CN104859447B - 智能型酒后开车语音报警控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种智能型酒后开车语音报警控制系统，包括手持机和主机；手持机包括与单片机连接的酒敏传感器、启动定时跟踪器、工作基准区域控制器、检测开关电路、低电压检测电路、自动测量电路、编码器和无线发射器；主机包括依次连接的无线接收器、译码器电路、语音报警器和行车安全控制器；无线接收器与无线发射器通信。与现有技术相比，本发明提供的一种智能型酒后开车语音报警控制系统，不误报、控制司机酒后开车稳定可靠、在各种环境下都能正常工作、启动车辆时间可控、操作方便、行车安全、具有饮酒计量功能的酒后开车语音报警控制系统。

Description

智能型酒后开车语音报警控制系统

技术领域

本发明涉及一种语音报警系统，具体涉及一种智能型酒后开车语音报警控制系统。

背景技术

由于司机酒后开车造成的重大交通事故屡见不鲜，虽然有关部门宣传教育、检查、罚款仍然无法禁止，如何以科学的手段防止司机酒后开车，保障机动车行车安全，一直是国内外酒后开车语音报警控制系统制造商努力攻克的技术难题，现有的酒后开车语音报警控制系统技术方案包括下述缺陷：

①：误报率高，未饮酒而报警，造成车辆无法正常启动；

②：控酒性能不可靠，有时能控酒，有时不能控酒；

③：因地域条件变化频出故障，无法应用；

④：启动时间过长影响机动车的正常使用，有的操作不便，存在严重行车隐患；

⑤：无计量功能，无法实现对饮酒驾车提供计量依据。

因此，需要提出一种不误报、控制司机酒后开车稳定可靠、在各种环境下都能正常工作、启动车辆时间可控、操作方便、行车安全、具有饮酒计量功能的酒后开车语音报警控制系统。

发明内容

为了满足现有技术的需要，本发明提供了一种智能型酒后开车语音报警控制系统，所述系统包括手持机和主机；所述主机安装在汽车的仪表盘内与点火控制器连接；所述手持机检测司机呼出气体的酒精浓度，所述主机用于启动汽车、停止汽车或报警；

所述手持机包括与单片机连接的酒敏传感器、启动定时跟踪器、工作基准区域控制器、检测开关电路、低电压检测电路、自动测量电路、编码器和无线发射器；

所述低电压检测电路，用于检测所述电源的电压，若所述电压低于电压阈值，则LCD显示器显示预警信息；

所述启动定时跟踪器，用于监测电源启动后到酒敏传感器正常工作之前的时间段内的酒敏传感器的工作状态，若所述酒敏传感器的输出信号不能在预置时间内进入工作基准区域，则驱动所述酒敏传感器按预置时间进入工作基准区域；

所述工作基准区域控制器，用于当所述酒敏传感器的输出信号为1～5V范围内任一值时，保证手持机正常工作；

所述检测开关电路，依据所述工作基准区域控制器的输出信号向所述编码器发送车辆启动信号；以及，驱动单片机对酒敏传感器输出信号进行A/D转换：

若所述气体中酒精浓度<20mg/c，车辆正常启动；若酒精浓度>20mg/c，所述工作基准区域控制器中的控酒信号通道导通，向所述编码器发送车辆停止信号；

所述自动测量电路，用于当所述工作基准区域控制器中的控酒信号通道导通后，将工作基准区域控制器中检测到的控酒基准点跳转到计量标准点，消除测量误差；

所述编码器，对所述车辆启动信号和车辆停止信号编码后，通过无线发射器将其发送到主机；

所述主机包括依次连接的无线接收器、译码器电路、语音报警器和行车安全控制器；所述无线接收器与所述无线发射器通信；

所述译码器电路，对无线接收器输出的信号进行译码后，将其发送到语音报警器，输出语音信号；

所述行车安全控制器，用于在车辆启动时，确保车辆正常启动。

优选的，所述单片机为STC12C5A60S2型号单片机；

优选的，所述工作基准区域控制器包括控制信号产生单元、启动信号通道和控酒信号通道；

所述控制信号产生单元的输入端与所述酒敏传感器的输出端连接，依据酒敏传感器的输出值输出控制信号，以驱动启动信号通道或者控酒信号通道导通；

所述启动信号通道，用于向所述编码器发送车辆启动信号；

所述控酒信号通道，用于向所述编码器发送车辆停止信号；

优选的，所述控制信号产生单元包括电阻串联支路，以及比较器U1A、比较器U1B、比较器U1C、比较器U1D、比较器U2A和比较器U2B；

所述电阻串联支路包括串联的电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9；所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R9的另一端接高电位；

所述比较器的同向输入端均与所述酒敏传感器的输出端连接；所述比较器U1D的反相输入端连接于电阻R2和电阻R3之间，所述比较器U1C的反相输入端连接于电阻R3和电阻R4之间，所述比较器U1B的反相输入端连接于电阻R4和电阻R5之间，所述比较器U1A的反相输入端连接于电阻R5和电阻R6之间，所述比较器U2B的反相输入端连接于电阻R6和电阻R7之间，所述比较器U2A的反相输入端连接于电阻R8和电阻R9之间；

所述比较器U1D的输出端通过非门U3F与三输入与门U4C的一个输入端连接，所述单片机通过非门U3E与三输入与门U4C的另外两个输入端连接；所述非门U3F输出端的另一条支路通过二极管D14与单片机连接；所述三输入与门U4C的输出端通过二极管端D15与所述启动信号通道的输入端连接；

所述比较器U1C的输出端与三输入与门U4B的一个输入端连接；所述三输入与门U4B的输出端通过二极管端D17与所述启动信号通道的输入端连接；

所述比较器U1B的一个输出支路通过非门U3D与三输入与门U4B的一个输入端连接，所述单片机通过非门U3C与三输入与门U4B的一个输入端连接；所述非门U3D输出端的另一条支路通过二极管D16与单片机连接；所述比较器U1B的另一个输出支路与所述控酒信号通道连接；

所述比较器U1A的输出端与三输入与门U4A的一个输入端连接；所述三输入与门U4A的输出端通过二极管端D19与所述启动信号通道的输入端连接；

所述比较器U2B的一个输出支路通过非门U3B与三输入与门U4A的一个输入端连接，所述单片机通过非门U3A与三输入与门U4A的一个输入端连接；所述非门U3B输出端的另一条支路通过二极管D18与单片机连接；所述比较器U2B的另一个输出支路与所述控酒信号通道连接；

所述比较器U2A的输出端与所述启动信号通道连接；

优选的，所述控制信号产生单元的输出模式包括低信号区控制模式、中信号区控制模式和高信号区控制模式；所述控制信号产生单元的工作基准包括基准Va、基准Vb、基准Vc、基准Vd0和基准Vd，所述Va<Vb<Vc<Vd0<Vd，所述基准Vd0为标准计量点，

(1)所述酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Va～Vb之间后下降至Vj＜Va，则控制信号产生单元工作于低信号区控制模式：

所述比较器U1D输出低信号，所述单片机依据二极管D14输出的高信号，将非门U3E的输入信号置低，所述三输入与门U4C输出高信号，从而通过导通二极管D15驱动所述启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vb，所述启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若所述酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj>Vb，所述控酒通道导通向主机发送车辆停止信号；

(2)所述酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Vb～Vc之间后下降至Vj＜Vb，则控制信号产生单元工作于中信号区控制模式：

所述比较器U1B输出低信号、比较器U1C输出高信号，所述单片机依据二极管D16输出的高信号将比较器U3C的输入置低，则所述三输入与门U4B输出高信号，从而通过导通二极管D17驱动所述启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vc，所述启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若所述酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj>Vc，所述控酒信号通道导通向主机发送车辆停止信号；

(3)所述酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Vc～Vd之间后下降至Vj＜Vc，则控制信号产生单元工作于高信号区控制模式：

所述比较器U2B输出低信号、比较器U1A输出高信号，所述单片机依据二极管D18输出的高信号将比较器U3A的输入置低，则所述三输入与门U4A输出高信号，从而通过导通二极管D19驱动所述启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vd，所述启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若所述酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj>Vd，所述控酒信号通道导通向主机发送车辆停止信号；同时自动测量电路启动，将酒敏传感器的输出信号跳转到所述标准计量点，单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，检测得到所述酒精气体浓度数据；

优选的，所述启动信号通道包括PNP型三极管Q16和NPN型三极管Q17；PNP型三极管Q16的基极与NPN型三极管Q17的集电极之间设有电阻R60；NPN型三极管Q17的基极与发射极之间设有电容C31；

