车载酒精检测系统设计说明

车载酒精检测系统设计说明

目次

1 绪论 (1)

1.1课题研究背景 (1)

1.2国内外车载酒精检测系统的研究现状 (1)

1.3本文创新点 (2)

1.4论文的结构安排 (2)

1.5课题研究的意义 (3)

2 车载酒精检测系统的关键技术 (4)

2.1数据融合技术 (4)

2.2 GPRS技术简介 (8)

3 系统的单元硬件设计 (10)

3.1车载酒精检测系统的概述 (10)

3.2系统的总体设计分析 (11)

3.3控制器的电路设计 (13)

3.4酒精传感器模块 (15)

3.5液晶显示模块 (16)

3.6 GPRS模块的硬件电路设计 (17)

3.7电源电路设计 (18)

4 系统软件的设计 (19)

4.1 MDK开发环境的介绍 (19)

4.2系统的软件结构 (20)

4.3系统主程序设计 (20)

4.4酒精信息采集单元的软件设计 (21)

4.5模糊控制算法的程序设计 (22)

4.6 GPRS模块程序设计 (22)

5 系统的调试与测试 (24)

5.1系统测试与总结 (24)

5.2显示界面设计 (25)

5.3车载酒精系 (25)

总结 (27)

致谢 (29)

参考文献 (30)

1 绪论

1.1课题研究背景

随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，买车自然就成为了大多数家庭的生活需要。据有关人士统计，在最近的十年期间，中国的汽车产量和销量稳居世界前三，是当之无愧的汽车产销大国。除此之外，我国的酒文化深入人心。从古至今，酒是亲戚好友聚会的必需品。在当今社会，尽管每个人都知道喝酒不开车，开车不喝酒，但还是会有人报有侥幸心理，因此酒后驾车时有发生，在我国显得尤其严重。酒后驾车给自己和别人的家庭带来了不可挽回的伤害。据统计，每年酒后驾车引起的车祸占所有车祸的40%以上，造成的个人和国家损失达好几十亿。因此，如何有效的减少酒驾的发生成为社会舆论的焦点之一。

近年来，检测技术取得了较大的进步，依靠传感器检测的手段正慢慢步入人们的生活中。比如温度传感器、烟雾传感器等等。各种各样的传感器被应用在不同的场合中来达到检测的目的。同时，由于单一传感器检测的数据并非可靠，为了进一步保证所得数据的准确性，多传感器的检测系统也是层出不穷，这里就采用了数据融合技术，将多传感器所得的数据进行融合处理，以达到一个较为准确的测量值。

在此背景下，为了避免酒后驾车的发生以及单一传感器带来的不准确性，本文将传感器技术、数据融合技术和GPRS技术结合，设计了一套具有自行检测功能的车载酒精检测系统，实现了酒驾数据的采集、发送等功能。本系统设计的方案满足了无线数据采集系统所要求的智能化和网络化的要求，并且有成本低、可靠性高、便于进行维护等优点。

1.2国内外车载酒精检测系统的研究现状

1957年，世界上第一台醉酒呼吸分析仪在瑞典首次投入使用，标志着酒后驾驶检测的开始。接着英国斯托尔大学生理学家霍尔瓦特设计一套名为“个人警察”的监督系统，依据驾驶员审视车辆行驶方向的范围，判断驾驶员的酒

驾程度，确定是否报警。日本采用变档器上的探测声纳生来探测驾驶员手上汗液中的酒精含量，如果超出预设值时，汽车会自动上锁，并且通过车内的语音报警系统提醒司机严禁酒后驾车。

目前我国大多使用高灵敏、高稳定的警用酒精浓度测量仪来测量是否酒驾。该仪器的酒精侦测元件采用先进的电化学传感器，同时采用先进的大规模集成电路作为数据处理单元。除此之外，还采用了先进SMT工艺作为装配工艺，具有宽范围温度操作，且能自动吹气流量侦测与控制，侦测出驾驶者是否吹气作弊等特点，同时具有便捷的操作界面，较大的内存容量、且能将数据通过USB 接口上传到电脑，但其成本也相对较高，同时需要交警人员去强制检测，有一定的局限性。同时，我们国家正在积极开发车辆预警方面的相关设备。其研究内容为:车辆运行状态、驾驶状态、环境实时监测技术、异常驾驶状态实时识别技术等。研究目的:通过研发监测预警装置，形成司机行为的实时监控技术，提供减少交通事故的技术支持，研发出最新设备，采用实车来证明设备的先进性和可行性。

1.3本文创新点

本文的创新点主要有:

1.避免了人为检查的局限性、节省了大量的人力物力。

2.利用融合技术得到多传感器的数据融合，相比相同空间内的单一的传感器，数据更加可靠精确。

3.将酒驾车辆的相关信息通过GPRS技术发送到交警部门控制中心的服务器上或相关负责人的手机上。

1.4论文的结构安排

第一章是论文的绪论部分。介绍了课题的研究背景、国内外研究现状，安排了论文的结构，最后介绍了课题研究的意义。

第二章是相关技术的简介。利用融合技术得到酒精传感器的融合数据，利用GPRS技术实现数据的发送。

第三章是系统的单元硬件设计部分。简单介绍了车载酒精检测系统的总体

设计方案。通过查找资料，选择出系统中的最佳器件型号，着重设计了酒精数据采集单元的硬件选型和电路设计；并对中心控制单元和数据收集显示单元进行了简单的电路设计。

第四章是系统的软件设计部分。介绍了MDK等编译环境，同时为节约开发周期，本系统选择模块化的设计思想。系统分别对酒精数据采集单元、数据收集显示单元和中心控制单元进行了设计，并给出了实现系统功能的具体流程图。

第五章是系统的调试与测试部分。主要是对信息采集单元能否按照预期目标工作进行测试，包括对数据融合算法的准确性、显示界面、参数设置以及GPRS 模块SIM900A通讯功能等进行测试，通过测试结果分析，所选传感器、GPRS模块以及模糊控制算法基本能够满足系统的工作要求。

1.5课题研究的意义

在人均汽车拥有量不断增加的时代，加上我国深入人心的酒文化，酒后驾车时有发生。因此选择车载酒精检测系统作为研究对象，具有重要的价值和现实意义。根据本人的调研，了解到车载酒精检测系统具有巨大的开发潜力，但是由于之前所设计系统的局限性，车载酒精系统没有像人们期待的那样迅速发展。

本课题研究的目标是设计实现一个具有自行检测、实时上传、价格低廉的车载酒精检测系统。采用数据融合技术实现多个酒精传感器的数据融合、利用GPRS技术向外发送酒驾数据、有效防患因驾驶员酒后驾车引起的交通事故。在研究的过程中，学习了STM32，融合技术、酒精传感器以及GPRS模块的相关知识以及使用方法，同时加强了在实践中发现问题、解决问题的能力。