具有性价比高，智能化程度高，工作稳定可靠的优点，在实际应用中具有很好的推广价值。

Description

一种防醉驾系统

技术领域

本发明涉及一种防醉驾系统。

背景技术

酒后驾车的危害是不言而喻的，因喝酒会严重影响驾驶行为，增加驾驶过程中发生交通事故的几率。它可以使驾驶人触觉能力降低、判断能力和操作能力降低、产生视觉障碍、产生心理障碍和易疲劳等。因此导致的大量交通事故给人民生命财产带来了严重危害，治理酒后驾车已经成为道路交通事故预防工作中的重点之一。根据公安部交通管理局提供的交通事故统计数据，酒后驾车交通违法行为近5年来平均每年导致交通事故1.09万起，造成4054人死亡、1.16万人受伤，是导致交通伤亡事故的重要诱因之一。通过对近5年来酒后驾车交通事故次数、伤亡人数的比较分析可以看到，平均每起酒后驾车交通事故造成0.37人死亡、1.06人受伤，即大约每3起事故就有1人死亡事故严重程度位居各类交通事故首位。

惨痛的酒后驾车事故提醒人们必须加大科技应用，加大防止酒后驾车系统的研发应用，进一步推广应用饮酒者驾车的设备和系统。目前，市场上警用酒精测试仪种类繁多、功能强大、灵敏度高，但是由于它没有安装在汽车内部，只能由交警人员来实施，因此并不能从根本上杜绝酒后驾车，酒后驾车事件仍时有发生。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种能实时检测驾驶员是否酒驾，并帮助及时寻找联系人进行代驾的系统。

为了达到上述目的，本发明提供了一种防醉驾系统，该系统设于汽车内，包括酒精探测仪、单片机、显示器、GPS模块、语音呼叫系统和报警器；所述单片机分别与酒精探测仪、显示器、GPS模块和报警器相连；所述语音呼叫系统和GPS模块相连。

对本发明的进一步改进在于：所述防醉驾系统还包括控制继电器；所述单片机通过所述控制继电器与所述汽车的点火电路相连。

上述酒精探测仪包括酒精传感器、信号调理放大电路和滤波电路；所述酒精传感器依次通过信号调理放大电路、滤波电路与所述单片机相连。其中，酒精传感器采用旁热型半导体式酒精气敏元件MQ3。

所述防醉驾系统还包括电源模块和键盘控制模块；所述电源模块与所述单片机相连；所述键盘控制模块与所述酒精探测仪相连。

其中，单片机采用Atmega16单片机；显示器采用SED1335图形点阵LCD模块；报警器采用蜂鸣器。

本发明防醉驾系统还包括指示灯；所述指示灯与所述单片机相连。

酒精探测仪为多个，分别与所述单片机相连。

本发明相比现有技术具有以下优点：利用酒精探测仪自动探测酒精浓度，通过单片机进行数据分析，发出醉酒超标信号，控制GPS模块向语音呼叫模块发送地点信息，同时控制语音呼叫模块向联系人发送请求代驾信息，通知最近联系人过来帮助开车，从而大大降低了交通事故的发生率。本发明采用显示器直观显示当前酒精浓度，通过报警器和指示灯提醒驾驶员醉酒超标勿酒后驾车；同时通过单片机发送醉酒超标信号，利用控制继电器切断汽车点火电路，使得驾驶员酒精含量超标后汽车无法启动，从根本上控制酒后驾车。

附图说明

图1为本发明防醉驾系统的结构框图；

图2为本发明防醉驾系统的主控流程图；

图3为本发明车温控制电路的电路图；

图4为图1中控制继电器的控制电路图；

图5为图1中语音呼叫系统的电路图；

图6为图1中键盘控制模块的按键芯片结构示意图；

图7为图1中键盘控制模块的键盘控制电路图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明防醉驾系统进行详细说明。

如图1所示，本发明防醉驾系统设于汽车内，包括酒精探测仪、单片机、显示器、GPS模块、语音呼叫系统、电源模块、键盘控制模块、控制继电器、指示灯和报警器。酒精探测仪可设有多个（可分别安装在主驾驶车位的头顶上、方向盘上、车门的边上等），包括酒精传感器、信号调理放大电路和滤波电路。酒精传感器依次通过信号调理放大电路、滤波电路与单片机相连。其中，酒精传感器采用旁热型半导体式酒精气敏元件MQ3，单片机采用Atmega16单片机。单片机分别与显示器、GPS模块、控制继电器、电源模块、指示灯和报警器相连。键盘控制模块与酒精探测仪相连。语音呼叫系统和GPS模块相连。其中，显示器采用SED1335图形点阵LCD模块；报警器采用蜂鸣器。控制继电器与汽车的点火电路相连。