NPN型三极管Q17基极的一条支路通过电阻R58分别与所述控制信号产生单元中二极管D15、二极管D17和二极管D19的输出端连接，另一条支路与检测开关电路中的薄膜开关连接；

PNP型三极管Q16的发射极的一条支路依次通过二极管D20和电阻R69接地，一条支路与所述薄膜开关连接；所述二极管D20的阴极端接入所述单片机；

当所述控制信号产生单元的二极管D15、二极管D17和二极管D19中任一二极管导通时，依次驱动NPN型三极管Q17和PNP型三极管Q16导通，从而在所述薄膜开关闭合后，使得检测开关电路向编码器发送信号以启动汽车；

当所述二极管D20导通后，所述单片机控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

优选的，所述控酒信号通道包括模拟开关U5A、模拟开关U5D、模拟开关U5C、NPN型三极管Q7、PNP型三极管Q8和晶闸管Q6；

所述模拟开关U5A的输入端与所述控制信号产生单元的比较器U1B输出端连接，输出端通过二极管D8与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机；所述模拟开关U5D的输入端与所述控制信号产生单元的比较器U2B输出端连接，输出端通过二极管D10与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机；所述模拟开关U5C的输入端与所述控制信号产生单元的比较器U1A输出端连接，输出端通过二极管D11与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机；

所述NPN型三极管Q7的集电极依次通过电阻R35和电阻R36与所述PNP型三极管Q8的集电极连接；所述NPN型三极管Q7的发射极接地；所述NPN型三极管Q7的基极的一条支路通过电容C50接地，一条支路依次通过电阻R34和电阻R77接地，一条支路通过电阻R34与晶闸管Q6的阴极连接，所述电阻R34的两端并联有二极管D5；

所述PNP型三极管Q8的基极与所述电阻R35和电阻R36的连接点连接；所述PNP型三极管Q8的发射极与编码器连接；

当单片机采集到控制信号产生单元中的三输入与门输出高电位时，将与该三输入与门连接的模拟开关控制端置高，以驱动晶闸管Q6导通，使得NPN型三极管Q7和PNP型三极管Q8导通，从而向编码器发送信号以停止汽车；

优选的，所述启动定时跟踪器包括可编程电阻器U11、NPN型三极管Q11和PNP型三极管Q19；

NPN型三极管Q11的基极的一条支路依次通过电阻R57和二极管D12与单片机连接，一条支路通过电阻R29接地，一条支路通过电阻R56分别与PNP型三极管Q19的发射极和酒敏传感器连接；NPN型三极管Q11的集电极通过电阻R52与PNP型三极管Q19的基极连接；NPN型三极管Q11的发射极接地；PNP型三极管Q19的集电极的一条支路接高电位，一条支路通过电阻R51与其基极连接后与所述电阻R52相连；

所述编程电阻器U11与酒敏传感器连接；

所述单片机驱动二极管D12导通，进而依次驱动NPN型三极管Q11和PNP型三极管Q19导通，以向酒敏传感器供电；所述酒敏传感器接通电源后，输出信号Vj由零值升高到最大值后开始下降，若未在预置时间内下降到酒敏传感器的工作基准点，则单片机控制所述可编程电阻器U11降低阻值；

当输出信号Vj下降到工作基准点后，所述工作基准区域控制器的启动信号通道导通，单片机依据所述启动信号通道中二极管D20阴极端的高电位控制可编程电阻器U11停止工作；

优选的，所述检测开关电路包括薄膜开关、二极管D13、定时器U21、NPN型三极管Q14、NPN型三极管Q18和PNP型三极管Q15；

所述薄膜开关的一端与所述工作基准区域控制器的启动信号通道连接，另一端与NPN型三极管Q18的基极连接；

所述NPN型三极管Q18的集电极与定时器U21连接，发射极接地；

所述NPN型三极管Q14的基极与定时器U21连接，发射极接地，集电极依次通过电阻R54和电阻R55与PNP型三极管Q15的集电极连接；

所述PNP型三极管Q15的基极连接于电阻R54和电阻R55之间，发射极与编码器连接；

所述定时器U21的一端通过二极管D13与单片机连接；

当薄膜开关闭合后，定时器U21开始工作驱动NPN型三极管Q14和PNP型三极管Q15导通，从而向编码器发送信号以启动汽车；所述单片机依据二极管D13阴极端的高电位，开始对采集到的酒敏传感器输出信号Vj进行A/D转换，并判断是否发生酒精浓度越限；

优选的，所述自动测量电路包括电子开关U40和定时器U41；

所述电子开关U40的常闭触点连接于控制信号产生单元中电阻R8和电阻R9之间，常开触点与所述电阻R8的另一端连接，动触点与比较器U2A的反向输入端连接；所述定时器U41与工作基准区域控制器中的控酒信号通道连接；

当控酒信号通道导通后向所述电子开关U40供电，所述动触点与常开触点闭合，将酒敏传感器的输出信号跳转到所述标准计量点，单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，检测得到所述酒精气体浓度数据；

优选的，所述译码器电路包括依次连接的功率放大单元、放大整形单元和译码器；

所述功率放大单元，对所述无线接收器接收的编码信号进行功率放大；

所述放大整形单元，对功率放大后的编码信号整流后发送到译码器；

所述译码器，对所述编码信号解码，将车辆启动信号或者车辆停止信号发送到行车安全控制器；

优选的，所述行车安全控制器包括车辆启动电路、车辆停止电路、车辆快速启动电路和电磁继电器单元；

所述车辆启动电路，依据所述译码器电路的输出信号启动汽车；

所述车辆停止电路，依据所述译码器电路的输出信号停止汽车；

所述车辆快速启动电路，用于当汽车行驶中突然停止后，在预置时间内重新启动汽车；

所述电磁继电器单元包括电磁继电器J1、电磁继电器J2和电磁继电器J3；所述电磁继电器J3的动触片与汽车的点火开关连接，所述电磁继电器J1和电磁继电器J2的常闭触点均与汽车的点火控制器连接；所述电磁继电器J1的常开触点分别与电磁继电器J1和电磁继电器J2的动触片连接；

优选的，所述车辆启动电路包括定时器U28、NPN型三极管Q27和晶闸管Q33；

所述NPN型三极管Q27的基极与译码器电路连接，接收译码器电路的输出信号；发射极接地；集电极与定时器U28连接；

所述定时器一端依次连接电阻R198和电阻R97后接地，所述晶闸管Q33的门极连接于所述电阻R98和电阻R97之间；所述晶闸管Q33的阴极与电磁继电器J1连接，阳极与电磁继电器J1的动触片连接；

闭合点火开关，当NPN型三极管Q27收到译码器电路发送的高电位信号后，驱动定时器U28工作，晶闸管Q33导通；电磁继电器J1的动触片与常开触点闭合，电磁继电器J2和电磁继电器J3的动触片均与常闭触点保持闭合，点火控制器得电，汽车启动；

优选的，所述车辆停止电路包括定时器U24、NPN型三极管Q26和晶闸管Q32；

所述NPN型三极管Q26的基极与译码器电路连接，接收译码器电路的输出信号；发射极接地；集电极与定时器U24连接；

所述定时器一端依次连接电阻R100和电阻R99后接地，所述晶闸管Q32的门极连接于所述电阻R100和电阻R99之间；所述晶闸管Q32的阴极与电磁继电器J2连接；

闭合点火开关，当NPN型三极管Q26收到译码器电路发送的高电位信号后，驱动定时器U24工作，晶闸管Q32导通，电磁继电器J2和电磁继电器J3的动触片均与常闭触点断开，点火控制器失电，汽车停止运行；

优选的，所述车辆快速启动电路包括PNP型三极管Q30、二极管D25、二极管D26、比较器U29A和比较器U29B；

所述二极管D25的阳极分别与电磁继电器J2和电磁继电器J3的常闭触点连接；阴极通过电阻R105接地；所述二极管D26的阳极与三端稳压电源U25连接；所述二极管D25和二极管D26的阴极之间连接有电阻R104；

所述PNP型三极管Q30的基极与二极管D25的阴极连接，集电极与二极管D26连接，发射极的一条支路依次通过电阻R103和电容C67接地，一条支路依次通过电阻R101和电阻R102接地，一条支路与所述比较器U29A的正电源端连接；

