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酒精測(cè)試儀畢業(yè)設(shè)計(jì)哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 摘要酒后駕車(chē)造成交通事故不計(jì)其數(shù)，帶來(lái)很大危害。各國(guó)都在采取各種方 法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題，但最終沒(méi)有找到一個(gè)很好的解決方法。 酒后駕車(chē)控制器就是因此而設(shè)計(jì)的。在這之前，同類產(chǎn)品國(guó)內(nèi)外已有， 但都因?yàn)槌杀?、可靠性、方便性等原因沒(méi)有得到推廣。 本設(shè)計(jì)就是在前人基礎(chǔ)上，使其有效、可靠的控制酒后駕車(chē)，并將完善 其他功能。最終目的是使它能夠得到廣泛應(yīng)用，最大限度的限制和杜絕酒后 駕車(chē)現(xiàn)象。 設(shè)計(jì)采用半導(dǎo)體酒精探頭，其特點(diǎn)是靈敏度高、穩(wěn)定、可靠；控制器采 89C2051單片機(jī)，其具有體積小、功耗低和帶有電位比較器；設(shè)計(jì)上采 用發(fā)射和接收分離的無(wú)線傳輸技術(shù)，使其設(shè)備體積小、使用方便、易操作、 易安裝等特點(diǎn)。此外發(fā)射端發(fā)送信息碼，接收端檢驗(yàn)接收碼正確性，從而增 加了電子鎖的功能；整體來(lái)說(shuō)，該設(shè)計(jì)有成本低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、易 于使用的特點(diǎn)，將會(huì)成為汽車(chē)上不可或缺的安全工具。 關(guān)鍵詞 酒后駕車(chē)控制器；酒精探頭；89C2051；無(wú)線傳輸技術(shù)；信息碼； 電子鎖 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） AbstractCausing trafficaccident carafter drinking, bring endangergreatly. Various countries takingvarious kinds verygood solution finally. designedbecause driveafter drinking. Before likeproducts have both cost,dependability helpingetc. makeits effective reliablecontrol drive after drinking originallydesign, perfectother functions. finalpurpose usedwidely, maximum restriction driveafter drinking. Designing seETonductoralcohol sensor, its characteristic controlleradopts 89C2051 one-chip computer, hassmall lowpower dissipation havingelectric potential comparators; Adopt launching wirelesstransmission technology separated makeits equipment small additionlaunch informationyard receiveone yard exactness,thus functionincreasing electron locking; Come wholly lowcosts simplestructure, toolwhich indispensable Keywordsdrive controllerafter drinking alcohol sensor 89C2051 wireless transmission technology information yard electronlocking 