一種防醉駕系統的製作方法
2023-06-03 11:31:51
一種防醉駕系統的製作方法
【專利摘要】本發明公開了一種防醉駕系統，該系統設於汽車內，包括酒精探測儀、單片機、顯示器、GPS模塊、語音呼叫系統和報警器；所述單片機分別與酒精探測儀、顯示器、GPS模塊和報警器相連；所述語音呼叫系統和GPS模塊相連。本發明防醉駕系統能從根本上實現對酒後駕車的控制，具有性價比高，智能化程度高，工作穩定可靠的優點，在實際應用中具有很好的推廣價值。
【專利說明】一種防醉駕系統
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種防醉駕系統。
【背景技術】
[0002]酒後駕車的危害是不言而喻的，因喝酒會嚴重影響駕駛行為，增加駕駛過程中發生交通事故的機率。它可以使駕駛人觸覺能力降低、判斷能力和操作能力降低、產生視覺障礙、產生心理障礙和易疲勞等。因此導致的大量交通事故給人民生命財產帶來了嚴重危害，治理酒後駕車已經成為道路交通事故預防工作中的重點之一。根據公安部交通管理局提供的交通事故統計數據，酒後駕車交通違法行為近5年來平均每年導致交通事故1.09萬起，造成4054人死亡、1.16萬人受傷，是導致交通傷亡事故的重要誘因之一。通過對近5年來酒後駕車交通事故次數、傷亡人數的比較分析可以看到，平均每起酒後駕車交通事故造成
0.37人死亡、1.06人受傷，即大約每3起事故就有I人死亡事故嚴重程度位居各類交通事故首位。
[0003]慘痛的酒後駕車事故提醒人們必須加大科技應用，加大防止酒後駕車系統的研發應用，進一步推廣應用飲酒者駕車的設備和系統。目前，市場上警用酒精測試儀種類繁多、功能強大、靈敏度高，但是由於它沒有安裝在汽車內部，只能由交警人員來實施，因此並不能從根本上杜絕酒後駕車，酒後駕車事件仍時有發生。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是為了解決現有技術中存在的缺陷，提供一種能實時檢測駕駛員是否酒駕，並幫助及時尋找聯繫人進行代駕的系統。
[0005]為了達到上述目的，本發明提供了一種防醉駕系統，該系統設於汽車內，包括酒精探測儀、單片機、顯示器、GPS模塊、語音呼叫系統和報警器；所述單片機分別與酒精探測儀、顯示器、GPS模塊和報警器相連；所述語音呼叫系統和GPS模塊相連。
[0006]對本發明的進一步改進在於:所述防醉駕系統還包括控制繼電器；所述單片機通過所述控制繼電器與所述汽車的點火電路相連。
[0007]上述酒精探測儀包括酒精傳感器、信號調理放大電路和濾波電路；所述酒精傳感器依次通過信號調理放大電路、濾波電路與所述單片機相連。其中，酒精傳感器採用旁熱型半導體式酒精氣敏元件MQ3。
[0008]所述防醉駕系統還包括電源模塊和鍵盤控制模塊；所述電源模塊與所述單片機相連；所述鍵盤控制模塊與所述酒精探測儀相連。
[0009]其中，單片機採用Atmegal6單片機；顯示器採用SED1335圖形點陣IXD模塊；報警器採用蜂鳴器。
[0010]本發明防醉駕系統還包括指示燈；所述指示燈與所述單片機相連。
[0011]酒精探測儀為多個，分別與所述單片機相連。
