单片机的防酒驾系统设计
目 录
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 课题研究的主要内容 3
2 总设计方案 4
2.1 防酒驾系统设计要求 4
2.2 工作原理 4
2.3 系统组成 5
2.4 防酒驾系统测试仪设计方案 5
3 硬件设计 6
3.1 硬件结构 6
3.2 传感器的选择 6
3.3 A/D转换电路 8
3.4 89C51单片机系统 11
3.5 LCD1602液晶显示电路 15
3.6 键盘电路 17
3.7 报警电路 17
4 软件设计 19
4.1 软件介绍 19
4.2 主程序框图 20
5 测试结果 21
5.1 调试 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录 27
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着人类物质生活的日益改善，社会的不断进步，经济的快速发展，使人们对生活品质的要求越来越高，这也导致了人们对汽车的需求越来越大，基本上每户家庭都会拥有一部汽车，同样的，汽车数量的增加也导致了许多交通事故的发生，而其中很大的一部分是由酒后驾驶导致的交通事故。同时我国人民的酒文化源远流长，每逢节假日酗酒驾驶的现象越发严重，如果不加以控制这种现象，后果将不堪设想。尤其是在2011年5月1日《道路交通安全法》颁布后，酒后驾车将追求驾驶员刑事责任。迫切需要控制酒后驾车的现象，国家 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
政府部门尤其应该重视该问题。所以防酒驾系统的设计是从根本上解决这个问题。它的原理是对驾驶员呼出气体的酒精浓度进行检测监控然后采取的避险措施。
饮酒后驾驶汽车会导致各种危害。首先，在感官上触觉明显降低。酗酒后驾驶车辆，因为酒精具有麻醉作用，会麻痹人的神经和感官，很容易造成方向盘，刹车，油门失控。其次，人的判断能力和操控能力也会有所下降。喝酒后，人们对于声音和光的反应低于正常人，大脑做出反应的时间也明显变长，人体自身的感官和手脚协调能力下降，这就导致驾驶员无法正确识别车辆行驶速度，车距等信息。然后，酒后驾驶导致视觉模糊。喝酒后很容易造成视力下降，视像不稳定，辨色能力下降，造成驾驶员无法正常辨别交通信号，导致错误行车。最后，情绪激动。人在酒精的作用下，会高估自己的能力，对周围人的劝告常不予理睬，很容易干一些力所不及的事情。
对于以上现象，虽然国家法律法规明确规定禁止酒后驾车，但是介于中国的传统文化中的饮酒观念，这种情况还是屡禁不止，为了更好的控制此类情况，让驾驶员有一个安全的驾驶环境，研究一种防酒驾系统是非常必要的，从外界入手，实时监测驾驶员的行车安全，从而有效降低交通事故的发生率。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国内发展现状
随着人们物质文化生活的日益改善，社会经济建设的快速发展，越来越多的人能够买得起车，但同时也造成了许多危害。尤其是酒后驾驶。虽然我国颁布了严禁酒后驾驶的法律法规，但是这无法从根本上解决不问题，还是有很多人受到传统饮酒文化的影响，节假日都会喝酒，这就造成了酒后驾驶屡禁不止。