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 目錄摘要 1.1課題背景 1.2目前采取方法 1.2.1呼氣酒精測(cè)試 1.2.2高智能汽車(chē) 1.2.3駕駛員酒后開(kāi)車(chē)控制器 1.3設(shè)計(jì)要求 2.1設(shè)計(jì)方案選擇 2.2采用方案 2.2.1發(fā)射部分 2.2.2接收部分 2.2.3整體設(shè)計(jì)過(guò)程 2.3可行性分析 102.4 本章小結(jié) 123.1 發(fā)射部分 123.1.1 89C2051 單片機(jī) 123.1.2 酒精含量檢測(cè)模塊 133.1.3 吹氣判斷模塊 173.1.4 指示燈模塊 183.1.5 發(fā)射裝置模塊 183.1.6 發(fā)射總體部分 193.2 接收部分 203.2.1 接收裝置模塊 203.2.2 報(bào)警語(yǔ)音模塊 223.2.3 穩(wěn)壓降壓模塊 223.2.4 執(zhí)行模塊 23哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 3.2.5接收總體部分 243.3 本章小結(jié) 264.1 單片機(jī)理論說(shuō)明 264.1.1 中斷系統(tǒng) 264.1.2 定時(shí)/計(jì)數(shù)器 284.1.3 串行口 294.2 程序流程圖 314.2.1 發(fā)射部分程序流程圖 314.2.2 接收部分程序流程圖 354.3 本章小結(jié) 405.1 安裝調(diào)試過(guò)程 405.2 調(diào)試方法 415.2.1 硬件調(diào)試 415.2.2 軟件調(diào)試 415.3 本設(shè)計(jì)具體調(diào)試用例 415.3.1 黃燈忽亮忽滅 415.3.2 語(yǔ)音電路的喇叭不響 425.3.3 接收部分不工作 425.4 本章小結(jié) 42結(jié)論 43致謝 44參考文獻(xiàn) 45附錄1 中文譯文 46附錄2 外文文獻(xiàn) 55哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 緒論1.1 課題背景 交通事故已成為對(duì)人類生命安全威協(xié)最大的“第一公害”。

全球每年有 50 萬(wàn)人因車(chē)禍喪生。引起交通事故的基本因素有人、車(chē)、路、環(huán)境與管理 等,其中駕駛員本身因素占 70%。而酒后駕車(chē)是駕駛員駕駛事故重要因素之 一。世界各國(guó)統(tǒng)計(jì),30%～50%的交通事故由飲酒后駕車(chē)所至。我國(guó)交通部門(mén) 報(bào)道,酒后駕車(chē)的交通事故率比平常人高出至少5～6 倍。在1989～1990 萬(wàn)余起。我國(guó)交通法規(guī)規(guī)定：禁止酒后駕車(chē)。在我們的調(diào)查中,駕駛員承認(rèn)有酒后駕車(chē)者達(dá) 11.99%, 且有2.43%的駕駛員經(jīng)常酒后駕車(chē)。酒后駕車(chē)與車(chē)禍的關(guān)系是無(wú)可辯駁的。 美國(guó)近46%的交通事故與酒精有關(guān),且酒后駕車(chē)是美國(guó)車(chē)禍的三種主要危險(xiǎn) 因素之一。聯(lián)邦德國(guó)有 70%的交通事故與酒后開(kāi)車(chē)有關(guān)。美、日等國(guó)的研究 表明,血液中酒精濃度為0.03%、0.09%、0.15%時(shí),駕駛能力分別可下10%、 25%、30%。飲酒可致駕駛員視覺(jué)功能、觸覺(jué)敏感度、判斷能力、注意力等下 降,從而致交通事故的發(fā)生。目前，我國(guó)對(duì)于酒后駕車(chē)行為的監(jiān)控主要采取 出動(dòng)警力，定期抽查的方式。但由于人員有限等原因，管理仍存在一定的難 度。交管部門(mén)對(duì)此也非?？鄲?。由于酒后駕車(chē)的危害吹氣酒精檢測(cè)儀，交管部門(mén)加大處罰力 度?，F(xiàn)在一經(jīng)查出是酒后駕駛的，即使只喝了一小口，將處以 50 元罰款， 吊扣駕駛證3 個(gè)月，記6 分；發(fā)現(xiàn)是醉酒駕駛的，將處以 200 元罰款，吊扣 駕駛證6—12 個(gè)月，記12 分以及行政拘留 15 天。