[0012]本發明相比現有技術具有以下優點:利用酒精探測儀自動探測酒精濃度，通過單片機進行數據分析，發出醉酒超標信號，控制GPS模塊向語音呼叫模塊發送地點信息，同時控制語音呼叫模塊向聯繫人發送請求代駕信息，通知最近聯繫人過來幫助開車，從而大大降低了交通事故的發生率。本發明採用顯示器直觀顯示當前酒精濃度，通過報警器和指示燈提醒駕駛員醉酒超標勿酒後駕車；同時通過單片機發送醉酒超標信號，利用控制繼電器切斷汽車點火電路，使得駕駛員酒精含量超標後汽車無法啟動，從根本上控制酒後駕車。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明防醉駕系統的結構框圖；
圖2為本發明防醉駕系統的主控流程圖；
圖3為本發明車溫控制電路的電路圖；
圖4為圖1中控制繼電器的控制電路圖；
圖5為圖1中語音呼叫系統的電路圖；
圖6為圖1中鍵盤控制模塊的按鍵晶片結構示意圖；
圖7為圖1中鍵盤控制模塊的鍵盤控制電路圖。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖對本發明防醉駕系統進行詳細說明。
[0015]如圖1所示，本發明防醉駕系統設於汽車內，包括酒精探測儀、單片機、顯示器、GPS模塊、語音呼叫系統、電源模塊、鍵盤控制模塊、控制繼電器、指示燈和報警器。酒精探測儀可設有多個(可分別安裝在主駕駛車位的頭頂上、方向盤上、車門的邊上等)，包括酒精傳感器、信號調理放大電路和濾波電路。酒精傳感器依次通過信號調理放大電路、濾波電路與單片機相連。其中，酒精傳感器採用旁熱型半導體式酒精氣敏元件MQ3，單片機採用Atmegal6單片機。單片機分別與顯示器、GPS模塊、控制繼電器、電源模塊、指示燈和報警器相連。鍵盤控制模塊與酒精探測儀相連。語音呼叫系統和GPS模塊相連。其中，顯示器採用SED1335圖形點陣LCD模塊；報警器採用蜂鳴器。控制繼電器與汽車的點火電路相連。
[0016]單片機採用了由ATMEL公司研發出的新一代高性能、低功耗、高集成化的8位微處理器，具有先進的RISC結構，大多數指令的執行時間為單個時鐘周期增強型ATMEGA16單片機。它工作電壓4.5-5.5V，工作頻率0-16MHZ，支持JTAG埠仿真和編程，仿真效果比傳統仿真更真實有效。它的高度集成不但大大降低了故障率，而且在成本、體積、穩定性方面都有明顯優勢。
[0017]單片機工作於空閒模式時CPU停止工作，而USART、兩線接口、A/D轉換器、SRAM、T/C、SPI埠以及中斷系統繼續工作；掉電模式時晶體振蕩器停止振蕩，所有功能除了中斷和硬體復位之外都停止工作；在省電模式下，異步定時器繼續運行，允許用戶保持一個時間基準，而其餘功能模塊處於休眠狀態；ADC噪聲抑制模式時終止CPU和除了異步定時器與ADC以外所有I/O模塊的工作，以降低ADC轉換時的開關噪聲；Standby模式下只有晶體或諧振振蕩器運行，其餘功能模塊處於休眠狀態，使得器件只消耗極少的電流，同時具有快速啟動能力；擴展Standby模式下則允許振蕩器和異步定時器繼續工作。
[0018]電源模塊採用LM2576系列開關穩壓集成電路產生的5V直接為單片機供電，酒精探測儀等另配電源。[0019]酒精探測儀採用旁熱型半導體式酒精氣敏元件MQ3，探測範圍為10?lOOOppm。酒精探測儀由高精度酒精傳感器MQ3、信號調理放大電路、濾波電路和單片機中內置的12位ADC等組成，主要功能是檢測酒精含量，判斷其是否超標。信號調理放大電路採用將集成運算放大器LF347和集成模擬開關CD4066接成自動調零放大電路。此放大電路把寬範圍的輸入失調電壓等級和低失調電壓漂移、高輸入阻抗、極低的功耗以及高增益組合在一起，提供了很高的失調電壓穩定性。通過外圍電路的配置，可實現達30倍左右的信號放大，完全滿足對傳感器傳送過來的信號放大，便於ATmegaie單片機的A / D數據採集。