所述比较器U29A和所述比较器U29B的反向输入端均通过电容C67接地，所述比较器U29A和所述比较器U29B的同向输入端相连后与所述电阻R101和电阻R102的连接点连接；所述比较器U29A和所述比较器U29B的输出端均依次通过二极管D30和电阻R134与车辆启动电路的NPN型三极管Q27的基极连接；

车辆行驶中所述PNP型三极管Q30截止，当汽车突然停止时，电磁继电器J2的动触片与常闭触点断开，电磁继电器J3的动触片与常闭触点断开，所述二极管D25输出低电平，PNP型三极管Q30导通，比较器U29A和比较器U29B输出高电平，则驱动所述车辆启动电路的NPN型三极管Q27导通，定时器U28工作，控制汽车启动。

与最接近的现有技术相比，本发明的优异效果是：

1、本发明技术方案中，工作基准区域控制器，对酒敏传感器的工作基准和报警基准采取梯田式区域控制，根据酒敏传感器输出信号的最大值和最小值设定一个大的区域，这个大的区域能够包含酒敏传感器输出不可知的所有信号，再根据车辆启动、可靠控酒、不误报的要求将大的区域设定成若干小的控制区域，形成一排排梯田，只要信号进入任何一排梯田都可以形成一个独立的工作区，既可以启动车辆又可以可靠控酒，使酒敏传感器输出的信号又不可知变为可知，不可控变为可控，解决了长期以来困扰人们无法解决的技术难题。智能型酒后开车语音报警控制器使交通管理由被动管理转为以科学的手段主动预防成为现实，填补了交通管理领域一项空白；

2、本发明技术方案中，启动定时跟踪器保证车辆按预定的时间安全可靠的正常启动；采用阻值可编程电子电位器，跟踪Vj下降的速度变化，启动车辆的时间一到，如果Vj未进入工作区，强制Vj进入工作区，保证车辆在预定的时间按时启动；

3、本发明技术方案中，自动测量电路为司机开车前提供定量的饮酒数据，提醒司机饮酒超标不能开车，否则将受到惩罚，只有在饮酒不超标时才能启动车辆；并且，通过数据储存为司机开车饮酒建立档案，随时可以打印查询；

4、本发明技术方案中，检测开关电路，采用塑模开关，工作温度-20℃至+60℃，比现有技术采用的微电机、湿度传感器安装方便，占空间小，取材方便，价格便宜，是微电机的1/50，是湿度传感器的1/38，降低产品成本，提高产品的竞争力；

5、本发明技术方案中，行车安全控制器，采取双路控制，一旦一路出现故障车辆可以继续行驶，这样可以大大增强车辆在运行中的安全性。

附图说明

下面结合附图对本发明进一步说明。

图1：本实施例中智能型酒后开车语音报警控制系统的手持机结构示意图；

图2：本实施例中智能型酒后开车语音报警控制系统的主机结构示意图；

图3：图1中电源和充电器的电路图；

图4：图1中工作基准区域控制器的电路图；

图5：图1中自动测量电路图；

图6：图1中启动定时跟踪器的电路图；

图7：图1中检测开关电路图；

图8：控酒电路图；

图9：车辆启动信号产生电路图；

图10：吹气信号产生电路图；

图11：酒精浓度检测信号产生电路图；

图12：图1中编码器电路图；

图13：图2中无线接收器和译码器的电路图A；

图14：图2中无线接收器和译码器的电路图B；

图15：图2中无线接收器和译码器的电路图C；

图16：图2中行车安全控制器的电路图；

图17：酒敏传感器的输出信号波形图A；

图18：酒敏传感器的输出信号波形图B；

图19：酒敏传感器的输出信号波形图C；

图20：酒敏传感器的输出信号波形图D；

图21：酒敏传感器的输出信号波形图E；

图22：酒敏传感器的输出信号波形图F；

图23：图4中酒敏传感器的输出信号波形图A；

图24：图4中酒敏传感器的输出信号波形图B；

图25：图4中酒敏传感器的输出信号波形图C；

图26：启动定时跟踪器的输出信号波形图；

图27：图5中启动定时跟踪器的输出信号波形图；

图28：本实施例中控酒信号波形图A；

图29：本实施例中控酒信号波形图B；

图30：本实施例中控酒信号波形图C；

图31：本实施例中控酒信号波形图D；

图32：本实施例中控酒信号波形图E；

图33：本实施例中控酒信号波形图F；

图34：检测开关电路图一；

图35：检测开关电路图二；

图36：酒敏传感器的工作点与基准点示意图一；

图37：酒敏传感器的工作点与基准点示意图二；

图38：酒敏传感器的工作点与基准点示意图三；

图39：酒敏传感器的工作点与基准点示意图四；

图40：酒敏传感器的工作点与基准点示意图五；

图41：行车安全控制器的电路示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

本发明提供的智能型酒后开车语音报警控制系统包括手持机和主机两部分，主机安装在汽车的仪表盘内与点火控制器连接；手持机检测司机呼出气体的酒精浓度，主机用于启动汽车、停止汽车和报警。

如图1所示，手持机包括与单片机连接的酒敏传感器、启动定时跟踪器、工作基准区域控制器、检测开关电路、自动测量电路、编码器、无线发射器和串行通信电路；如图2所示，主机包括依次连接的无线接收器、译码器、语音报警器和行车安全控制器；无线接收器与手持机的无线发射器通信。

一、手持机

一)电源和充电器；

1、图3示出了电源和充电器的电路图，其中：

U13为型号为VM7205的充电管理芯片；

U14为三端稳压电源；

U15为三端稳压电源；

U17为定时器；

CH-1为按钮开关，即电源启动键。

本实施例中手持机供电包括汽车电瓶和锂电池两种供电方式，两种供电方式可自动转换，整机工作时间设定30秒。

2、电源和充电器的工作过程为：

如图3所示，电源启动键CH-1闭合时为三端稳压电源U14、三端稳压电源U15提供电源，U14、U15输出5V电平，使定时器U17工作，U17的3脚输出高电平，Q3、Q4导通后Q4的2脚为U14、U15供电，形成自举状态。CH-1的2脚输出约10V电平为通道选摘电路、编码器、无线发射器和发射通道控制电路提供电源，手持机的其余部分电路有U14、U15提供5V电源，整机设定自检20秒进入工作状态，由Q16-2提供高电平，通过R24对C9充电，约8秒U17状态转换，U17的3脚由高电平转换为低电平，Q3、Q4截止导通，关闭电源。如果整机30秒未进入工作状态由有U19的P1.4提供高电平，强制U17状态转换，3脚由高电平变为低电平，关闭电源。

单片机为STC12C5A60S2型号的单片机。

二)工作基准区域控制器；

(一)工作基准区域控制器的现有技术包括两种方案：

1、酒敏传感器长期加电，采集信号是感应式，始终检测酒的气体在空气中扩散的浓度。

图17示出了酒敏传感器的静态输出信号，图18示出了酒敏传感器的动态输出信号。这种方案的缺点是：

①：司机饮酒后呼出的气体在空气中扩散被采集到报警控车，车上其它乘客饮酒呼出的气体扩散在空气中，同样也能被采集到，造成误报误控；

②：酒蒸汽夏在天温度高扩散的快，容易采集到，冬天温度低不易采集到，司机将车窗打开空气流通更不易采集到，控制酒后开车不可靠；

③：酒敏传感器工作需要提供50MA地电流，汽车电瓶长时间放电会对电瓶造成损害。

2、吹气检测的方式；

这种方案的缺点是酒敏传感器工作基准点和控酒报警基准点都是一个固定点，这样酒敏传感器有时能正常工作，有时不能正常工作，酒敏传感器第一次加电输出信号Vj的幅度会很高，接近电源电压，上升得很快下降的很慢，为了使车辆尽快地启动，工作点只能设定的比较高，如图19所示；但有时酒敏传感器输出的信号很小，无法进入检测状态，如图20所示，如果工作点设定的比较低，小信号能够进入检测状态，但大信号时，进入检测状态幅值下降的速度很慢，一般需要10分钟，车辆无法正常使用，如图19所示。

(二)酒敏传感器；

酒敏传感器可以简化为一个可变电阻，阻值随温度地变化、启动次数的多少、启动次数间隔的不同而变化，分时启动，不管启动多少次，酒敏传感器输出信号Vj幅值的大小、上升和下降的快慢无重复性，输出信号如图21和图22所示。如何通过酒敏传感器控制酒后开车并能安全可靠的工作是技术攻克的一大难题。

