1.2 研究现状

第二章 系统方案设计

2.1 系统设计要求

本设计的内容主要是基于多点检测酒精浓度，进行相应的逻辑判定并在此基础上实行报警以及对车辆的闭锁控制，所以采用AT89C51作为控制系统的核心，需要实现完成下列的几项要求：（1）当检测驾驶室内酒精浓度低于所设置的最大阈值时，在LCD1604显示器上显示驾驶室实时浓度，蜂鸣器不发出报警，车辆闭锁电路不作为；（2）当驾驶室的酒精浓度高于所设置的阈值时，假如驾驶室的浓度满足以下条件之一（①驾驶室浓度小于一半的检测到的后排浓度 ②驾驶室浓度小于检测到的四分之一的检测到的副驾驶浓度 ③检测到的驾驶室浓度小于1/2的后排检测浓度与1/4的副驾驶浓度之和），系统不作为，否则蜂鸣器报警，车辆闭锁控制电路及时动作，当酒精浓度恢复正常范围内，报警停止，解除对车辆的闭锁控制；（3）通过按键车辆管理人员能够设置酒精浓度的阈值的高低。通过表2-1可以形象的显示出三者之间的逻辑关系，其中驾驶室浓度用X来表示，副驾驶浓度用Y来表示，后排浓度用Z来表示。

表2-1  三点之间的逻辑关系及相应的处理方案

驾驶室浓度 副驾驶浓度 后排浓度 说明

0 0 0 不报警

0 0 1 不报警

0 1 0 不报警

0 1 1 不报警

1 0 0 系统报警

1 1 0 当X<(Z/2)不报警，否则报警

1 1 1 当X<(Z/2+Y/4)报警，否则不报警

1 0 1 当X<(Y/4)不报警，否则报警

2.2设计总体方案设计

本毕设需要实现的详细功能为：可以检测驾驶室内的酒精浓度，并且可以同步显示出检测到的驾驶室酒精浓度数值以及预设酒精浓度阈值，同时车辆的管理人员可以通过按键设定当前环境下标准的酒精浓度预设。也可以通过切换按键来显示其他两个位置的酒精浓度。当被检测对象的酒精浓度超过预设阈值时，系统报警，报警灯闪烁、蜂鸣器发出断断续续的警报声响，车辆闭锁系统及时运行，待检测目标的检测降低至一定数值时，蜂鸣器停止报警，控制车辆油路通断的继电器闭合，车辆可以运转，报警灯停止闪烁。系统的功能由以下几个模块来进行实现：

①模拟数据采集和模数转换功能块

②单片机数据处理块

③实时送显模块

④报警模块

⑤车辆闭锁控制块

其中：

（1）使用酒精浓度传感器MQ-3采集酒精浓度并转换为模拟量；

（2）模数转换模块采用ADC0832模数转换器；

（3）单片机AT89C51用作系统的数据处理：读取ADC0832转换后的浓度数据，处理三个监测点之间的逻辑关系并进行报警和闭锁车辆控制；

（4）实时送显则通过液晶显示器LCD1602来实现，其能够显示出驾驶室的酒精浓度实时数值及酒精浓度的检测预设标准。

图2-1为酒精浓度检测与车辆闭锁控制的硬件图。AT89C51单片机为主控作用，酒精浓度传感器MQ-3测量并将测量转换为模拟信号，然后将所收集到得酒精浓度模拟信号传输到ADC0832模数转换器，再经由ADC0832模数转换器转换为数字信号，这时候通过单片机对检测的数据进行读取处理同时把处理完成的数据通过LCD1602显示出来；按键电路的作用主要是用来完成设定被检测对象的酒精浓度预设阈值以及显示三点数据的切换；通过三极管和蜂鸣器来组成声音报警电路，在检测到的酒精浓度超过阈值且符合所设定的逻辑关系时，蜂鸣器发出报警声响，此时汽车油路通过继电器的释放而断开，直到检测到的酒精浓度逐渐低于设定值，蜂鸣器停止报警，继电器吸合，油路导通，汽车可正常运转；使用LCD1602来显示检测到的内容，也就是驾驶室内的酒精浓度，同时显示预设的酒精浓度阈值。