酒后駕車(chē)造成死亡 重傷3人以上的，將處以3 年以上、7 年以下有期徒刑。需要注意的是，乘 車(chē)人若明知駕駛?cè)藛T飲酒了卻依然乘坐，那么乘車(chē)者也將被處以警告或 10 元以上30 元以下罰款。在英國(guó)，酒后駕車(chē)等于失去工作。因?yàn)樗麄兩习嗟?主要的交通工具就是汽車(chē)。 酒后駕車(chē)造成的交通事故對(duì)國(guó)家、他人、自己產(chǎn)生了難以估計(jì)的后果。 為了減少這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，世界各國(guó)都在想辦法來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 1.2目前采取方法 1.2.1 呼氣酒精測(cè)試 目前全世界幾乎所有國(guó)家都采用呼氣酒精測(cè)試儀對(duì)駕駛?cè)藛T進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢 測(cè)，以確定被測(cè)量者是否是酒后駕駛。主要有燃料電池型呼氣酒精測(cè)試儀和 半導(dǎo)體型呼氣酒精測(cè)試儀?？梢詫?duì)氣體中酒精含量進(jìn)行檢測(cè)的設(shè)備有五種基 本類型，即：燃料電池型（電化學(xué)）、半導(dǎo)體型、紅外線型、氣體色譜分析 型、比色型。但由于價(jià)格和使用方便的原因，目前常用的只有燃料電池型 （電化學(xué)型）和半導(dǎo)體型兩種。這兩種能夠制造成便攜型呼氣酒精測(cè)試器， 適合于現(xiàn)場(chǎng)使用半導(dǎo)體型采用氧化錫半導(dǎo)體作為傳感器，這類半導(dǎo)體器件具 有氣敏特性，當(dāng)接觸的氣體中其敏感的氣體濃度增加，對(duì)外呈現(xiàn)的電阻值就 降低。

這種半導(dǎo)體在不同工作溫度時(shí)，對(duì)不同的氣體敏感程度是不同的，因 此半導(dǎo)體型呼氣酒精測(cè)試儀中都采用加熱元件，把傳感器加熱到一定的溫 度，該傳感器對(duì)酒精具有最高的敏感度。燃料電池型呼氣酒精測(cè)試儀采用燃 料電池酒精傳感器作為氣敏元件，它屬于電化學(xué)類型，因此又稱為電化學(xué) 型。燃料電池是當(dāng)前全世界都在廣泛研究的環(huán)保型能源，它可以直接把可燃 氣體轉(zhuǎn)變成電能，而不產(chǎn)生污染，酒精傳感器只是燃料電池的一個(gè)分支。燃 料電池酒精傳感器采用貴金屬白金作為電極，在燃燒室內(nèi)充滿特種催化劑， 使進(jìn)入燃燒室內(nèi)的酒精充分燃燒轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，也就是在兩個(gè)電極上產(chǎn)生電 壓，電能消耗在外接負(fù)載上氫氣檢測(cè)儀，此電壓與進(jìn)入燃燒室內(nèi)氣體的酒精濃度成正 比。與半導(dǎo)體型相比，燃料電池型呼氣酒精測(cè)試儀具有穩(wěn)定性好，精度高， 抗干擾性好的優(yōu)點(diǎn)。但是由于燃料電池酒精傳感器的結(jié)構(gòu)要求非常精密，制 造難度相當(dāng)大，目前只有美國(guó)、英國(guó)、德國(guó)等少數(shù)幾個(gè)國(guó)家能夠生產(chǎn)，加上 材料成本高，因此價(jià)格相當(dāng)昂貴，是半導(dǎo)體酒精傳感器的幾十倍。半導(dǎo)體型 酒精測(cè)試儀的最大優(yōu)點(diǎn)是價(jià)格低廉，只有燃料電池型的幾分之一，但性能遠(yuǎn) 比燃料電池差，所以通常用在自我檢測(cè)或一般性測(cè)試。對(duì)于作為執(zhí)法或者處 罰依據(jù)的人體酒精含量檢測(cè)，就應(yīng)該使用燃料電池型酒精測(cè)試儀。