(三)工作基准区域控制器

为了克服上述技术方案的缺点，本发明提供的工作基准区域控制器的工作基准点确定的控制区域能够检测输出信号Vj为1～5V范围内任一值的信号，保证手持机正常工作。

如图4所示，工作基准区域控制器包括控制信号产生单元、启动信号通道和控酒信号通道。其中，

控制信号产生单元的输入端与酒敏传感器J的输出端连接，依据酒敏传感器J的输出值输出控制信号，以驱动启动信号通道或者控酒信号通道导通。

启动信号通道，用于向编码器发送车辆启动信号。

控酒信号通道，用于向编码器发送车辆停止信号。

1、控制信号产生单元

控制信号产生单元包括电阻串联支路、比较器单元、逻辑电路单元。如图4所示，比较器单元包括比较器U1A、比较器U1B、比较器U1C、比较器U1D、比较器U2A和比较器U2B。逻辑电路单元包括非门U3F、非门U3E、非门U3D、非门U3C、非门U3B、非门U3A、三输入与门U4C、三输入与门U4B和三输入与门U4A。

(1)电阻串联支路

包括串联的电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9。其中，电阻R2的另一端接地，电阻R9的另一端接高电位VCC3。

(2)比较器单元

①：所有比较器的同向输入端均与酒敏传感器的输出端连接，接收酒敏传感器的输出信号Vj。

②：比较器U1D的反相输入端连接于电阻R2和电阻R3之间；

比较器U1C的反相输入端连接于电阻R3和电阻R4之间；

比较器U1B的反相输入端连接于电阻R4和电阻R5之间；

比较器U1A的反相输入端连接于电阻R5和电阻R6之间；

比较器U2B的反相输入端连接于电阻R6和电阻R7之间；

比较器U2A的反相输入端连接于电阻R8和电阻R9之间。

③：比较器U1D的输出端通过非门U3F与三输入与门U4C的一个输入端连接，同时单片机通过非门U3E与三输入与门U4C的另外两个输入端连接，非门U3F输出端的另一条支路通过二极管D14与单片机连接，三输入与门U4C的输出端通过二极管端D15与启动信号通道的输入端连接。

③：比较器U1C的输出端与三输入与门U4B的一个输入端连接，三输入与门U4B的输出端通过二极管端D17与启动信号通道的输入端连接。

④：比较器U1B的一个输出支路通过非门U3D与三输入与门U4B的一个输入端连接，同时单片机通过非门U3C与三输入与门U4B的一个输入端连接，非门U3D输出端的另一条支路通过二极管D16与单片机连接，比较器U1B的另一个输出支路与控酒信号通道连接。

⑤：比较器U1A的输出端与三输入与门U4A的一个输入端连接，三输入与门U4A的输出端通过二极管端D19与启动信号通道的输入端连接。

⑥：比较器U2B的一个输出支路通过非门U3B与三输入与门U4A的一个输入端连接，同时单片机通过非门U3A与三输入与门U4A的一个输入端连接，非门U3B输出端的另一条支路通过二极管D18与单片机连接，比较器U2B的另一个输出支路与控酒信号通道连接。

⑦：比较器U2A的输出端与所述启动信号通道连接。

(3)控制信号产生单元的输出模式

包括低信号区控制模式、中信号区控制模式和高信号区控制模式；控制信号产生单元的工作基准包括基准Va、基准Vb、基准Vc、基准Vd0和基准Vd，Va<Vb<Vc<Vd0<Vd，基准Vd0为标准计量点，如图4和5所示：

基准Va为电阻R2两端的电压值；基准Vb为电阻R2、电阻R3和电阻R4形成的串联支路的两端电压值；基准Vc为电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R6形成的串联支路的两端电压值；基准Vd0为电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6和电阻R7形成的串联支路的两端电压值；基准Vd为电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7和电阻R8形成的串联支路的两端电压值。

I低信号区控制模式

酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Va～Vb之间后下降至Vj＜Va，则控制信号产生单元工作于低信号区控制模式：

比较器U1D输出低信号，单片机依据二极管D14输出的高信号，将非门U3E的输入信号置低，三输入与门U4C输出高信号，从而通过导通二极管D15驱动启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，如图28所示，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vb，启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，如图29所示，酒敏传感器的输出信号Vj>Vb，控酒信号通道导通向主机发送车辆停止信号。

II中信号区控制模式

酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Vb～Vc之间后下降至Vj＜Vb，则控制信号产生单元工作于中信号区控制模式：

比较器U1B输出低信号、比较器U1C输出高信号，单片机依据二极管D16输出的高信号将比较器U3C的输入置低，则三输入与门U4B输出高信号，从而通过导通二极管D17驱动启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，如图30所示，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vc，启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，如图31所示，酒敏传感器的输出信号Vj>Vc，控酒信号通道导通向主机发送车辆停止信号。

III高信号区控制模式

酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Vc～Vd之间后下降至Vj＜Vc，则控制信号产生单元工作于高信号区控制模式：

比较器U2B输出低信号、比较器U1A输出高信号，单片机依据二极管D18输出的高信号将比较器U3A的输入置低，则三输入与门U4A输出高信号，从而通过导通二极管D19驱动启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，如图32所示，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vd，启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，如图33所示，酒敏传感器的输出信号Vj>Vd，控酒信号通道导通向主机发送车辆停止信号；同时自动测量电路启动，将酒敏传感器的输出信号跳转到标准计量点，单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，检测得到酒精气体浓度数据。

2、启动信号通道

包括PNP型三极管Q16和NPN型三极管Q17，具体连接关系为：

PNP型三极管Q16的基极与NPN型三极管Q17的集电极之间设有电阻R60，NPN型三极管Q17的基极与发射极之间设有电容C31。NPN型三极管Q17基极的一条支路通过电阻R58分别与控制信号产生单元中二极管D15、二极管D17和二极管D19的输出端连接，另一条支路与检测开关电路中的薄膜开关连接。PNP型三极管Q16的发射极的一条支路依次通过二极管D20和电阻R69接地，一条支路与薄膜开关连接；二极管D20的阴极端接入所述单片机。

当控制信号产生单元的二极管D15、二极管D17和二极管D19中任一二极管导通时，依次驱动NPN型三极管Q17和PNP型三极管Q16导通，从而在薄膜开关闭合后，使得检测开关电路向编码器发送信号以启动汽车。另外当二极管D20导通后，所述单片机控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒。

3、控酒信号通道

包括模拟开关U5A、模拟开关U5D、模拟开关U5C、NPN型三极管Q7、PNP型三极管Q8和晶闸管Q6，具体连接关系为：

①：模拟开关U5A的输入端与控制信号产生单元的比较器U1B输出端连接，模拟开关U5A的输出端通过二极管D8与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机；

模拟开关U5D的输入端与控制信号产生单元的比较器U2B输出端连接，模拟开关U5D的输出端通过二极管D10与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机；

模拟开关U5C的输入端与控制信号产生单元的比较器U1A输出端连接，模拟开关U5C的输出端通过二极管D11与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机。

②：如图8所示，NPN型三极管Q7的集电极依次通过电阻R35和电阻R36与PNP型三极管Q8的集电极连接；NPN型三极管Q7的发射极接地；NPN型三极管Q7的基极的一条支路通过电容C50接地，一条支路依次通过电阻R34和电阻R77接地，一条支路通过电阻R34与晶闸管Q6的阴极连接，所述电阻R34的两端并联有二极管D5。

③：如图8所示，PNP型三极管Q8的基极与电阻R35和电阻R36的连接点连接；PNP型三极管Q8的发射极与编码器连接。

当单片机采集到控制信号产生单元中的任一个三输入与门输出高电位时，将与该三输入与门连接的模拟开关控制端置高，以驱动晶闸管Q6导通，使得NPN型三极管Q7和PNP型三极管Q8导通，从而向编码器发送信号以停止汽车。

本实施例中无论酒敏传感器输出信号Vj如何变化，工作基准区域控制器的工作基准采取如图23所示梯田式区域控制，其中图24示出了大信号控制波形，图25示出了小信号控制波形，保证无论酒敏传感器输出信号Vj如何变化都能安全可靠地工作。

