基于单片机防酒后驾驶控制系统设计__毕业设计

基于单片机防酒后驾驶控制系统设计软件学院软件+机电（4）班张海云兰明毕业设计（论文）诚信声明本人郑重声明：所呈交的毕业设计（论文）是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。就我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本设计（论文）中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。如在文中涉及抄袭或剽窃行为，本人愿承担由此而造成的一切后果及责任。本人签名导师签名年月日华东交通大学毕业设计（论文）任务书姓名张海云学号20092110070418毕业届别2013专业软件+机电毕业设计（论文）题目基于单片机防酒后驾驶控制系统设计指导教师兰明学历研究生职称实验师具体要求：（1）基本要求：应用单片机技术设计一个基于单片机的防酒后驾驶控制系统设计。系统能通过高灵敏度的呼气式酒精传感器检测司机的酒精摄入量，当司机体内酒精浓度超标时，控制系统会自动切断汽车启动系统，使汽车无法正常启动。系统可显示司机摄入的酒精浓度，并具有实时监测和光电、语音报警功能。（2）创新性要求：能够使用Protel99SE绘制电路原理图和印刷电路板PBC；能够应用KeiluVision源代码编辑、调试；最后进行软件和硬件总调试，将HEX文件下载到单片机内。完成论文的写作。有条件的情况下，做成产品。1、功能逻辑框图一张2、原理图纸一张（具体元器件引脚连接）3、印刷电路板一张4、程序流程图一张进度安排：（2012年）第13~18周审题、调研，收集文献资料，了解系统开发（单片机综合应用）的意义及需求、熟炼掌握Protel99SE和KeiluVision2两应用软件的使用。（2013年）第1~3周开题报告、英文资料的翻译第4周配置开发环境并熟悉该环境下的编程语言（汇编语言或C语言）第5~9周硬件设计（原理图和印刷电路板）、编写程序代码第10~11周调试、修改程序第12~14周撰写论文初稿第15周整理论文初稿，排版并打印初稿第16周修改论文，定终稿，并准备论文答辨指导教师签字：年月日系意见：教研室主任签字：年月日题目发出日期设计（论文）起止时间附注：学院意见：同意发布题目□是□否毕业设计领导小组组长签章：华东交大毕业设计（论文）开题报告书课题名称基于单片机防酒后驾驶控制系统设计课题来源B课题类型Y导师兰明学生姓名张海云学号20092110070418专业软件+机电开题报告内容:一、选题意义近年来随着经济迅速发展，人们的生活水平日益提高，私家车也越来越多，各种应酬随之而来，“酒”这东西贴近了我们的生活。而酒后驾车也频频发生，给人们的生活和生命安全带来了巨大的伤害。据德国一家调研机构预测，全球汽车（包括个人用车和商用车）保有量最迟到2010年将突破10亿量。随着汽车保有量的增加，交通事故也在不断的增加，全世界每年约有120万人死于道路交通事故，受伤者多达5000万人，同时全球道路交通事故每年造成的直接经济损失为5180亿美元，可见道路交通安全问题已成为全球性的主题。随着汽车使用量的增加和道路交通事业的发展，也给社会带来了负面影响，其中道理交通事故就是其中之一。目前我国汽车保有量约占世界的2%，但交通事故死亡人数却占15%左右，同发达国家相比，我国的道路交通安全形式严峻。截至到2008年，虽然我国加强了预防交通事故的措施，但是交通事故数量还是相当惊人。2010年世界卫生组织的事故调查报告显示，大约50%-60%的交通事故与酒后驾驶有关。酒后驾驶已经被世界卫生组织列为车祸致死的首要原因。在我国，母国勇分析了我国2000年交通事故原因，明显指出驾驶员是造成交通事故的主要原因。牟建霖指出我国机动车驾驶员酒后驾车约占20%，每年因酒后驾车发生交通事故死亡人数超过5000人。