[0020]指示燈包括紅綠黃三個指示燈,紅燈是電源指示燈，工作時亮；綠燈是檢測提示燈，因為酒精探頭需要一定時間加熱，才能達到理想的靈敏度，加熱時間到，綠燈亮，表示可以進行濃度探測；黃燈為報警指示燈，黃燈不亮，表示可以行車；當黃燈亮時，表示酒精濃度超標，不可以駕駛，同時黃燈閃爍的頻率越高，酒精濃度越高。
[0021]顯示器選用的是廣州瑞通科技有限公司的SED1335圖形點陣IXD模塊，這是一款低功耗的點陣圖形式IXD，可以工作在3.3V供電的情況下，顯示格式為128 (列)X64 (行)，具有多功能指令，內部帶有中文字庫，既可以工作於串行方式又可以工作於並行方式，很容易與16位的單片機相連。本系統中與單片機的連接採用並行工作模式，以液晶顯示控制單片機晶片ATmegal6的異步串行通信端USART為外部數據或控制指令的輸入埠。
[0022]本發明採用了 GPS模塊作為開發平臺，當酒精檢測系統發出醉酒超標信號時，該模塊就會將所在地點的信息發到語音呼叫系統上。在平時無醉酒(飲酒)情況下，該模塊就充當GPS實時導航系統，為駕駛員提供必要的信息。該GPS模塊通過異步串行通信方式與單片機進行通信，在硬體連接上只需連接兩個信號線TXD、RXD和地線即可進行數據傳輸。串行通信採用較高的通信電壓±5?±15V，常採用±10V和±12V，而且為負邏輯電平，SP邏輯O電平規定為+5?+15V，邏輯I電平規定為-15?-5V，標準串行。口與TTL / CMOS電平之間經過電平轉換；
控制繼電器為控制系統，其輸出迴路為被控制系統。控制繼電器之可以能起控制作用，是當它的控制系統中輸入某種信號，例如電、磁、熱、光等物理量達到一定值時，能使被控制系統(又稱輸出迴路)的被控制量由零突變到一定值，或者由一定值突變到零，從而達到控制、保護、傳遞和轉換信息等作用。以小電流控制大電流，就是控制繼電器的特點。該控制繼電器受單片機I/O 口控制，相當於開關，通過繼電器控制點火電路的通斷、車溫控制電路的通斷、安全帶收緊與鬆開等。
[0023]控制繼電器的輸出迴路分別連接點火電路和車溫控制電路，即可實現對點火電路以及對車溫控制電路的通斷。如圖4所示，對安全帶鬆緊的控制，由控制繼電器根據酒精含量數據，控制位置傳感器通過設於內部的可變電阻調節繼電器開關的位置(即圖4中P3內的1、2、3所示位置)，來調節安全帶收緊的位置。
[0024]如圖3所示，控制繼電器控制該車溫控制電路的通斷。隨溫度的變化，熱敏電阻的阻值會相應變化，設定控制的臨界溫度為to，當車內的溫度t>t0，RT下降，A點電位升高，由於VT1，VT2複合放大器飽和導通，使B點電位低於555的2腳的觸發電平1/3VDD=4V，555被置位，輸出端3腳呈高電平，VT3導通，電機M得電，運轉降溫，隨後RT因降溫，阻值變大，A點電位下降，使VT1，VT2處於臨界導通狀態，B點電位高於555的6腳閥值電平2/3VDD=8V時，電路復位，3腳轉為低電平，VT3截止，電機停轉，如此周而復始，達到了控制並維持車內溫度的目的。
[0025]如圖5所示，語音呼叫系統中採用了 ISD1100語音晶片，繼酒精檢測電路發出超標信號後，該系統讀取GPS模塊傳送過來的信息並通過語音呼叫系統把飲酒者所在地點信息傳給其最近聯繫人，讓他過來幫忙，如:「我現在在XX方位，我喝醉了，請速來」。利用蜂鳴器作為報警器，當酒精含量超標時，發出禁止行車警告音；不超標時發出允許行車提示音。由單片機的I/O 口驅動蜂鳴器來實現。