最近几年，我们国家也正在研究用科学技术来控制酒后驾车的这种行为。青岛盛源达电子科技有限公司最新研究开发、投入生产的“汽车酒后控驾防盗器”是国内新型高新技术。具有酒后报警控制驾驶和高级防盗双重功能，该技术已申请国家专利。汽车酒后控驾防盗器是具有高级防盗功能，是一款防止汽车酒驾的预防和检测设备。在汽车上安装该控制器后，驾驶员需要先进行吹起才可以启动汽车，当系统检测到呼出气体高于国家标准时，系统可以自动断开点火开关并报警，能有效地防止酒后驾车。如果将该设备从车上取下，即使有钥匙汽车也无法启动，这也为汽车加了一层保险，有效的防止汽车被盗。
现阶段我国在防酒驾系统上的研究还是很少，深圳某公司发明了一种能够有效防止这种情况的钥匙，名字为i-key。该钥匙将传感器、信息远距离处理等技术融入在车钥匙上，单单研究其外表，它只是多了一条锁链。具体运用时，驾驶员要先按下上面的开始按钮，等待绿色灯亮之后，向该气孔吹起两秒钟。如果测到的酒精含量低于标准值，他会立即解锁，汽车才能顺利起动。如若不然，亮起红灯，锁棒便不能收起来，汽车将无法起动。现阶段，我国正在致力于开发监控预警技术，他主要是监测汽车环境和驾驶员此时驾车状态，能够判别驾驶员异常驾驶的行为，并对此时驾驶员的行为发出警报。通过研究驾驶员的驾驶习惯，发现驾驶员的异常驾驶状态，形成对驾驶员的行为实时报价检测，从而可以有效避免交通事故的发生，营造和谐社会。我国长期致力于隧道窑的自动化研究，目前已经取得了很大的进步，但是现阶段的生产水平和工艺技术还没办法达到全过程自动化。我相信随着科技的不断进步，人们在对隧道窑自动化生产过程的研究会更进一步，对于该系统的研究也会更加成熟、完善，最终实现对隧道窑压力和温度制度合理控制，能够使整个系统真正达到完善、稳定。
1.2.2 国外发展现状
由于酒后驾车事故屡禁不止，一些国外发达国家最早意识到这一问题，并且很早就开始研究防止酒后驾车的方法。1955年4月16日，在意大利第一次生产使用世界上第一台酒驾呼吸测试仪，该仪器可以直接测试，并且能够成功测试出驾驶员呼出气体中的酒精浓度含量，同时将其显示在屏幕上。目前，许多欧美国家如法国、西班牙、瑞典、英国、德国等，通常选用在交通事故发生地，并由交警随身携带酒精浓度测试仪，对驾驶员呼出气体中的酒精含量进行快速检测，并根据测试结果给驾驶员给予处罚。为了能够帮助驾驶员自主测试自己是否酒后驾驶，国外很多国家都正在研究防止酒后驾车的办法。以下是一些介绍：
美国某大学生理学家霍尔瓦特设计了一款名为高智能座驾的系统，该车上实时监控系统，它是由高清摄影机、传感器和电脑分析仪组成。通过传感器检测驾驶员驾驶动作和摄影机实时拍摄驾驶员眼球活动情况，经过电脑分析仪集中起来进行分析处理，并将这些信息与正常值比较，判断驾驶员头脑是否清晰。根据司机观察行车方向的长短，判定驾驶员的醉酒状态。
意大利将酒精检测MEMS 传感器安装到车上，即方向盘的中间位置，酒精检测 MEMS 传感器将元件安装在在直径 8mm 的外壳内，同时将信号处理电路等一起嵌入方向盘内，由此该传感器便可检测出驾驶员呼出气体中的酒精浓度。
瑞典绅宝使用检测酒精浓度功能的钥匙组件“Alcokey”，在汽车遥控装置内安装酒精检测仪，当驾驶员按下汽车钥匙的时候，同时酒精检测器开始工作。该检测器测试方法为：通过检测驾驶员呼出气体的酒精浓度，判断驾驶员是否为酒后驾车。近期法国某汽车公司推出车载防酒驾测试系统，它是将无线设备与测试仪连接，通过测试驾驶员呼出气体的酒精浓度，来反映驾驶员血液中酒精浓度的含量，并反馈给系统，系统并对此产生判断，做出动作。
日产设计的防酒驾系统为 Carwings 的车载蓝牙综合安全系统，该套系统主要是把酒精检测仪器安装在换挡上，主要通过司机眼睛眨眼情况判断驾驶员的清醒程度，并对当前驾驶情况做出合理分析，系统做出相应命令，起到防止酒驾的作用。