1.2.2 高智能汽車(chē) 據(jù)報(bào)道，英國(guó)最近發(fā)明了一種高智能汽車(chē)，可以自動(dòng)拒絕司機(jī)酒后駕 駛。這款嶄新設(shè)計(jì)的高智能坐騎，裝有一套名為“個(gè)人警察”的監(jiān)察系統(tǒng)， 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 由紅外線攝像機(jī)、感應(yīng)器和帶有電腦分析功能的“小黑箱”組成。“小黑箱”會(huì)把攝像機(jī)錄制的司機(jī)眼球活動(dòng)情況以及感應(yīng)器偵察到的方向盤(pán)扭轉(zhuǎn)動(dòng) 作集中起來(lái)進(jìn)行分析。若司機(jī)是在頭腦清醒的情況下駕車(chē)，通常在扭動(dòng)方向 盤(pán)之前，會(huì)先審視一下行車(chē)方向。司機(jī)喝得愈醉，審視的時(shí)間愈短?！皞€(gè)人 警察”系統(tǒng)將根據(jù)司機(jī)審視時(shí)間的長(zhǎng)短，來(lái)判定司機(jī)的醉酒程度，決定是否 響起警鈴，或使汽車(chē)無(wú)法啟動(dòng)。 1.2.3 駕駛員酒后開(kāi)車(chē)控制器 市面上存在很多這種儀器。主要通過(guò)吹氣，酒精檢測(cè)設(shè)備檢測(cè)酒精含 量，若含量超標(biāo)切斷汽車(chē)點(diǎn)火器，使其無(wú)法開(kāi)動(dòng)，以達(dá)到控制作用。但是其 中總存在一些弊端。如可靠性、實(shí)用性、成本等因素而沒(méi)有得到推廣。 1.3 設(shè)計(jì)要求 目前市場(chǎng)上有多種警用酒精測(cè)試儀，隨著技術(shù)的發(fā)展功能越來(lái)越多、靈 敏度越來(lái)越高，它能協(xié)助交警定點(diǎn)抽查駕駛員是否飲酒,但實(shí)施面太窄,為給 交通管理部門(mén)提供科學(xué)的管理手段,提出了酒后駕車(chē)控制器。 設(shè)計(jì)要求： 安裝在汽車(chē)上，不用交警和其他人員就能判斷司機(jī)是否酒后駕車(chē)，以確保了司機(jī)的安全，又減少了交警等人員的工作量。

能夠檢測(cè)到酒精含量是否超標(biāo)，超標(biāo)則切斷點(diǎn)火器，使汽車(chē)無(wú)法開(kāi)動(dòng)，以達(dá)到控制酒后駕車(chē)。 實(shí)現(xiàn)和使用方法簡(jiǎn)單、可靠性強(qiáng)、易推廣等特點(diǎn)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 方案設(shè)計(jì)2.1 設(shè)計(jì)方案選擇 對(duì)酒后駕車(chē)控制，存在的可設(shè)計(jì)方案很多，并且能實(shí)現(xiàn)其他附加功能。 但鑒于成本、可靠性、實(shí)用性等因素考慮，提出以下幾種方案。 方案一：智能監(jiān)控器。駕駛員一旦飲酒，其呼出的乙醇?xì)怏w被捕捉到， 監(jiān)控器立即作出反應(yīng)，其功能有:顯示被測(cè)對(duì)象的乙醇濃度；振蕩式聲、光 報(bào)警；累計(jì)記錄駕駛員酒后開(kāi)車(chē)的次數(shù)；由控制開(kāi)關(guān)強(qiáng)行切斷汽車(chē)點(diǎn)火裝置 的驅(qū)動(dòng)電源。設(shè)計(jì)圖如圖 2-1 所示：顯示一：該顯示窗共有 位顯示，采用數(shù)碼管直接顯示當(dāng)前時(shí)刻駕駛員呼出的氣體中乙醇?xì)怏w的含量，因酒敏元件 本身存在一定的非線性，監(jiān)控器采用軟件處理后，顯示較為準(zhǔn)確。顯示二： 該顯示窗也有4 位，它實(shí)際上是累計(jì)記錄駕駛員酒后開(kāi)車(chē)的次數(shù)，因?yàn)槭抢?計(jì)數(shù)，所以不能采用汽車(chē)電瓶作為其電源，于是單獨(dú)采用了帶有計(jì)算功能的 電子表作為顯示記錄器。靜態(tài)時(shí),記錄器的正、負(fù)端之間的電壓很低(約 60mV)，它被鎖住在一個(gè)記錄狀態(tài)，監(jiān)控器在報(bào)警的同時(shí)，產(chǎn)生一個(gè)尖脈沖 信號(hào)天然氣檢測(cè)儀，記錄器自動(dòng)加 1。