若电源电压5V，则1V＜Vj＜5V。

三)启动定时跟踪器；

(一)启动定时跟踪器的现有技术方案为：

当酒敏传感器加电后，酒敏电阻由最大值逐渐变小，到温度的临界点阻值最小，随温度的不断升高阻值又逐渐变小，酒敏传感器的输出信号Vj随酒敏传感器阻值的减小而增大，酒敏传感器的阻值减到最小，Vj的幅值增到最大，然后随酒敏传感器阻值的增大逐渐减小，Vj变化的特征是上升的速度很快，下降的速度很慢，工作波形如图26所示，Vj的幅值下降到工作状态需要10分钟，由于启动车辆等待的时间太长，影响车辆的正常使用。

(二)本实施例中的启动定时跟踪器，用于监测电源启动后到酒敏传感器正常工作之前的时间段内的工作状态，若酒敏传感器的输出信号不能在预置时间内进入控制区域，则驱动所述酒敏传感器按预置时间进入控制区域。

1、如图6所示，启动定时跟踪器包括可编程电阻器U11、NPN型三极管Q11和PNP型三极管Q19。

NPN型三极管Q11的基极的一条支路依次通过电阻R57和二极管D12与单片机连接，一条支路通过电阻R29接地，一条支路通过电阻R56分别与PNP型三极管Q19的发射极和酒敏传感器连接；NPN型三极管Q11的集电极通过电阻R52与PNP型三极管Q19的基极连接；NPN型三极管Q11的发射极接地；

PNP型三极管Q19的集电极的一条支路接高电位，一条支路通过电阻R51与其基极连接后与所述电阻R52相连。

编程电阻器U11与酒敏传感器连接。

2、本实施例中启动定时跟踪器的工作过程为：

单片机驱动二极管D12导通，进而依次驱动NPN型三极管Q11和PNP型三极管Q19导通，以向酒敏传感器供电；酒敏传感器接通电源后，输出信号Vj由零值升高到最大值后开始下降，若未在预置时间内下降到酒敏传感器的工作基准点，则单片机控制可编程电阻器U11降低阻值；当输出信号Vj下降到工作基准点后，工作基准区域控制器的启动信号通道导通，单片机依据启动信号通道中二极管D20阴极端的高电位控制可编程电阻器U11停止工作。

本实施例中预置时间为20s，若输出信号Vj未在20s内下降到工作基准点，则启动定时跟踪器工作将输出信号Vj迅速下降到工作基准点，具体波形如图27所示。

四)检测开关电路；

(一)检测开关电路的现有技术包括两种方案：

1、采用湿敏传感器H-S，如图34所示，在吹气检测时，湿敏传感器接收到吹出的湿气输出电信号，驱动Q55、Q56导通，由Q56输出高电平启动车辆，这种方案的缺点：

①：各个地方的湿度不同，北方干燥，南方潮湿，在北方能正常工作，到南方由于湿度大经常出现吴启动；

②：微型湿度传感器H系列价格较贵，成本高。

2、采用微型发电机，如图35所示，通过检测吹入的气体带动微型发电机的风叶转动，发出电流，使Q57、Q58导通，由Q58输出高电平启动车辆。这种方案的缺点是：

微型发电机体积较大，安装不方便，微型发电机价格较贵，成本高。

(二)本实施例中的检测开关电路；

1、如图7所示，包括薄膜开关、二极管D13、定时器U21、NPN型三极管Q14、NPN型三极管Q18和PNP型三极管Q15，具体连接关系为：

薄膜开关的一端与工作基准区域控制器的启动信号通道连接，另一端与NPN型三极管Q18的基极连接。

NPN型三极管Q18的集电极与定时器U21连接，发射极接地。NPN型三极管Q14的基极与定时器U21连接，发射极接地，集电极依次通过电阻R54和电阻R55与PNP型三极管Q15的集电极连接。PNP型三极管Q15的基极连接于电阻R54和电阻R55之间，发射极与编码器连接。

定时器U21的一端通过二极管D13与单片机连接。

2、本实施例中检测开关电路的工作过程为：

①：当薄膜开关闭合后，定时器U21开始工作驱动NPN型三极管Q14和PNP型三极管Q15导通，从而向编码器发送信号以启动汽车。

②：单片机依据二极管D13阴极端的高电位，开始对采集到的酒敏传感器输出信号Vj进行A/D转换，并判断是否发生酒精浓度越限。

薄膜开关的优点是安装方便，工作可靠，价格便宜，节药成本。

五)自动测量电路

如图36所示，通过传感器控制酒后开车，需要设置传感器的工作基准点c和控酒基准点b。如图37所示，工作基准点c和控酒基准点b的间距设置的太小，由于检测时吹入的气体含有污染物，随人而异，会造成误报。如图38所示，工作基准点c和控酒基准点b的间距设置的大会降低控酒的灵敏度，因此如图39所示，工作基准点c和控酒基准点b之间间距的设定既不能误报又能控酒。测量呼入气体所含酒精的浓度，即测量传感器输出信号Vj从工作基准点到控酒基准点上升幅值的大小，为了符合国家要求司机饮酒不能超过20mg/c，超过20mg/c就是酒后开车的规定，设定工作基准点和控酒基准点之间的距离为20mg/c，司机饮酒后检测到Vj上升幅值超过控酒基准点b，即为司机酒后开车。这种测量结果与国家规定的计量标准有较大的误差，如图40所示，其测量误差＝bc-ac，为了消除测量误差，本实施例总采取量程自动转换，一旦检测到控酒信号，量程将自动转换，有b点跳到a点。

如图5所示，自动测量电路包括电子开关U40、定时器U41、PNP型三极管Q25和NPN型三极管Q24。

电子开关U23的常闭触点连接于控制信号产生单元中电阻R8和电阻R9之间，常开触点与电阻R8的另一端连接，动触点与比较器U2A的反向输入端连接；定时器U41与工作基准区域控制器中的控酒信号通道连接，具体为电阻R84与控酒信号通道的电阻R34连接；

当控酒信号通道导通后向电子开关U40供电，其动触点与常开触点闭合，将酒敏传感器的输出信号跳转到标准计量点，单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，检测得到所述酒精气体浓度数据。具体为：

1、启动电源后，传感器输出信号Vj迅速上升到最大值，然后下降，这时启动信号通道、控酒信号通道均处于关闭状态，当Vj下降值低于Vc时，启动信号通道被接通，司机吹气检测，Vj有下降转为上升，Vj上升的最大值低于Vd，车辆被启动，Vj上升的最大值大于Vd，，U2A的1脚由低变高，送电子开关U5C的输入端8脚，由9脚输出触发Q6导通，启动控酒信号通道，关闭车辆启动，同时Q6为定时器U41提供电源，电子开关U40的动触点与常开触点闭合，将酒敏传感器的输出信号跳转到标准计量点，并将Vj送单片机U19启动数据测量程序。

2、当Vj上升的最大值大于Vb而小于Vc时，由最大值开始下降，下降值低于Vb时，U4A的9脚输出由低变高，进入检测状态，司机吹气检测，Vj开始上升，Vj上升值小于Vc，正常启动，上升值大于Vc，U2B的7脚输出高电平，通过电子开关U5D、D10触发Q6导通，U41、U40加电后自动跳到标准计量点Vd，并将Vj送单片机U19启动数据测量程序。

3、当Vj的上升值大于Va而小于Vb时，由最大值开始下降，下降值低于Va时，U4C的10脚输出由低变高，进入检测状态，司机吹气检测，Vj开始上升，Vj上升值小于Vb，正常启动，上升值大于Vb，U1B的7脚输出高电平，通过电子开关U5A、D8触发Q6导通，U41、U40加电后自动跳到标准计量点Vd，并将Vj送单片机U19启动数据测量程序。

六)吹气信号产生电路

如图10所示，包括定时器U7、PNP型三极管Q13和NPN型三极管Q12，具体连接关系为：

NPN型三极管Q12的基极与定时器U22连接，发射极接地，集电极与NPN型三极管Q13的基极连接；PNP型三极管Q13的集电极接高电位，发射极与编码器连接；当工作基准区域控制器中的启动信号导通时，PNP型三极管Q16驱动定时器U7输出脉冲信号，驱动PNP型三极管Q22和NPN型三极管Q23导通，从而向编码器发送吹起信号，提示用户开始吹气。

七)酒精浓度检测信号产生电路

如图11所示，包括定时器U22、PNP型三极管Q22和NPN型三极管Q23，具体连接关系为：

NPN型三极管Q23的基极与定时器U22连接，发射极接地，集电极与NPN型三极管Q22的基极连接；PNP型三极管Q22的集电极接高电位，发射极与编码器连接；当电源启动后，定时器U22输出脉冲信号，驱动PNP型三极管Q22和NPN型三极管Q23导通，从而向编码器发送酒精浓度检测信号，提示用户系统正在检测中。