1 绪论 1
1.1 课题研究背景及意义 1
1.2 国内外发展现状 1
1.3 课题研究的主要内容 3
2 总设计方案 4
2.1 防酒驾系统设计要求 4
2.2 工作原理 4
2.3 系统组成 5
2.4 防酒驾系统测试仪设计方案 5
3 硬件设计 6
3.1 硬件结构 6
3.2 传感器的选择 6
3.3 A/D转换电路 8
3.4 89C51单片机系统 11
3.5 LCD1602液晶显示电路 15
3.6 键盘电路 17
3.7 报警电路 17
4 软件设计 19
4.1 软件介绍 19
4.2 主程序框图 20
5 测试结果 21
5.1 调试 22
结论 24
致谢 25
参考文献 26
附录 27
1 绪论
1.1 课题研究背景及意义
随着人类物质生活的日益改善，社会的不断进步，经济的快速发展，使人们对生活品质的要求越来越高，这也导致了人们对汽车的需求越来越大，基本上每户家庭都会拥有一部汽车，同样的，汽车数量的增加也导致了许多交通事故的发生，而其中很大的一部分是由酒后驾驶导致的交通事故。同时我国人民的酒文化源远流长，每逢节假日酗酒驾驶的现象越发严重，如果不加以控制这种现象，后果将不堪设想。尤其是在2011年5月1日《道路交通安全法》颁布后，酒后驾车将追求驾驶员刑事责任。迫切需要控制酒后驾车的现象，国家 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3_5_1_9_1_6_0_7_2
政府部门尤其应该重视该问题。所以防酒驾系统的设计是从根本上解决这个问题。它的原理是对驾驶员呼出气体的酒精浓度进行检测监控然后采取的避险措施。
饮酒后驾驶汽车会导致各种危害。首先，在感官上触觉明显降低。酗酒后驾驶车辆，因为酒精具有麻醉作用，会麻痹人的神经和感官，很容易造成方向盘，刹车，油门失控。其次，人的判断能力和操控能力也会有所下降。喝酒后，人们对于声音和光的反应低于正常人，大脑做出反应的时间也明显变长，人体自身的感官和手脚协调能力下降，这就导致驾驶员无法正确识别车辆行驶速度，车距等信息。然后，酒后驾驶导致视觉模糊。喝酒后很容易造成视力下降，视像不稳定，辨色能力下降，造成驾驶员无法正常辨别交通信号，导致错误行车。最后，情绪激动。人在酒精的作用下，会高估自己的能力，对周围人的劝告常不予理睬，很容易干一些力所不及的事情。
对于以上现象，虽然国家法律法规明确规定禁止酒后驾车，但是介于中国的传统文化中的饮酒观念，这种情况还是屡禁不止，为了更好的控制此类情况，让驾驶员有一个安全的驾驶环境，研究一种防酒驾系统是非常必要的，从外界入手，实时监测驾驶员的行车安全，从而有效降低交通事故的发生率。
1.2 国内外发展现状
1.2.1 国内发展现状
随着人们物质文化生活的日益改善，社会经济建设的快速发展，越来越多的人能够买得起车，但同时也造成了许多危害。尤其是酒后驾驶。虽然我国颁布了严禁酒后驾驶的法律法规，但是这无法从根本上解决不问题，还是有很多人受到传统饮酒文化的影响，节假日都会喝酒，这就造成了酒后驾驶屡禁不止。
最近几年，我们国家也正在研究用科学技术来控制酒后驾车的这种行为。青岛盛源达电子科技有限公司最新研究开发、投入生产的“汽车酒后控驾防盗器”是国内新型高新技术。具有酒后报警控制驾驶和高级防盗双重功能，该技术已申请国家专利。汽车酒后控驾防盗器是具有高级防盗功能，是一款防止汽车酒驾的预防和检测设备。在汽车上安装该控制器后，驾驶员需要先进行吹起才可以启动汽车，当系统检测到呼出气体高于国家标准时，系统可以自动断开点火开关并报警，能有效地防止酒后驾车。如果将该设备从车上取下，即使有钥匙汽车也无法启动，这也为汽车加了一层保险，有效的防止汽车被盗。