為避免記錄器受電路其它部分的影響，中間接有 光、電隔離管。于是交通管理部門(mén)可定期通過(guò)“顯示”對(duì)駕駛員酒后開(kāi)車(chē)情 況進(jìn)行檢查。報(bào)警：所接收到的乙醇信號(hào)達(dá)到報(bào)警點(diǎn)時(shí)，監(jiān)控器經(jīng)軟件處理 后，立即控制紅、綠發(fā)光二極管交替閃爍，作出光報(bào)警信號(hào)(靜態(tài)時(shí)，僅有 綠燈恒亮，作為電源指示)，同時(shí)，由外接晶振斷續(xù)發(fā)出聲音報(bào)警信號(hào)?？?制：由于種種原因，有些駕駛員飲酒后仍會(huì)強(qiáng)行開(kāi)車(chē)，這樣很容易造成事 故。為此，在充電電瓶(DC12V)與點(diǎn)火裝置之間，設(shè)計(jì)了一繼電器開(kāi)關(guān)。一 旦駕駛員酒后強(qiáng)行開(kāi)車(chē)，監(jiān)控器則切斷點(diǎn)火裝置的電源，禁止汽車(chē)啟動(dòng)或運(yùn) 行，此時(shí)汽車(chē)可能會(huì)停止在交通要道上，為避免交通堵塞，監(jiān)控器報(bào)警后延 20s，再發(fā)控制信號(hào)，而待報(bào)警解除后5s 內(nèi)控制信號(hào)即消失，汽車(chē)便可 重新啟動(dòng)。該監(jiān)控器僅適用于有駕駛室的汽油車(chē)，不適用于摩托車(chē)，對(duì)于柴 油車(chē)，僅有顯示、報(bào)警和記錄功能，沒(méi)有控制功能。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖2-1方案一設(shè)計(jì)圖 方案二：汽車(chē)智能控制。此設(shè)計(jì)是對(duì)駕駛員駕車(chē)進(jìn)行全面控制。酒后駕 車(chē)是其中一部分。此設(shè)計(jì)將駕駛員和交管部門(mén)構(gòu)成一個(gè)系統(tǒng)。交管部門(mén)紀(jì)錄 駕駛員詳細(xì)資料；之后將駕駛證轉(zhuǎn)變?yōu)榕c IC 卡類似的電子駕照。

卡內(nèi)存有 駕駛員的姓名、身份證號(hào)碼、允許駕駛的車(chē)輛類型、每年考核的情況、違章 紀(jì)錄等內(nèi)容；最后在汽車(chē)上安裝無(wú)線通訊設(shè)備。汽車(chē)將和交通部門(mén)設(shè)置的管 理系統(tǒng)形成一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)。駕駛員開(kāi)車(chē)時(shí)，先要插入正確的電子駕照，卡內(nèi) 的信息通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)傳到交通部門(mén)的管理系統(tǒng)。交通部門(mén)將檢查其信息是否 正確、有沒(méi)有違章行為、酒后駕車(chē)的次數(shù)是否超過(guò)一定數(shù)目，如這些信息都 達(dá)到安全行車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)才能啟動(dòng)。行駛時(shí)，安裝在汽車(chē)上的檢測(cè)空氣中酒精含 量系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)啟動(dòng)，開(kāi)始檢測(cè)。若發(fā)現(xiàn)駕駛員是酒后駕車(chē)，汽車(chē)會(huì)發(fā)聲，提 醒駕駛員不能開(kāi)車(chē)，汽車(chē)自動(dòng)熄滅。如果汽車(chē)再次啟動(dòng)，智能控制系統(tǒng)會(huì)再 次作出提示，自動(dòng)熄滅。如果駕駛員連續(xù)三次啟動(dòng)，系統(tǒng)將會(huì)將其信息傳到 交通管理系統(tǒng)，交通部門(mén)將會(huì)通知附近交警迅速趕到事發(fā)地，對(duì)酒后駕車(chē)者 進(jìn)行相應(yīng)處理。如送到醫(yī)院等。除外，電子駕照上還會(huì)增加酒后駕車(chē)的次 數(shù)，當(dāng)次數(shù)超過(guò)一定規(guī)定將會(huì)在很長(zhǎng)一段時(shí)間不能駕車(chē)，接受管理部門(mén)教 方案三：采用駕駛員主動(dòng)吹氣方法，進(jìn)行判斷駕駛員是否是酒后開(kāi)車(chē)。方案設(shè)計(jì)圖如 2-2 所示：這個(gè)裝置放在駕駛室司機(jī)右手位置，當(dāng)司機(jī)發(fā)動(dòng)汽 車(chē)時(shí)，報(bào)警裝置將會(huì)響起，提醒你使用酒精控制器。