赵卫兴，高岩等人分析了1994～2004年酒后驾驶死亡人数占交通事故总死亡人数的比例，指出该比例从1994年的2%上升到2004年的4.4%，平均每年以7.3%的速度增长，可见酒后驾车的危害触目惊心，已经成为引发交通事故的罪魁祸首。刘水桂，何作顺指出，据世界卫生组织预测，到2020年道路交通事故伤害将成为全球第3位疾病，人、车、路三者在特定的环境里构成其成因，尤其是驾驶员，是导致车祸的主要因素，而驾驶员酒后驾驶又是其中的重要因素。为了能够有效的防止酒后驾驶造成的此类危害，研究一种酒后驾驶智能闭锁系统是非常必要的，从而能够强制性防止酒后驾车，降低交通事故的发生率。对于酒后驾车这种现象，张玮指出虽然各个国家都对酒后驾车执行了严格的规定，但是还有很多人不能严格遵守这个规定，酒后驾车事件还是很频繁，因此研究这种能够自动防止酒后驾车的装置更为必要。本研究设计的智能闭锁系统，能够通过高敏度的呼气式酒精传感器，通过检测司机呼出气体的酒精含量当检测到司机呼出气体内酒精含量超标时，能够阻止驾驶员开启汽车引擎，使汽车无法启动，同时语音报警，提醒驾驶员“注意安全，不要酒后驾车”，从而有效减少交通事故的发生，提高我国道理安全水平，更好地保障我们的交通秩序，保护人们的出行安全，构建和谐的交通环境。据来自某国际组织的一项统计数据显示：每33分钟就会有一人死于与饮酒有关的交通事故。尽管有大多数人认为酒后驾车酿成的交通事故永远不可能发生在自己的身上，但专家的统计结果证明：在每个人的一生中卷入与喝酒有关的交通事故的可能性为30%。显而易见，饮酒与开车是多么可怕的致命结合，正是由于酒后开车这个“罪魁祸首”使得一幕幕本不该发生的惨剧接连上演，造成一个个幸福美满的家庭支离破碎。虽然我国现行法律规定对酒后驾车造成重大伤亡事故的肇事者，追究其刑事责任，但是对没有造成重大伤亡事故的酒后驾车者的惩罚比较低，最多也只是拘留15天处罚。由于这种轻微的处罚根本不足以引起驾驶员的重视，因此酒后驾车者还是比较多。酒精在人体血液内达到一定浓度时，人对外界的反应能力及控制能力就会下降，尤其是处理紧急情况的能力下降。驾驶员血液中酒精含量越高，发生撞车意外的机会越高。根据来自4538位新浪网友的调查显示，有81.29%的被调查者同意酒后驾驶属于违法行为，但在被问及是否有过酒后驾驶行为时，仅有20.63%的被调查者从未有过酒后驾车的行为。在被问及酒后驾驶人员存在何种心理时，有39.84%的被调查者认为酒后驾驶人员过高的相信自己的驾驶技术，27.35%的被调查者认为酒后驾驶人员的安全意识不强。另外，有18.97%的被调查者认为酒后驾驶人员存在侥幸心理。针对这种现象，很有必要研究一种专门协助司机安全驾驶的辅助工具，即防酒后驾驶的智能闭锁装置，能够适时提醒司机安全驾驶，更避免了因盲目自信而导致的交通事故，创造人类的美好生活和社会的和谐，中国梦——美丽中国。二、国内外发展现状2.1国外研究现状2.1.1现场检测酒金含量的方法针对司机酒后驾车事故频繁的现象，国外最早开始研发针对酒后驾驶的酒精测试仪。1957年1月23日，世界上第一台醉酒呼吸分析仪在瑞典首次投入使用，它可以当场直接测试。它能检测出司机呼出气体中的酒精含量，并将这一结果显示于仪器的显示屏上。交警据此判断该司机是否酒后驾驶。目前，英国、澳大利亚、比利时、法国、荷兰、新西兰、西班牙、瑞典等欧洲国家，普遍采用的办法是在交通事故现场，交警随身携带呼气式酒精测试仪，对司机呼出气体中的酒精含量进行快速检测，根据检测结果进行事故处理并给予驾驶员一定的惩罚。为了能够协助驾驶员主动测试是否酒后驾驶，国外许多国家先后研究了用于汽车上的不同酒后测试办法。2.1.2车载检测驾驶员是否饮酒技术英国布里斯托尔大学生理学家霍尔瓦特设计了一种高智能座驾，其上装有一套名为“个人警察”的监察系统，由红外线摄像机、感应器和带有电脑分析功能的“小黑箱”组成。通过“小黑箱”摄像机录制的司机眼球活动情况以及感应器侦察到的方向盘扭转动作集中起来进行分析，从分析方向盘转动情况仪器中获得的信息与从扫描司机瞳孔移动装置获得的信息发生联系并进行比较，通过这一对照完全可以确定司机是否头脑清醒。