现阶段我国在防酒驾系统上的研究还是很少，深圳某公司发明了一种能够有效防止这种情况的钥匙，名字为i-key。该钥匙将传感器、信息远距离处理等技术融入在车钥匙上，单单研究其外表，它只是多了一条锁链。具体运用时，驾驶员要先按下上面的开始按钮，等待绿色灯亮之后，向该气孔吹起两秒钟。如果测到的酒精含量低于标准值，他会立即解锁，汽车才能顺利起动。如若不然，亮起红灯，锁棒便不能收起来，汽车将无法起动。现阶段，我国正在致力于开发监控预警技术，他主要是监测汽车环境和驾驶员此时驾车状态，能够判别驾驶员异常驾驶的行为，并对此时驾驶员的行为发出警报。通过研究驾驶员的驾驶习惯，发现驾驶员的异常驾驶状态，形成对驾驶员的行为实时报价检测，从而可以有效避免交通事故的发生，营造和谐社会。我国长期致力于隧道窑的自动化研究，目前已经取得了很大的进步，但是现阶段的生产水平和工艺技术还没办法达到全过程自动化。我相信随着科技的不断进步，人们在对隧道窑自动化生产过程的研究会更进一步，对于该系统的研究也会更加成熟、完善，最终实现对隧道窑压力和温度制度合理控制，能够使整个系统真正达到完善、稳定。
1.2.2 国外发展现状
由于酒后驾车事故屡禁不止，一些国外发达国家最早意识到这一问题，并且很早就开始研究防止酒后驾车的方法。1955年4月16日，在意大利第一次生产使用世界上第一台酒驾呼吸测试仪，该仪器可以直接测试，并且能够成功测试出驾驶员呼出气体中的酒精浓度含量，同时将其显示在屏幕上。目前，许多欧美国家如法国、西班牙、瑞典、英国、德国等，通常选用在交通事故发生地，并由交警随身携带酒精浓度测试仪，对驾驶员呼出气体中的酒精含量进行快速检测，并根据测试结果给驾驶员给予处罚。为了能够帮助驾驶员自主测试自己是否酒后驾驶，国外很多国家都正在研究防止酒后驾车的办法。以下是一些介绍：
美国某大学生理学家霍尔瓦特设计了一款名为高智能座驾的系统，该车上实时监控系统，它是由高清摄影机、传感器和电脑分析仪组成。通过传感器检测驾驶员驾驶动作和摄影机实时拍摄驾驶员眼球活动情况，经过电脑分析仪集中起来进行分析处理，并将这些信息与正常值比较，判断驾驶员头脑是否清晰。根据司机观察行车方向的长短，判定驾驶员的醉酒状态。
意大利将酒精检测MEMS 传感器安装到车上，即方向盘的中间位置，酒精检测 MEMS 传感器将元件安装在在直径 8mm 的外壳内，同时将信号处理电路等一起嵌入方向盘内，由此该传感器便可检测出驾驶员呼出气体中的酒精浓度。
瑞典绅宝使用检测酒精浓度功能的钥匙组件“Alcokey”，在汽车遥控装置内安装酒精检测仪，当驾驶员按下汽车钥匙的时候，同时酒精检测器开始工作。该检测器测试方法为：通过检测驾驶员呼出气体的酒精浓度，判断驾驶员是否为酒后驾车。近期法国某汽车公司推出车载防酒驾测试系统，它是将无线设备与测试仪连接，通过测试驾驶员呼出气体的酒精浓度，来反映驾驶员血液中酒精浓度的含量，并反馈给系统，系统并对此产生判断，做出动作。
日产设计的防酒驾系统为 Carwings 的车载蓝牙综合安全系统，该套系统主要是把酒精检测仪器安装在换挡上，主要通过司机眼睛眨眼情况判断驾驶员的清醒程度，并对当前驾驶情况做出合理分析，系统做出相应命令，起到防止酒驾的作用。
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