酒精控制器一般要加熱 分鐘左右，該設(shè)備綠燈會(huì)亮，說(shuō)明可以吹氣。向酒精探頭吹氣，必須發(fā)哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 出聲音，這樣才能保證測(cè)試準(zhǔn)確。話筒作用判斷是否吹氣。當(dāng)吹氣確認(rèn)后，發(fā)送到單片機(jī)，開(kāi)始對(duì)氣體信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。酒精含量和電壓信號(hào)有一定關(guān)系 ——含量越高，電壓越高；溫度越高，靈敏度越高。檢測(cè)信號(hào)經(jīng)過(guò)了放大、 檢波電路，進(jìn)行信號(hào)放大和對(duì)噪聲的過(guò)濾。之后，通過(guò) 電路轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，由單片機(jī)對(duì)此信號(hào)進(jìn)行處理判斷，假設(shè)酒精含量沒(méi)有超標(biāo)，指示燈 亮起，可以啟動(dòng)汽車(chē)，繼電器不起作用，酒精控制器停止工作。反之，超標(biāo) 指示燈亮起，報(bào)警裝置同時(shí)響起，說(shuō)明不能行駛，若司機(jī)強(qiáng)行啟動(dòng)，單片機(jī) 開(kāi)始控制繼電器，30 秒后繼電器開(kāi)關(guān)切斷點(diǎn)火裝置電源，汽車(chē)無(wú)法行駛， 從而實(shí)現(xiàn)酒后控制駕車(chē)行駛的功能。 圖2-2方案三設(shè)計(jì)圖 優(yōu)缺點(diǎn)比較： 方案一優(yōu)缺點(diǎn)：智能化，自動(dòng)檢測(cè)到駕駛員呼氣體酒精含量。若駕駛員 強(qiáng)行開(kāi)車(chē)，自動(dòng)切斷點(diǎn)火裝置電源使車(chē)無(wú)法啟動(dòng)或行駛。但由于車(chē)內(nèi)除了駕 駛員還有乘客，乘客呼出的氣體對(duì)檢測(cè)裝置干擾。這種方法可靠性不強(qiáng)。 方案二優(yōu)缺點(diǎn)：采用電子駕照而系統(tǒng)化。有利于對(duì)駕駛員進(jìn)行管理。此 外每個(gè)人的電子駕照不同，發(fā)動(dòng)汽車(chē)時(shí)，必須插入，具用防盜功能。

但是空 氣中的干擾很多，檢測(cè)不準(zhǔn)確，并且建立這么大的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)人力物力投入很 大，實(shí)現(xiàn)困難。 方案三優(yōu)缺點(diǎn)；設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，有效可靠實(shí)現(xiàn)酒后駕車(chē)控制。但司機(jī)需主動(dòng) 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 進(jìn)行檢測(cè)，不夠智能化。根據(jù)以上方案的優(yōu)缺點(diǎn)比較、設(shè)計(jì)的要求及實(shí)際情況，采用方案三為基 礎(chǔ)進(jìn)行設(shè)計(jì)。 2.2 采用方案 該裝置設(shè)計(jì)分兩個(gè)部分：發(fā)射部分和接收部分。 2.2.1 發(fā)射部分 發(fā)射部分主要是檢測(cè)酒精含量，判斷是否含量超標(biāo)，向接收部分發(fā)出信 號(hào)。圖2-3 是其結(jié)構(gòu)框圖。將其分幾個(gè)模塊介紹。 酒精含量檢測(cè)：吹氣時(shí)，根據(jù)氣體中酒精含量不同，酒精探頭輸出的電壓也發(fā)生明顯變化。電壓隨酒精含量的升高而增大。當(dāng)電壓增到一定的 值時(shí)，說(shuō)明酒精含量超標(biāo)，反之不超標(biāo)。