根据司机审视行车方向长短，判定司机的醉酒程度。意大利主要方法是在车上配备酒精检测MEMS传感器，将MEMS传感器置于方向盘的中间位置，酒精检测MEMS传感器将元件植入在直径8mm的密封外壳内、连同信号处理电路等一起嵌入方向盘内，通过该传感器检测驾驶员呼出气体的酒精含量。瑞典绅宝用附带酒精检测功能的钥匙组件“Alcokey”，在汽车遥控器内部嵌入小型酒精测试器，当司机按下遥控车钥匙的时候，该探测器就会同时开始工作。检测司机饮酒度的方法是：司机必须向测酒钥匙的底部呼气检测呼气酒精含量。最近瑞典豪华品牌沃尔沃汽车公司推出车载酒精检测系统，它通过一个无线手持设备检测驾驶者呼出空气中的酒精含量，从而判断驾驶者血液中的酒精浓度。而日产的反酒后驾驶控制系统命名为Carwings的车载蓝牙综合安全系统，该套系统主要是把酒精测试声纳安置在变档器上，可以通过对眨眼情况探测分析出司机清醒状态的面部识别系统，以及对驾驶情形进行探测分析，系统可以做出感应。日本汽车业巨头丰田将研制一种装在机动车辆上的防酒后驾驶系统。2.1.3车载防止酒后驾驶技术英国通过车载“个人警察”的监控系统，根据司机审视行车方向的长短，从而来判断司机的醉酒程度，来判断是否发出报警信号或使汽车无法启动。意大利通过置于方向盘内的MEMS酒精传感器检测驾驶员呼出气体酒精浓度，当检测其超过安全驾驶标准时，使汽车无法启动。瑞典绅宝主要方法是利用带有酒精检测功能的钥匙组件“Alcokey”，当司机按下遥控车钥匙时，该探测器就开始工作，司机必须向测酒钥匙底部呼气，当检测到呼气酒精含量超标时，无法向车辆控制组件发出解除警报信号，从而使汽车无法启动。沃尔沃的车载酒精检测系统，是把该检测系统的结果通过无线传感技术传给汽车的电子控制系统单元，当酒精含量超过系统中的设定值的上线，该系统将阻止启动动机。而日产的防酒后驾驶控制系统通过变档器上的探测声纳探测司机手上的汗液中含有酒精，便会自动上锁，并通过车内的声音报警发出“酒后驾车”的声音提示，该系统还可以通过对司机的脸部活动和行车状况探测出司机是否酒后驾车，并会发出报警声，并自动收紧安全带，同时导航系统中显示“不要酒后驾车”信息。2.2国内研究现状酒后驾车严重危害交通安全，为检查醉驾，警察常常使用一种便携式的酒精呼吸检测仪，我国警方目前使用的酒精呼吸检测仪只能初步显示驾驶员是否饮酒，有醉驾嫌疑的驾驶员还需要接受血检，以确定其体内酒精含量是否超标。如何做到防范于未然？近年来，我国也开始逐步采用科技手段防止酒后驾驶。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。酒后控驾防盗器是一款汽车专用酒后安全驾驶的检测和预防设备，同时具有高级防盗功能。在车辆上安装酒后控驾防盗器之后，驾驶人员在车辆启动前需要进行吹气检测，当呼出的气体中酒精浓度高于国家交通部门制定的标准时，能及时断开点火电路和发出报警声，并用延时装置使驾驶人员能有机会休息以便醒酒，能有效地防止酒后驾车，该设备不受同车饮酒人员的影响。若从机动车上取下设备，即使有钥匙汽车也无法发动，为汽车增加了一层安全保险，从而实现了防盗功能。本产品采用呼出气体酒精含量测试仪是专用于测试人体呼出气体中酒精含量的仪器。本机敏感元件采用兆度电子先进的纳米半导体热线型酒精传感器，具有极好的灵敏度和出色的重复性；测试程序由人工智能设计的微电脑控制。我国对于这方面的研究还是相对比较少，香港一家公司发明了一种名为i—KEY的车钥匙，能够有效而方便地防止醉酒驾驶。这种钥匙将感应器、远程信息处理等技术整合在车钥匙上，从外观看，它比正常的车钥匙多了一条锁棒。使用时，司机要先按i—KEY上的开始按钮，绿色准备灯亮了之后，对着气孔吹气约两秒钟。当呼出气体的酒精含量低于规定值时，它会立即开锁，把锁棒收起来，车钥匙便能顺利插入钥匙孔，启动引擎。否则，钥匙将亮起红灯，锁棒便不能收起来，汽车将无法启动。目前，国家交通技术领域正在开发研究驾驶行为监控