八)编码器

如图12所示，包括信号通道单元、NPN型三极管Q9、PNP型三极管Q10和编码器芯片，具体连接关系为：

①：NPN型三极管Q9的基极与信号通道单元连接，发射极接地，集电极与PNP型三极管Q10的基极连接；PNP型三极管Q10集电极接高电位，发射极连接编码器芯片。

②：编码器芯片输出端接入无线发射器。

③：信号通道单元包括四条信号通道，每条通道分别串入一个二极管，即如图所示的二极管D9、二极管D22、二极管D21和二极管D23。其中，

串入二极管D23的信号通道与检测开关电路连接，接收车辆启动信号；

串入二极管D21的信号通道与控酒信号通道连接，接收车辆停止信号；

串入二极管D22的信号通道与吹气信号产生电路连接，接收吹起指令；

串入二极管D9的信号通道与酒精浓度检测信号产生电路，接收酒精浓度检测信号。

④：如图12所示，无线发射器包括声表面波谐振器、PNP型三极管Q20、PNP型三极管Q21和天线E1。

九)单片机

本实施例中采用STC12C5A60S2型号单片机，同时单片机U19可以通过串口与PC机通信，将酒精浓度检测数据发送到PC机，便于用户查询、打印。

二、主机

一)译码器电路

如图15所示，译码器电路包括依次连接的功率放大单元、放大整形单元和译码器，其中，

功率放大单元，对无线接收器接收的编码信号进行功率放大；

放大整形单元，对功率放大后的编码信号整流后发送到译码器；

译码器，对编码信号解码，将车辆启动信号或者车辆停止信号发送到行车安全控制器。

1、功率放大单元

包括NPN型三极管Q28和NPN型三极管Q29，具体连接关系为：

NPN型三极管Q28基极的一条支路与无线接收器连接，一条支路分别与NPN型三极管Q29的基极和放大整形单元连接；发射极与放大整形单元连接；集电极分别与NPN型三极管Q29的基极和放大整形单元连接；NPN型三极管Q29发射极与放大整形单元连接；集电极连接电感L2。

2、放大整形单元

包括放大器U38B和放大器U38A，具体连接关系为：

放大器U38B的同相输入端与功率放大单元连接，反相输入端接地，输出端接入放大器U38A的同相输入端；放大器U38A的反相输入端的一条支路接地，另一条支路与译码器U32连接；放大器U38A的输出端的一条支路与其同向输入端连接，另一条支路接入译码器U32。

3、译码器

如图15所示，译码器的两个输出端分别与行车安全控制器连接，两个输出端直接与语音报警器连接，具体为：

译码器U32的10脚与行车安全控制器连接，将车辆启动信号发送给车辆启动电路；

译码器U32的11脚与行车安全控制器连接，将车辆停止信号发送给车辆停止电路；

译码器U32的12脚通过RC电路与语音报警器连接，将控制信号产生单元中启动信号通道向编码器发送的吹起指令通过语音芯片U34进行播放；具体是单片机采集到启动信号通道中二极管D20阴极为高电位后，单片机向LCD显示器和编码器分别发送“请吹气检测”。

译码器U32的13脚通过RC电路与语音报警器连接，将酒精浓度检测信号发送到语音芯片U35进行播放；具体是手持机中的酒精浓度检测信号产生电路向编码器输出“系统正在检测，请稍后”。

二)行车安全控制器；

(一)行车控制器的现有技术方案

如图40所示，通过一路控制车辆行驶，当电磁继电器J3的3、4脚闭合，4脚接通电源后，由电磁继电器J2的5脚控制车辆行驶，在车辆行驶中，一旦电磁继电器J2出现故障，会造成车祸。

(二)本实施例中的行车安全控制器

1、如图16所示，该行车安全控制器包括车辆启动电路、车辆停止电路、车辆快速启动电路和电磁继电器单元，其中：

车辆启动电路，依据译码器电路的输出信号启动汽车；

车辆停止电路，依据译码器电路的输出信号停止汽车；

车辆快速启动电路，用于当汽车行驶中突然停止后，在预置时间内重新启动汽车；

电磁继电器单元包括电磁继电器J1、电磁继电器J2和电磁继电器J3；电磁继电器J3的动触片与汽车的点火开关连接，电磁继电器J1和电磁继电器J2的常闭触点均与汽车的点火控制器连接；电磁继电器J1的常开触点分别与电磁继电器J1和电磁继电器J2的动触片连接。

其中电磁继电器的3脚为动触片、4脚为常开触点、5脚为常闭触点。

2、车辆启动电路

①：包括定时器U28、NPN型三极管Q27和晶闸管Q33。具体连接关系为：

NPN型三极管Q27的基极与译码器电路连接，接收译码器电路的输出信号；发射极接地；集电极与定时器U28连接；定时器一端依次连接电阻R198和电阻R97后接地，晶闸管Q33的门极连接于电阻R98和电阻R97之间；晶闸管Q33的阴极与电磁继电器J1连接，阳极与电磁继电器J1的动触片连接。

②：工作过程为：

闭合点火开关，当NPN型三极管Q27收到译码器电路发送的高电位信号后，驱动定时器U28工作，晶闸管Q33导通；电磁继电器J1的动触片与常开触点闭合，电磁继电器J2和电磁继电器J3的动触片均与常闭触点保持闭合，点火控制器得电，汽车启动。

3、车辆停止电路

①：包括定时器U24、NPN型三极管Q26和晶闸管Q32。具体连接关系为：

NPN型三极管Q26的基极与译码器电路连接，接收译码器电路的输出信号；发射极接地；集电极与定时器U24连接；定时器一端依次连接电阻R100和电阻R99后接地，晶闸管Q32的门极连接于电阻R100和电阻R99之间；所述晶闸管Q32的阴极与电磁继电器J2连接。

②：工作过程为：

闭合点火开关，当NPN型三极管Q26收到译码器电路发送的高电位信号后，驱动定时器U24工作，晶闸管Q32导通，电磁继电器J2和电磁继电器J3的动触片均与常闭触点断开，点火控制器失电，汽车停止运行。

4、车辆快速启动电路

①：包括PNP型三极管Q30、二极管D25、二极管D26、比较器U29A和比较器U29B。具体连接关系为：

二极管D25的阳极分别与电磁继电器J2和电磁继电器J3的常闭触点连接；阴极通过电阻R105接地；二极管D26的阳极与三端稳压电源U25连接；二极管D25和二极管D26的阴极之间连接有电阻R104；

PNP型三极管Q30的基极与二极管D25的阴极连接，集电极与二极管D26连接，发射极的一条支路依次通过电阻R103和电容C67接地，一条支路依次通过电阻R101和电阻R102接地，一条支路与所述比较器U29A的正电源端连接；

比较器U29A和所述比较器U29B的反向输入端均通过电容C67接地，比较器U29A和比较器U29B的同向输入端相连后与电阻R101和电阻R102的连接点连接；比较器U29A和比较器U29B的输出端均依次通过二极管D30和电阻R134与车辆启动电路的NPN型三极管Q27的基极连接。

②：工作过程为：

车辆行驶中所述PNP型三极管Q30截止，当汽车突然停止时，电磁继电器J2的动触片与常闭触点断开，电磁继电器J3的动触片与常闭触点断开，二极管D25输出低电平，PNP型三极管Q30导通，比较器U29A和比较器U29B输出高电平，则驱动车辆启动电路的NPN型三极管Q27导通，定时器U28工作，控制汽车启动。

三)语音报警器

如图14所示，包括依次连接的语音芯片单元、放大器和喇叭。

语音芯片单元包括芯片U33、芯片U34和芯片U35。其中，

①：芯片U35

接收手持机中酒精浓度检测信号产生电路发送的检测信号，译码器将解码后的检测信号发送的芯片U35，通过喇叭播放“系统正在检测，请稍后”。

②：芯片U34

接收手持机中吹气信号产生电路发送的吹起指令，译码器将解码后的吹气指令发送到芯片U34，通过喇叭播放“请吹起检测”，提醒用户开始吹气。

接收主机中的疲劳驾车报警电路发送的报警信号，该报警电路与芯片U34直接连接，通过喇叭播放“交警提醒您，不要疲劳驾车，祝您一路平安”。

如图14所示，疲劳驾车报警电路包括高精度可编程延时控制器U27，该延时控制器U27一端与电磁继电器J3的常开触点4连接，另一端依次通过电阻R130和稳压管D27接地，稳压管D27的阴极接入芯片U34。