单片机采用了由ATMEL公司研发出的新一代高性能、低功耗、高集成化的8位微处理器，具有先进的RISC结构，大多数指令的执行时间为单个时钟周期增强型ATMEGA16单片机。它工作电压4.5-5.5V，工作频率0-16MHZ，支持JTAG端口仿真和编程，仿真效果比传统仿真更真实有效。它的高度集成不但大大降低了故障率，而且在成本、体积、稳定性方面都有明显优势。

单片机工作于空闲模式时CPU停止工作，而USART、两线接口、A/D转换器、SRAM、T/C、SPI端口以及中断系统继续工作；掉电模式时晶体振荡器停止振荡，所有功能除了中断和硬件复位之外都停止工作；在省电模式下，异步定时器继续运行，允许用户保持一个时间基准，而其余功能模块处于休眠状态；ADC噪声抑制模式时终止CPU和除了异步定时器与ADC以外所有I/O模块的工作，以降低ADC转换时的开关噪声；Standby模式下只有晶体或谐振振荡器运行，其余功能模块处于休眠状态，使得器件只消耗极少的电流，同时具有快速启动能力；扩展Standby模式下则允许振荡器和异步定时器继续工作。

电源模块采用LM2576系列开关稳压集成电路产生的5V直接为单片机供电，酒精探测仪等另配电源。

酒精探测仪采用旁热型半导体式酒精气敏元件MQ3，探测范围为10～1000ppm。酒精探测仪由高精度酒精传感器MQ3、信号调理放大电路、滤波电路和单片机中内置的12位ADC等组成，主要功能是检测酒精含量，判断其是否超标。信号调理放大电路采用将集成运算放大器LF347和集成模拟开关CD4066接成自动调零放大电路。此放大电路把宽范围的输入失调电压等级和低失调电压漂移、高输入阻抗、极低的功耗以及高增益组合在一起，提供了很高的失调电压稳定性。通过外围电路的配置，可实现达30倍左右的信号放大，完全满足对传感器传送过来的信号放大，便于ATmega16单片机的A／D数据采集。

指示灯包括红绿黄三个指示灯，红灯是电源指示灯，工作时亮；绿灯是检测提示灯，因为酒精探头需要一定时间加热，才能达到理想的灵敏度，加热时间到，绿灯亮，表示可以进行浓度探测；黄灯为报警指示灯,黄灯不亮，表示可以行车；当黄灯亮时，表示酒精浓度超标，不可以驾驶，同时黄灯闪烁的频率越高，酒精浓度越高。

显示器选用的是广州瑞通科技有限公司的SED1335图形点阵LCD模块，这是一款低功耗的点阵图形式LCD，可以工作在3.3V供电的情况下，显示格式为128（列）×64（行），具有多功能指令，内部带有中文字库，既可以工作于串行方式又可以工作于并行方式，很容易与16位的单片机相连。本系统中与单片机的连接采用并行工作模式，以液晶显示控制单片机芯片ATmegal6的异步串行通信端USART为外部数据或控制指令的输入端口。

本发明采用了GPS模块作为开发平台，当酒精检测系统发出醉酒超标信号时，该模块就会将所在地点的信息发到语音呼叫系统上。在平时无醉酒（饮酒）情况下，该模块就充当GPS实时导航系统，为驾驶员提供必要的信息。该GPS模块通过异步串行通信方式与单片机进行通信，在硬件连接上只需连接两个信号线TXD、RXD和地线即可进行数据传输。串行通信采用较高的通信电压±5～±15V，常采用±10V和±12V，而且为负逻辑电平，即逻辑0电平规定为+5～+15V，逻辑1电平规定为-15～-5V，标准串行。口与TTL／CMOS电平之间经过电平转换；

控制继电器为控制系统，其输出回路为被控制系统。控制继电器之可以能起控制作用，是当它的控制系统中输入某种信号，例如电、磁、热、光等物理量达到一定值时，能使被控制系统（又称输出回路）的被控制量由零突变到一定值，或者由一定值突变到零，从而达到控制、保护、传递和转换信息等作用。以小电流控制大电流，就是控制继电器的特点。该控制继电器受单片机I/O口控制，相当于开关，通过继电器控制点火电路的通断、车温控制电路的通断、安全带收紧与松开等。

控制继电器的输出回路分别连接点火电路和车温控制电路，即可实现对点火电路以及对车温控制电路的通断。如图4所示，对安全带松紧的控制，由控制继电器根据酒精含量数据，控制位置传感器通过设于内部的可变电阻调节继电器开关的位置（即图4中P3内的1、2、3所示位置），来调节安全带收紧的位置。

如图3所示，控制继电器控制该车温控制电路的通断。随温度的变化，热敏电阻的阻值会相应变化，设定控制的临界温度为t0，当车内的温度t>t0，RT下降，A点电位升高，由于VT1,VT2复合放大器饱和导通，使B点电位低于555的2脚的触发电平1/3VDD=4V,555被置位，输出端3脚呈高电平，VT3导通，电机M得电，运转降温，随后RT因降温，阻值变大，A点电位下降，使VT1,VT2处于临界导通状态，B点电位高于555的6脚阀值电平2/3VDD=8V时，电路复位，3脚转为低电平，VT3截止，电机停转，如此周而复始，达到了控制并维持车内温度的目的。

