基于单片机的多功能防醉驾系统装置设计应用案例

    采用ATmega16单片机作为核心控制器件，通过检测驾驶员的酒精含量是否超标来控制汽车的点火开关是否打开来杜绝酒后驾车；声光报警电路模块用于当其酒精含量超标时发出声光报警；同时，当系统测知饮酒驾驶员醉酒后，GPS定位系统及语音呼叫系统会以短信的方式通知车辆的位置，方便及时处理，降低了交通事故的发生率；设置的LCD显示控件进行所有信息的实时显示。
    1 系统工作原理
    系统采用超高灵敏度酒精传感器用旁热型半导体式酒精气敏元件MQ3，电路板克隆超低功耗ATmega16单片机系统，自动探测酒精浓度的方法，可以防止驾驶人员逃避检测，以判断驾驶员是否是酒后开车，系统总体设计如图1所示。主机电路包括8个模块，分别是酒精传感电路模块、电源模块、GPS定位模块、键盘控制模块、液晶显示模块、声光报警模块、语音呼叫模块、继电器控制模块。该系统放置在汽车仪表盘位置，当司机打开车门时，酒精探测控制仪启动，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，探测控制仪对酒精传感器探测的气体信号进行检测。由于酒精含量与酒精传感器检测后产生的电压信号成特定的比例关系，因而可根据电压信号进行酒精含量的判断。检测到的信号经过放大和滤波之后，通过单片机内置的12位ADC转换为数字信号，由单片机对此信号进行处理判断，假设酒精含量没有超标，LCD显示屏幕显示当前酒精浓度，同时绿色指示灯（正常）亮起，控制继电器不起作用，汽车随之启动；反之红色指示灯（不正常）亮起并进行声光报警，pcb抄板控制继电器切断点火装置电源，同时安全带收紧，系统启动呼叫紧急联系人装置，通过GPRS导航仪测定当前位置并以语音或短信“我现在在XX方位，我喝醉了，请速来”告诉给紧急联系人，此时驾驶人员无法启动汽车，从根本上实现控制酒后驾车。汽车启动后，控制仪随即进入低功耗状态，只有酒精浓度探测电路一直工作，一旦驾驶人员驾驶过程中饮酒，控制仪立即恢复到正常工作状态。
    2 系统主要电路设计
    （1）主控电路
    本控制仪采用了由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，它的工作电压为4.5～5.5 V，工作频率为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。系统主控电路如图2所示，包含晶振电路、复位电路等。