③：芯片U33

接收手持机中工作基准区域控制器的控酒信号通道发送的车辆停止信号，译码器将解码后的车辆停止信号发送到芯片U33，通过喇叭播放“系统检测到您饮酒超标，车辆无法启动”。

接收手持机中工作基准区域控制器的启动信号通道发送的车辆启动信号，译码器将解码后的车辆启动信号发送到芯片U34，通过喇叭播放“交警提醒您，酒后不要开车，祝您一路平安”。

最后应当说明的是：所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

Claims (12)

1.一种智能型酒后开车语音报警控制系统，所述系统包括手持机和主机；所述主机安装在汽车的仪表盘内与点火控制器连接；所述手持机检测司机呼出气体的酒精浓度，所述主机用于启动汽车、停止汽车或报警；其特征在于，

所述手持机包括与单片机连接的酒敏传感器、启动定时跟踪器、工作基准区域控制器、检测开关电路、低电压检测电路、自动测量电路、编码器、无线发射器和电源；

所述低电压检测电路，用于检测所述电源的电压，若所述电压低于电压阈值，则LCD显示器显示预警信息；

所述启动定时跟踪器，用于监测电源启动后到酒敏传感器正常工作之前的时间段内的酒敏传感器的工作状态，若所述酒敏传感器的输出信号不能在预置时间内进入工作基准区域，则驱动所述酒敏传感器按预置时间进入工作基准区域；

所述工作基准区域控制器，用于当所述酒敏传感器的输出信号为1～5V范围内任一值时，保证手持机正常工作；

所述检测开关电路，依据所述工作基准区域控制器的输出信号向所述编码器发送车辆启动信号；以及，驱动单片机对酒敏传感器输出信号进行A/D转换：

若所述气体中酒精浓度<20mg/c，车辆正常启动；若酒精浓度>20mg/c，所述工作基准区域控制器中的控酒信号通道导通，向所述编码器发送车辆停止信号；

所述自动测量电路，用于当所述工作基准区域控制器中的控酒信号通道导通后，将工作基准区域控制器中检测到的控酒基准点跳转到计量标准点，消除测量误差；

所述编码器，对所述车辆启动信号和车辆停止信号编码后，通过无线发射器将其发送到主机；

所述主机包括依次连接的无线接收器、译码器电路、语音报警器和行车安全控制器；所述无线接收器与所述无线发射器通信；

所述译码器电路，对无线接收器输出的信号进行译码后，将其发送到语音报警器，输出语音信号；

所述行车安全控制器，用于在车辆启动时，确保车辆正常启动；

所述工作基准区域控制器包括控制信号产生单元、启动信号通道和控酒信号通道；

所述控制信号产生单元的输入端与所述酒敏传感器的输出端连接，依据酒敏传感器的输出值输出控制信号，以驱动启动信号通道或者控酒信号通道导通；

所述启动信号通道，用于向所述编码器发送车辆启动信号；

所述控酒信号通道，用于向所述编码器发送车辆停止信号；

所述控制信号产生单元包括电阻串联支路，以及比较器U1A、比较器U1B、比较器U1C、比较器U1D、比较器U2A和比较器U2B；

所述电阻串联支路包括串联的电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R6、电阻R7、电阻R8和电阻R9；所述电阻R2的另一端接地，所述电阻R9的另一端接高电位；

所述比较器的同向输入端均与所述酒敏传感器的输出端连接；所述比较器U1D的反相输入端连接于电阻R2和电阻R3之间，所述比较器U1C的反相输入端连接于电阻R3和电阻R4之间，所述比较器U1B的反相输入端连接于电阻R4和电阻R5之间，所述比较器U1A的反相输入端连接于电阻R5和电阻R6之间，所述比较器U2B的反相输入端连接于电阻R6和电阻R7之间，所述比较器U2A的反相输入端连接于电阻R8和电阻R9之间；

所述比较器U1D的输出端通过非门U3F与三输入与门U4C的一个输入端连接，所述单片机通过非门U3E与三输入与门U4C的另外两个输入端连接；所述非门U3F输出端的另一条支路通过二极管D14与单片机连接；所述三输入与门U4C的输出端通过二极管端D15与所述启动信号通道的输入端连接；

所述比较器U1C的输出端与三输入与门U4B的一个输入端连接；所述三输入与门U4B的输出端通过二极管端D17与所述启动信号通道的输入端连接；

所述比较器U1B的一个输出支路通过非门U3D与三输入与门U4B的一个输入端连接，所述单片机通过非门U3C与三输入与门U4B的一个输入端连接；所述非门U3D输出端的另一条支路通过二极管D16与单片机连接；所述比较器U1B的另一个输出支路与所述控酒信号通道连接；

所述比较器U1A的输出端与三输入与门U4A的一个输入端连接；所述三输入与门U4A的输出端通过二极管端D19与所述启动信号通道的输入端连接；

所述比较器U2B的一个输出支路通过非门U3B与三输入与门U4A的一个输入端连接，所述单片机通过非门U3A与三输入与门U4A的一个输入端连接；所述非门U3B输出端的另一条支路通过二极管D18与单片机连接；所述比较器U2B的另一个输出支路与所述控酒信号通道连接；

所述比较器U2A的输出端与所述启动信号通道连接。

2.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控制信号产生单元的输出模式包括低信号区控制模式、中信号区控制模式和高信号区控制模式；所述控制信号产生单元的工作基准包括基准Va、基准Vb、基准Vc、基准Vd0和基准Vd，所述Va<Vb<Vc<Vd0<Vd，所述基准Vd0为标准计量点，

(1)所述酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Va～Vb之间后下降至Vj＜Va，则控制信号产生单元工作于低信号区控制模式：

所述比较器U1D输出低信号，所述单片机依据二极管D14输出的高信号，将非门U3E的输入信号置低，所述三输入与门U4C输出高信号，从而通过导通二极管D15驱动所述启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vb，所述启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若所述酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj>Vb，所述控酒信号通道导通向主机发送车辆停止信号；

(2)所述酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Vb～Vc之间后下降至Vj＜Vb，则控制信号产生单元工作于中信号区控制模式：

所述比较器U1B输出低信号、比较器U1C输出高信号，所述单片机依据二极管D16输出的高信号将比较器U3C的输入置低，则所述三输入与门U4B输出高信号，从而通过导通二极管D17驱动所述启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vc，所述启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若所述酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj>Vc，所述控酒信号通道导通向主机发送车辆停止信号；

(3)所述酒敏传感器启动后，其输出信号Vj上升为Vc～Vd之间后下降至Vj＜Vc，则控制信号产生单元工作于高信号区控制模式：

所述比较器U2B输出低信号、比较器U1A输出高信号，所述单片机依据二极管D18输出的高信号将比较器U3A的输入置低，则所述三输入与门U4A输出高信号，从而通过导通二极管D19驱动所述启动信号通道导通，单片机检测到启动信号通道导通后控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj＜Vd，所述启动信号通道导通向主机发送车辆启动信号，同时检测开关电路中薄膜开关闭合后驱动单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，若所述酒精气体浓度数据小于20mg/c，则汽车正常启动；

当司机吹气后，酒敏传感器的输出信号Vj>Vd，所述控酒信号通道导通向主机发送车辆停止信号；同时自动测量电路启动，将酒敏传感器的输出信号跳转到所述标准计量点，单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，检测得到所述酒精气体浓度数据。

3.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述启动信号通道包括PNP型三极管Q16和NPN型三极管Q17；PNP型三极管Q16的基极与NPN型三极管Q17的集电极之间设有电阻R60；NPN型三极管Q17的基极与发射极之间设有电容C31；

NPN型三极管Q17基极的一条支路通过电阻R58分别与所述控制信号产生单元中二极管D15、二极管D17和二极管D19的输出端连接，另一条支路与检测开关电路中的薄膜开关连接；

PNP型三极管Q16的发射极的一条支路依次通过二极管D20和电阻R69接地，一条支路与所述薄膜开关连接；所述二极管D20的阴极端接入所述单片机；

当所述控制信号产生单元的二极管D15、二极管D17和二极管D19中任一二极管导通时，依次驱动NPN型三极管Q17和PNP型三极管Q16导通，从而在所述薄膜开关闭合后，使得检测开关电路向编码器发送信号以启动汽车；

