CN111731098A - 一种车载酒精检测装置及其控制系统 - Google Patents

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刘春其
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Abstract

本发明公开了一种车载酒精检测装置，包括电源模块，所述电源模块电性连接有气体传感器、信号处理模块和控制装置；所述气体传感器为气敏酒精传感器模组，所述信号处理模块包括电性连接的核心单片机和运放芯片，所述控制装置包括电性连接的继电器输出模块和蜂鸣器报警装置。本发明的优点在于：LM2596保证各个模块的正常运行，用MQ‑41‑M0保证了酒精检测效果，STC89C52单片机能对驾驶员是否饮酒做出准确判断，SDR‑5VDC是小功率的电磁继电器，源压电蜂鸣器有造价低廉的特点和良好的频率特性，故而使本装置整体造价低廉，而运行速度良好，对是否饮酒能够做出准确而快速的判断，并通过控制装置对汽车进行熄火操作，防止驾驶员酒驾。

Description

一种车载酒精检测装置及其控制系统
技术领域
本发明涉及车载酒精检测装置技术领域，具体为一种车载酒精检测装置及其控制系统。
背景技术
在交通事故中，由酒驾引起的事故占很大比例，尽管国家有禁止酒驾的现行法律法规，但好多司机还是经常抱有侥幸心理的酒驾，对自身及公众安全造成极大的威胁。如何去禁止酒驾，就需要在车辆上做文章。
现有的酒精检测锁车系统主要有酒精检测及电子控制汽车能否点火的装置组成。其中检测装置用MQ3传感器，通过电流大小计算酒精浓度。当酒精浓度达到预设值时汽车无法启动，这种方式检测精度不够、效果不佳，容易作弊，为了解决上述问题，本发明设计了一种车载酒精检测装置，通过本装置大大提高了酒精检测的灵敏度，能有效防止酒后驾车事件的发生。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种车载酒精检测装置及其控制系统，具备本装置整体造价低廉，而运行速度良好，对是否饮酒能够做出准确而快速的判断，并通过控制装置对汽车进行熄火操作，防止驾驶员酒驾等优点，解决了背景技术提出的问题。
(二)技术方案
为实现上述具备本装置整体造价低廉，而运行速度良好，对是否饮酒能够做出准确而快速的判断，并通过控制装置对汽车进行熄火操作，防止驾驶员酒驾目的，本发明提供如下技术方案：
一种车载酒精检测装置，包括电源模块，所述电源模块电性连接有气体传感器、信号处理模块和控制装置；
所述气体传感器为气敏酒精传感器模组；
所述信号处理模块包括电性连接的核心单片机和运放芯片；
所述控制装置包括电性连接的继电器输出模块和蜂鸣器报警装置，
优选的，所述电源模块的型号为LM2596s-adj。
优选的，所述气敏酒精传感器模组的型号为MQ-41-M0，包括电性连接的 LM393芯片和MG-41气体传感器。
优选的，所述核心单片机的型号为STC89C52。
优选的，所述运放芯片的型号为LM393。
优选的，所述继电器输出模块主要包含隔离光耦EL357及输出继电器 SDR-5VDC。
优选的，所述蜂鸣器报警装置包含有源压电蜂鸣器。
优选的，
S1、驾驶员上车，汽车点火；
S2、车载酒精检测装置的芯片初始化；
S3、气体传感器对驾驶员呼出的气体进行检测；
S4、运放芯片对驾驶员呼出的气体数据进行转换；
S5、把转换好的气体数据传递到单片机上；
S6、单片机判断是否收集到8组气体数据，如果不够8组，则重复步骤 S3、S4和S5；如果够8组，则进行下一步操作；
S7、单片机对8组数据进行相应运算，计算出驾驶员呼出气体中的酒精含量数据；
S8、将运算得到的酒精含量数值与预先设定好的20mg/100ml的数值比较；
S9、如果检测的数据低于预设值20mg/100ml，则汽车可以正常行驶；
S10、如果检测的数据高于预设值20mg/100ml，则继电器输出模块对汽车制动，同时蜂鸣器报警装置报警。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种车载酒精检测装置及其控制系统，具备以下有益效果：
该车载酒精检测装置及其控制系统，LM2596是降压型电源管理单片集成电路的开关电压调节器，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性，能够为气体传感器、信号处理模块和控制装置稳定地供电，保证各个模块的正常运行，用MQ-41-M0型号的气敏酒精传感器模组对驾驶员进行持续性酒精检测，对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性，具有长期的使用寿命和可靠的稳定性，保证了酒精检测效果，通过采用STC89C52单片机作为主控芯片，具有设备功耗低、价格低廉、运行速度快和可靠性高等优点，能对驾驶员是否饮酒做出准确判断，而继电器的型号选用SDR-5VDC继电器，该继电器属于小功率的电磁继电器，而源压电蜂鸣器具有体积小、灵敏度高、耗电省、可靠性好,造价低廉的特点和良好的频率特性，故而使本装置整体造价低廉，而运行速度良好，对是否饮酒能够做出准确而快速的判断，并通过控制装置对汽车进行熄火操作，防止驾驶员酒驾。