將輸出電壓送到單片機(jī)進(jìn)行判斷， 檢測(cè)駕駛員呼出氣體中酒精含量是否超標(biāo)。 吹氣判斷：話筒判斷駕駛員是否吹氣。若無(wú)話筒，駕駛員不吹氣，酒精探頭無(wú)法判斷駕駛員是否吹氣而檢測(cè)不到呼出氣體中的酒精含量，而做 出錯(cuò)誤判斷。使用話筒吹氣時(shí)，話筒必產(chǎn)生一個(gè)脈沖信號(hào)，單片機(jī)判斷駕駛 員吹氣，再檢測(cè)酒精探頭送來(lái)的信號(hào)。 指示燈：指示燈有紅綠黃三個(gè)。紅燈是電源指示燈，工作時(shí)亮；綠燈是吹氣提示燈，酒精探頭需要一定時(shí)間加熱，才能達(dá)到理想的靈敏度。

加 熱時(shí)間到，綠燈亮，表示可以吹氣；黃燈表示吹氣有效，當(dāng)黃燈不亮，表示 吹氣不充分，直到黃燈亮，單片機(jī)才開(kāi)始檢測(cè)酒精探頭送來(lái)的信號(hào)。 單片機(jī)：?jiǎn)纹瑱C(jī)用來(lái)判斷駕駛員是否吹氣，檢測(cè)氣體中的酒精含量是否超標(biāo)，并生成相應(yīng)的碼傳給發(fā)射設(shè)備。 發(fā)射設(shè)備：發(fā)射設(shè)備將單片機(jī)生成的信息碼調(diào)制后無(wú)線發(fā)送給接收部分。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖2-3酒后駕車(chē)控制器發(fā)射裝置 2.2.2 接收部分 接收部分主要是對(duì)收到的碼信號(hào)進(jìn)行判斷，做出相應(yīng)操作。收到錯(cuò)誤 碼，不做任何操作；收到超標(biāo)碼，報(bào)警音提示，點(diǎn)火裝置斷開(kāi)，汽車(chē)大燈 亮，喇叭響；收到不超標(biāo)碼，發(fā)出可行駛提示音，點(diǎn)火裝置打開(kāi)。圖 2-4 接收設(shè)備：接收發(fā)射部分的信號(hào)，調(diào)制后把碼送到單片機(jī)。 工作指示燈：開(kāi)電源后，工作指示燈亮表示接收部分開(kāi)始工作。 單片機(jī)：收到接收設(shè)備送來(lái)的碼，根據(jù)不同碼進(jìn)行不同操作。其 控制工作指示燈、繼電器、語(yǔ)音裝置。 繼電器：受單片機(jī)控制，相當(dāng)于開(kāi)關(guān)，控制點(diǎn)火裝置開(kāi)閉、車(chē)燈 報(bào)警語(yǔ)音裝置：當(dāng)酒精含量超標(biāo)，它發(fā)出警告音；當(dāng)不超標(biāo)，它 發(fā)出提示音。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖2-4酒后駕車(chē)控制器接收裝置 2.2.3 整體設(shè)計(jì)過(guò)程 2-5為總體設(shè)計(jì)圖，發(fā)射與接收是分離的。

發(fā)射器很小，駕駛員可隨 身攜帶，所需電源 5V。接收裝置固定裝在汽車(chē)上，與汽車(chē)上引出 12V 壓、點(diǎn)火裝置、大燈、喇叭相連。駕駛員在發(fā)動(dòng)汽車(chē)時(shí)，首先開(kāi)發(fā)射器，紅燈亮說(shuō)明發(fā)射器開(kāi)始工作；之后綠燈亮說(shuō)明酒精探頭溫度適宜，可以吹氣； 吹氣后（真正吹氣），黃燈亮，單片機(jī)判斷酒精含量是否超標(biāo)，生成的碼信 號(hào)由串口發(fā)給發(fā)射設(shè)備，其以無(wú)線電方式發(fā)給接收部分。接收設(shè)備收到后解 調(diào)為碼信號(hào)通過(guò)串口傳給單片機(jī)，其根據(jù)不同碼做出相應(yīng)操作。若超標(biāo)吹氣酒精檢測(cè)儀，報(bào) 警音提示、點(diǎn)火裝置斷開(kāi)、汽車(chē)大燈亮、喇叭響；反之發(fā)出行駛提示音、點(diǎn) 火裝置開(kāi)。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖2-5總體設(shè)計(jì)圖 2.3 可行性分析 采用這種設(shè)計(jì)方法主要是從以下角度考慮： 從零器件角度看：酒精探頭選用QM-J3 氣敏元件，是以復(fù)合金屬 氧化物為主體材料的 型半導(dǎo)體氣敏元件，當(dāng)元件接觸乙醇蒸汽時(shí)，其電導(dǎo)率隨氣體濃度增加而迅速升高。其對(duì)汽油蒸汽又抗干擾能力，靈敏度高， 響應(yīng)速度好，壽命長(zhǎng)，工作穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。發(fā)射設(shè)備選用 F04E 發(fā)射模 塊，接收設(shè)備選用配套 J04H 接收模塊。它是一種性價(jià)比較好的設(shè)備，靈敏 度高，發(fā)射距離 50 米以內(nèi)，低功耗。