如图5所示，语音呼叫系统中采用了ISD1100语音芯片，继酒精检测电路发出超标信号后，该系统读取GPS模块传送过来的信息并通过语音呼叫系统把饮酒者所在地点信息传给其最近联系人，让他过来帮忙，如：“我现在在XX方位,我喝醉了,请速来”。利用蜂鸣器作为报警器，当酒精含量超标时，发出禁止行车警告音；不超标时发出允许行车提示音。由单片机的I/O口驱动蜂鸣器来实现。

如图6、图7所示，键盘控制模块的键盘电路采用独立式键盘，采用中断的方式工作，可以设定酒精探测仪的系统参数，比如设定的报警的酒精浓度等。

结合图2，利用键盘控制模块对酒精探测仪进行系统参数设定。当司机打开车门时，酒精探测仪启动，此时发动机处于被锁状态，汽车无法启动。酒精传感器加热后，对气体信号进行检测，检测到的信号经放大和滤波之后，通过单片机内置的12位ADC转换为数字信号，有单片机对此信号进行处理判断。若酒精含量没有超标，LCD上显示当前酒精浓度，同时绿色指示灯亮起，控制继电器不起作用，汽车随之启动，该防醉驾系统处于低功耗状态，单片机处于Standby模式，只有酒精探测仪一直工作。若酒精含量超标，LCD上除了显示当前酒精浓度，同时显示如何迅速解酒的流动字幕小贴士，黄色指示灯亮起，同时报警器进行报警，控制继电器切断点火电路，同时安全带收紧。

语音呼叫系统启动，通过GPS模块测定当前位置并以语音或短信“我现在在**方位，我喝醉了，请速来”告诉给紧急联系人，此时驾驶员无法启动汽车，从根本上实现对酒后驾车的控制。且对紧急联系人可设定多个，当第一个呼叫号码1分钟后未接通时，系统会自动转到呼叫下一个联系人，以此类推。

本发明防醉驾系统具有性价比高，智能化程度高，工作稳定可靠的优点，在实际应用中具有很好的推广价值。

Claims (8)

1.一种防醉驾系统，该系统设于汽车内；其特征在于：所述防醉驾系统包括酒精探测仪、单片机、显示器、GPS模块、语音呼叫系统和报警器；所述单片机分别与酒精探测仪、显示器、GPS模块和报警器相连；所述语音呼叫系统和GPS模块相连；所述防醉驾系统还包括键盘控制模块；所述键盘控制模块与所述酒精探测仪相连；所述键盘控制模块的键盘电路采用独立式键盘；所述防醉驾系统还包括控制继电器；所述单片机通过所述控制继电器与所述汽车的车温控制电路相连；所述车温控制电路包括R1、R2、R3、R4、R5、R6、RT、RP1、D1、D2、D3、M、Q1、Q2、NE555、C1、C2、C3；VDD串联R1、RT、RP1、R2接地；Q1基极连接RP1的滑动端；VDD串联R3、Q1、R4接地；NE555的4管脚和8管脚连接VDD，2脚连接Q1集电极与NE555的6管脚，5管脚串联C1后接地，3管脚连接一个并联电路，并联电路的一路为经R5连接Q2基极，Q2的集电极连接D2与M并联电路后连接VDD，并联电路的另一路是D1与R6串联后接地；VDD串联C2、D3和C3的并联电路后接地。

2.根据权利要求1所述的防醉驾系统，其特征在于：所述防醉驾系统还包括控制继电器；所述单片机通过所述控制继电器与所述汽车的点火电路相连。

3.根据权利要求1或2所述的防醉驾系统，其特征在于：所述酒精探测仪包括酒精传感器、信号调理放大电路和滤波电路；所述酒精传感器依次通过信号调理放大电路、滤波电路与所述单片机相连。

4.根据权利要求3所述的防醉驾系统，其特征在于：所述酒精传感器采用旁热型半导体式酒精气敏元件MQ3。

5.根据权利要求1或2所述的防醉驾系统，其特征在于：所述防醉驾系统还包括电源模块；所述电源模块与所述单片机相连。

6.根据权利要求1或2所述的防醉驾系统，其特征在于：所述单片机采用Atmega16单片机；所述显示器采用SED1335图形点阵LCD模块；所述报警器采用蜂鸣器。

7.根据权利要求1或2所述的防醉驾系统，其特征在于：所述防醉驾系统还包括指示灯；所述指示灯与所述单片机相连。

8.根据权利要求1或2所述的防醉驾系统，其特征在于：所述酒精探测仪为多个，分别与所述单片机相连。