附图说明
图1为本发明提出的一种车载酒精检测装置及其控制系统的系统图；
图2为本发明提出的一种车载酒精检测装置及其控制系统结构的原理图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-2，一种车载酒精检测装置，包括电源模块，所述电源模块电性连接有气体传感器、信号处理模块和控制装置；
所述气体传感器为气敏酒精传感器模组；
所述信号处理模块包括电性连接的核心单片机和运放芯片；
所述控制装置包括电性连接的继电器输出模块和蜂鸣器报警装置，
进一步的，所述电源模块的型号为LM2596s-adj，LM2596是降压型电源管理单片集成电路的开关电压调节器，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性，输入电压在5-24v之间均可正常工作。
进一步的，所述气敏酒精传感器模组的型号为MQ-41-M0，包括电性连接的LM393芯片和MG-41气体传感器，气体传感器3酒精传感器模块MG-41-M0，主要由LM393芯片、MG-41气体传感器组成，工作电压为直流5伏，其特点有：①具有信号输出指示；②双路信号输出(模拟量输出及TTL电平输出)；③TTL 输出有效信号为低电平(当输出低电平时信号灯亮，可直接接单片机)；④模拟量输出O-5v电压，浓度越高电压越高；⑤对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性；⑥具有长期的使用寿命和可靠的稳定性；⑦快速的响应恢复特性。适用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作业人员的现场检测，也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。
进一步的，所述核心单片机的型号为STC89C52，主控芯片模块，本系统采用STC89C52单片机作为主控芯片，芯片主要特点为：功耗低、价格低廉、运行速度快、可靠性高等，单片机接收来自模数转换芯片转换好的数据，经过运算分析得到酒精含量数值，再与所设定好的数值进行比较，从而发出相应的控制信号，控制汽车能否允许启动，并伴随着相应的语音提示，告知驾驶员作出正确的操作。
进一步的，所述运放芯片的型号为LM393。
进一步的，所述继电器输出模块主要包含隔离光耦EL357及输出继电器 SDR-5VDC，继电器输出模块主要包含输出继电器SDR-5VDC。当驾驶员点火启动汽车时，系统检测到驾驶员处于醉酒状态并且驾驶员还继续开启汽车，那么系统驱动继电器将汽车制动，继电器的型号选用SDR-5VDC继电器，该继电器属于小功率的电磁继电器，继电器的工作电压为3至24V，额定功率为 200至360mW。
进一步的，所述蜂鸣器报警装置包含有源压电蜂鸣器，蜂鸣器报警装置包含有源压电蜂鸣器3105A。当感应到酒精气体时，蜂鸣器响起。压电式蜂鸣器具有体积小、灵敏度高、耗电省、可靠性好,造价低廉的特点和良好的频率特性，因此它广泛应用于各种电器产品的报警，造价低廉的特点和良好的频率特性、灵敏度高压电式蜂鸣器具有体积小。
进一步的，
S1、驾驶员上车，汽车点火；
S2、车载酒精检测装置的芯片初始化；
S3、气体传感器对驾驶员呼出的气体进行检测；
S4、运放芯片对驾驶员呼出的气体数据进行转换；
S5、把转换好的气体数据传递到单片机上；
S6、单片机判断是否收集到8组气体数据，如果不够8组，则重复步骤S3、S4和S5；如果够8组，则进行下一步操作；
S7、单片机对8组数据进行相应运算，计算出驾驶员呼出气体中的酒精含量数据；
S8、将运算得到的酒精含量数值与预先设定好的20mg/100ml的数值比较；
S9、如果检测的数据低于预设值20mg/100ml，则汽车可以正常行驶；
S10、如果检测的数据高于预设值20mg/100ml，则继电器输出模块对汽车制动，同时蜂鸣器报警装置报警。
综上所述，该车载酒精检测装置及其控制系统，LM2596是降压型电源管理单片集成电路的开关电压调节器，能够输出3A的驱动电流，同时具有很好的线性和负载调节特性，能够为气体传感器、信号处理模块和控制装置稳定地供电，保证各个模块的正常运行，用MQ-41-M0型号的气敏酒精传感器模组对驾驶员进行持续性酒精检测，对乙醇蒸汽具有很高的灵敏度和良好的选择性，具有长期的使用寿命和可靠的稳定性，保证了酒精检测效果，通过采用 STC89C52单片机作为主控芯片，具有设备功耗低、价格低廉、运行速度快和可靠性高等优点，能对驾驶员是否饮酒做出准确判断，而继电器的型号选用 SDR-5VDC继电器，该继电器属于小功率的电磁继电器，而源压电蜂鸣器具有体积小、灵敏度高、耗电省、可靠性好,造价低廉的特点和良好的频率特性，故而使本装置整体造价低廉，而运行速度良好，对是否饮酒能够做出准确而快速的判断，并通过控制装置对汽车进行熄火操作，防止驾驶员酒驾。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (8)