單片機(jī)選用 89C2051 芯片。低功耗， 體積小，有兩個(gè)特殊引腳，可作電壓比較器直接使用。 從設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)上看：使用元件少，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單。 從設(shè)計(jì)要求上看：它滿足設(shè)計(jì)要求，有效可靠檢測(cè)駕駛員是否 酒后駕車(chē)。 從功能角度上看：它除了起到控制酒后駕車(chē)功能外，在傳輸碼 時(shí)，增加碼的個(gè)數(shù)。安裝在不同汽車(chē)上的設(shè)備，發(fā)送不同碼，這就要求發(fā)射 設(shè)備與接收設(shè)備必須一一對(duì)應(yīng)，這輛車(chē)的發(fā)射器用在其他車(chē)上就無(wú)效，這樣 控制器起到防盜鎖功能。 上述各個(gè)元件成本低、使用方便、安裝簡(jiǎn)單、易推廣。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 2.4本章小結(jié) 本章介紹了三種設(shè)計(jì)方案，比較了之間的優(yōu)缺點(diǎn)。根據(jù)實(shí)際情況、設(shè)計(jì) 要求，闡述自己最終設(shè)計(jì)方案。其中詳細(xì)介紹了本方案的結(jié)構(gòu)框圖，各模塊 的功能及大致工作過(guò)程，最后論證了此方案的可行性。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 硬件設(shè)計(jì)通過(guò)電路設(shè)計(jì)說(shuō)明控制器硬件方面的情況。 3.1 發(fā)射部分 3.1.1 89C2051 單片機(jī) 89C2051 單片機(jī)屬于 MCS-51 系列，功能介紹：2K 可擦寫(xiě)閃存，工作 電壓 2.7~6V，工作頻率 0~24MHZ，128BIT 內(nèi)部 RAM，15 時(shí)間計(jì)數(shù)器，6個(gè)中斷源吹氣酒精檢測(cè)儀，可編程串口通信，直接 LED 驅(qū)動(dòng)輸出。

它是低 壓、低功耗、高性能、體積小，只有 20 個(gè)引腳單片機(jī)，除了具有 51 系列單 片機(jī)通用功能外，還帶有模擬比較器。 單片機(jī)基本電路如圖 3-1 所示，P3 口除了作 口使用，帶有特殊功能。P3.0 TXD——串口輸出口，將單片機(jī)要傳信息由此口傳出；P3.2 INT——外部中 INT——外部中斷 1；P3.4 P1.1具有特殊功能。在芯片內(nèi)部有一個(gè)電壓比較器，對(duì)兩口輸 入的信息進(jìn)行比較，比較結(jié)果放在特殊寄存器中。XTAL1 為晶振放大輸入 和內(nèi)部時(shí)鐘運(yùn)行電路輸入。 XTAL2 為晶振放大輸出。它和外部晶振，電容 構(gòu)成了外部時(shí)鐘的電路。Reset 為復(fù)位輸入，它和外部電解電容，電阻構(gòu)成 了復(fù)位電路。當(dāng)此口置高兩個(gè)機(jī)器周期，單片機(jī)將置為初值。單片機(jī)的主要 功能將在下一章講述。 哈爾濱工業(yè)大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 圖3-1單片機(jī)基本電路 3.1.2 酒精含量檢測(cè)模塊 酒精探頭選用 QM-J3 氣敏元件，是以復(fù)合金屬氧化物為主體材料的

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