当所述二极管D20导通后，所述单片机控制手持机中的LCD显示器显示进行吹气提醒。

4.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述控酒信号通道包括模拟开关U5A、模拟开关U5D、模拟开关U5C、NPN型三极管Q7、PNP型三极管Q8和晶闸管Q6；

所述模拟开关U5A的输入端与所述控制信号产生单元的比较器U1B输出端连接，输出端通过二极管D8与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机；所述模拟开关U5D的输入端与所述控制信号产生单元的比较器U2B输出端连接，输出端通过二极管D10与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机；所述模拟开关U5C的输入端与所述控制信号产生单元的比较器U1A输出端连接，输出端通过二极管D11与晶闸管Q6的门极连接，控制端接入单片机；

所述NPN型三极管Q7的集电极依次通过电阻R35和电阻R36与所述PNP型三极管Q8的集电极连接；所述NPN型三极管Q7的发射极接地；所述NPN型三极管Q7的基极的一条支路通过电容C50接地，一条支路依次通过电阻R34和电阻R77接地，一条支路通过电阻R34与晶闸管Q6的阴极连接，所述电阻R34的两端并联有二极管D5；

所述PNP型三极管Q8的基极与所述电阻R35和电阻R36的连接点连接；所述PNP型三极管Q8的发射极与编码器连接；

当单片机采集到控制信号产生单元中的三输入与门输出高电位时，将与该三输入与门连接的模拟开关控制端置高，以驱动晶闸管Q6导通，使得NPN型三极管Q7和PNP型三极管Q8导通，从而向编码器发送信号以停止汽车。

5.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述启动定时跟踪器包括可编程电阻器U11、NPN型三极管Q11和PNP型三极管Q19；

NPN型三极管Q11的基极的一条支路依次通过电阻R57和二极管D12与单片机连接，一条支路通过电阻R29接地，一条支路通过电阻R56分别与PNP型三极管Q19的发射极和酒敏传感器连接；NPN型三极管Q11的集电极通过电阻R52与PNP型三极管Q19的基极连接；NPN型三极管Q11的发射极接地；PNP型三极管Q19的集电极的一条支路接高电位，一条支路通过电阻R51与其基极连接后与所述电阻R52相连；

所述编程电阻器U11与酒敏传感器连接；

所述单片机驱动二极管D12导通，进而依次驱动NPN型三极管Q11和PNP型三极管Q19导通，以向酒敏传感器供电；所述酒敏传感器接通电源后，输出信号Vj由零值升高到最大值后开始下降，若未在预置时间内下降到酒敏传感器的工作基准点，则单片机控制所述可编程电阻器U11降低阻值；

当输出信号Vj下降到工作基准点后，所述工作基准区域控制器的启动信号通道导通，单片机依据所述启动信号通道中二极管D20阴极端的高电位控制可编程电阻器U11停止工作。

6.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述检测开关电路包括薄膜开关、二极管D13、定时器U21、NPN型三极管Q14、NPN型三极管Q18和PNP型三极管Q15；

所述薄膜开关的一端与所述工作基准区域控制器的启动信号通道连接，另一端与NPN型三极管Q18的基极连接；

所述NPN型三极管Q18的集电极与定时器U21连接，发射极接地；

所述NPN型三极管Q14的基极与定时器U21连接，发射极接地，集电极依次通过电阻R54和电阻R55与PNP型三极管Q15的集电极连接；

所述PNP型三极管Q15的基极连接于电阻R54和电阻R55之间，发射极与编码器连接；

所述定时器U21的一端通过二极管D13与单片机连接；

当薄膜开关闭合后，定时器U21开始工作驱动NPN型三极管Q14和PNP型三极管Q15导通，从而向编码器发送信号以启动汽车；所述单片机依据二极管D13阴极端的高电位，开始对采集到的酒敏传感器输出信号Vj进行A/D转换，并判断是否发生酒精浓度越限。

7.如权利要求1或3所述的系统，其特征在于，所述自动测量电路包括电子开关U40和定时器U41；

所述电子开关U40的常闭触点连接于控制信号产生单元中电阻R8和电阻R9之间，常开触点与所述电阻R8的另一端连接，动触点与比较器U2A的反向输入端连接；所述定时器U41与工作基准区域控制器中的控酒信号通道连接；

当控酒信号通道导通后向所述电子开关U40供电，所述动触点与常开触点闭合，将酒敏传感器的输出信号跳转到所述标准计量点，单片机对采集到的酒精气体浓度数据进行A/D转换，检测得到所述酒精气体浓度数据。

8.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述译码器电路包括依次连接的功率放大单元、放大整形单元和译码器；

所述功率放大单元，对所述无线接收器接收的编码信号进行功率放大；

所述放大整形单元，对功率放大后的编码信号整流后发送到译码器；

所述译码器，对所述编码信号解码，将车辆启动信号或者车辆停止信号发送到行车安全控制器。

9.如权利要求1所述的系统，其特征在于，所述行车安全控制器包括车辆启动电路、车辆停止电路、车辆快速启动电路和电磁继电器单元；

所述车辆启动电路，依据所述译码器电路的输出信号启动汽车；

所述车辆停止电路，依据所述译码器电路的输出信号停止汽车；

所述车辆快速启动电路，用于当汽车行驶中突然停止后，在预置时间内重新启动汽车；

所述电磁继电器单元包括电磁继电器J1、电磁继电器J2和电磁继电器J3；所述电磁继电器J3的动触片与汽车的点火开关连接，所述电磁继电器J1和电磁继电器J2的常闭触点均与汽车的点火控制器连接；所述电磁继电器J1的常开触点分别与电磁继电器J1和电磁继电器J2的动触片连接。

10.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述车辆启动电路包括定时器U28、NPN型三极管Q27和晶闸管Q33；

所述NPN型三极管Q27的基极与译码器电路连接，接收译码器电路的输出信号；发射极接地；集电极与定时器U28连接；

所述定时器U28一端依次连接电阻R98和电阻R97后接地，所述晶闸管Q33的门极连接于所述电阻R98和电阻R97之间；所述晶闸管Q33的阴极与电磁继电器J1连接，阳极与电磁继电器J1的动触片连接；

闭合点火开关，当NPN型三极管Q27收到译码器电路发送的高电位信号后，驱动定时器U28工作，晶闸管Q33导通；电磁继电器J1的动触片与常开触点闭合，电磁继电器J2和电磁继电器J3的动触片均与常闭触点保持闭合，点火控制器得电，汽车启动。

11.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述车辆停止电路包括定时器U24、NPN型三极管Q26和晶闸管Q32；

所述NPN型三极管Q26的基极与译码器电路连接，接收译码器电路的输出信号；发射极接地；集电极与定时器U24连接；

所述定时器U24一端依次连接电阻R100和电阻R99后接地，所述晶闸管Q32的门极连接于所述电阻R100和电阻R99之间；所述晶闸管Q32的阴极与电磁继电器J2连接；

闭合点火开关，当NPN型三极管Q26收到译码器电路发送的高电位信号后，驱动定时器U24工作，晶闸管Q32导通，电磁继电器J2和电磁继电器J3的动触片均与常闭触点断开，点火控制器失电，汽车停止运行。

12.如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述车辆快速启动电路包括PNP型三极管Q30、二极管D25、二极管D26、比较器U29A和比较器U29B；

所述二极管D25的阳极分别与电磁继电器J2和电磁继电器J3的常闭触点连接；阴极通过电阻R105接地；所述二极管D26的阳极与三端稳压电源U25连接；所述二极管D25和二极管D26的阴极之间连接有电阻R104；

所述PNP型三极管Q30的基极与二极管D25的阴极连接，集电极与二极管D26连接，发射极的一条支路依次通过电阻R103和电容C67接地，一条支路依次通过电阻R101和电阻R102接地，一条支路与所述比较器U29A的正电源端连接；

所述比较器U29A和所述比较器U29B的反向输入端均通过电容C67接地，所述比较器U29A和所述比较器U29B的同向输入端相连后与所述电阻R101和电阻R102的连接点连接；所述比较器U29A和所述比较器U29B的输出端均依次通过二极管D30和电阻R134与车辆启动电路的NPN型三极管Q27的基极连接；

车辆行驶中所述PNP型三极管Q30截止，当汽车突然停止时，电磁继电器J2的动触片与常闭触点断开，电磁继电器J3的动触片与常闭触点断开，所述二极管D25输出低电平，PNP型三极管Q30导通，比较器U29A和比较器U29B输出高电平，则驱动所述车辆启动电路的NPN型三极管Q27导通，定时器U28工作，控制汽车启动。