1.一种车载酒精检测装置，其特征在于，包括电源模块，所述电源模块电性连接有气体传感器、信号处理模块和控制装置；
所述气体传感器为气敏酒精传感器模组；
所述信号处理模块包括电性连接的核心单片机和运放芯片；
所述控制装置包括电性连接的继电器输出模块和蜂鸣器报警装置。
2.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于：所述电源模块的型号为LM2596s-adj。
3.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于：所述气敏酒精传感器模组的型号为MQ-41-M0，包括电性连接的LM393芯片和MG-41气体传感器。
4.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于：所述核心单片机的型号为STC89C52。
5.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于：所述运放芯片的型号为LM393。
6.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于：所述继电器输出模块主要包含隔离光耦EL357及输出继电器SDR-5VDC。
7.根据权利要求1所述的一种车载酒精检测装置，其特征在于：所述蜂鸣器报警装置包含有源压电蜂鸣器。
8.根据权利要求1-7所述的一种车载酒精检测装置，包括以下控制系统，其特征在于：
S1、驾驶员上车，汽车点火；
S2、车载酒精检测装置的芯片初始化；
S3、气体传感器对驾驶员呼出的气体进行检测；
S4、运放芯片对驾驶员呼出的气体数据进行转换；
S5、把转换好的气体数据传递到单片机上；
S6、单片机判断是否收集到8组气体数据，如果不够8组，则重复步骤S3、S4和S5；如果够8组，则进行下一步操作；
S7、单片机对8组数据进行相应运算，计算出驾驶员呼出气体中的酒精含量数据；
S8、将运算得到的酒精含量数值与预先设定好的20mg/100ml的数值比较；
S9、如果检测的数据低于预设值20mg/100ml，则汽车可以正常行驶；
S10、如果检测的数据高于预设值20mg/100ml，则继电器输出模块对汽车制动，同时蜂鸣器报警装置报警。
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