[0026]如圖6、圖7所示，鍵盤控制模塊的鍵盤電路採用獨立式鍵盤，採用中斷的方式工作，可以設定酒精探測儀的系統參數，比如設定的報警的酒精濃度等。
[0027]結合圖2，利用鍵盤控制模塊對酒精探測儀進行系統參數設定。當司機打開車門時，酒精探測儀啟動，此時發動機處於被鎖狀態，汽車無法啟動。酒精傳感器加熱後，對氣體信號進行檢測，檢測到的信號經放大和濾波之後，通過單片機內置的12位ADC轉換為數位訊號，有單片機對此信號進行處理判斷。若酒精含量沒有超標，LCD上顯示當前酒精濃度，同時綠色指示燈亮起，控制繼電器不起作用，汽車隨之啟動，該防醉駕系統處於低功耗狀態，單片機處於Standby模式，只有酒精探測儀一直工作。若酒精含量超標，IXD上除了顯示當前酒精濃度，同時顯示如何迅速解酒的流動字幕小貼士，黃色指示燈亮起，同時報警器進行報警，控制繼電器切斷點火電路，同時安全帶收緊。
[0028]語音呼叫系統啟動，通過GPS模塊測定當前位置並以語音或簡訊「我現在在**方位，我喝醉了，請速來」告訴給緊急聯繫人，此時駕駛員無法啟動汽車，從根本上實現對酒後駕車的控制。且對緊急聯繫人可設定多個，當第一個呼叫號碼I分鐘後未接通時，系統會自動轉到呼叫下一個聯繫人，以此類推。
[0029]本發明防醉駕系統具有性價比高，智能化程度高，工作穩定可靠的優點，在實際應用中具有很好的推廣價值。
【權利要求】
1.一種防醉駕系統，該系統設於汽車內；其特徵在於:所述防醉駕系統包括酒精探測儀、單片機、顯示器、GPS模塊、語音呼叫系統和報警器；所述單片機分別與酒精探測儀、顯示器、GPS模塊和報警器相連；所述語音呼叫系統和GPS模塊相連。
2.根據權利要求1所述的防醉駕系統，其特徵在於:所述防醉駕系統還包括控制繼電器；所述單片機通過所述控制繼電器與所述汽車的點火電路相連。
3.根據權利要求1所述的防醉駕系統，其特徵在於:所述防醉駕系統還包括控制繼電器；所述單片機通過所述控制繼電器與所述汽車的車溫控制電路相連。
4.根據權利要求1或2所述的防醉駕系統，其特徵在於:所述酒精探測儀包括酒精傳感器、信號調理放大電路和濾波電路；所述酒精傳感器依次通過信號調理放大電路、濾波電路與所述單片機相連。
5.根據權利要求3所述的防醉駕系統，其特徵在於:所述酒精傳感器採用旁熱型半導體式酒精氣敏元件MQ3。
6.根據權利要求1或2所述的防醉駕系統，其特徵在於:所述防醉駕系統還包括電源模塊和鍵盤控制模塊；所述電源模塊與所述單片機相連；所述鍵盤控制模塊與所述酒精探測儀相連。
7.根據權利要求1或2所述的防醉駕系統，其特徵在於:所述單片機採用Atmegaie單片機；所述顯示器採用SED1335圖形點陣LCD模塊；所述報警器採用蜂鳴器。
8.根據權利要求1或2所述的防醉駕系統，其特徵在於:所述防醉駕系統還包括指示燈；所述指示燈與所述單片機相連。
9.根據權利要求1或2所述的防醉駕系統，其特徵在於:所述酒精探測儀為多個，分別與所述單片機相連。
【文檔編號】B60K28/06GK103507636SQ201310451582
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2013年9月27日 優先權日:2013年9月27日
【發明者】馬虹 申請人:南京工業職業技術學院