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技术领域

本实用新型涉及车辆防护设施技术领域，具体涉及一种车载智能酒精报警系统。

背景技术

随着我国经济发展及科技的进步，家家拥有一辆车已不是梦，但酒后驾车而导致的事故屡屡出现，不利于社会的和谐发展，为了减少或杜绝这一现象，通常是采用呼吸式酒精测试仪对驾驶员进行现场检测已确定驾驶员是否饮酒，但是由于没有安装在汽车内部，只能由交警人员来实施。因此并不能有效的防止酒后驾车。

实用新型内容

本实用新型目的是：提供具有检测及超限报警及手机通讯功能的车载智能酒精报警系统。

本实用新型的技术方案是：

一种车载智能酒精报警系统，包括单片机和分别与单片机连接的酒精传感器、温度传感器、时钟模块、显示模块，语音模块和GSM无线模块，还包括为上述各模块供电的蓄电池。

优选的，所述蓄电池利用太阳能电池板蓄电池充电，必要时采用充电器充电。

优选的，所述温度传感器和时钟模块分别采用8b20温度传感器芯片和1302时钟芯片。

优选的，所述酒精传感器采用MQ-3酒精传感器，对酒精浓度进行检测，数据发送给单片机处理。

优选的，所述单片机采用IAP15F2K61S2单片机，该单片机自带AD转换功能，对酒精测试的采样数据，进行处理。

优选的，所述显示模块采用12864液晶显示屏，显示时间、温度以及当前空气中的酒精含量。

优选的，所述语音模块采用ISD1700语音模块，用于播放报警的音频信息。

优选的，所述单片机利用芯片的串口控制GSM无线模块的短信收发功能，实现远距离报警，及时向家人传递报警信息。

优选的，所述单片机向整车控制器发送控制信息。

优选的，所述酒精传感器的数量为两个，第一酒精传感器设置于车厢中，第二酒精传感器设置于驾驶员的正前方。

本实用新型的优点是：

本实用新型所提供的车载智能酒精报警系统，以IAP15F2K61S2单片机作为控制核心，采用双重检测方式实现对驾驶员呼出气体酒精浓度的测量来控制驾驶汽车的启动，同时还具有温度时间显示、语音报警、太阳能供电和GSM短信提示等功能，在酒后驾车事故频发的今天，该系统能够及时有效的制止酒后驾车行为，具有广泛的实际应用价值。

附图说明

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

图1为车载智能酒精报警系统的系统结构图；

图2为车载智能酒精报警系统的单片机IAP15F2K61S2模块原理图；

图3为车载智能酒精报警系统的语音电路模块电原理图；

图4为车载智能酒精报警系统的温度时钟电路的电原理图；

图5为车载智能酒精报警系统的酒精传感模块电路的电原理图；

图6为MQ-3气体传感器的灵敏度特性图；

图7为车载智能酒精报警系统的电源供电模块电路图；

图8为车载智能酒精报警系统的工作流程图。

具体实施方式

实施例：

如图1所示，本发明所揭示的车载智能酒精报警系统，包括单片机和分别与单片机连接的酒精传感器、温度传感器、时钟模块、显示模块，语音模块和GSM无线模块，还包括为上述各模块供电的蓄电池。

参阅图2,所述单片机电路作为控制核心采用IAP15F2K61S2，该单片机是STC最新生产的具有单时钟/机器周期(1T)的单片机，指令代码完全兼容传统的8051，但速度快8-12倍。内部集成高精度R/C时钟，5MHz～35MHz宽范围设置，省掉外部晶振和外部复位电路，本作品还使用了芯片自带的强大特殊寄存器，3路CCP/PWM/PCA，8路高速A/D转换（30万次/秒），还用到1组高速同步串行通信端口SPI，通过SPI协议与从机进行通讯。

所述GSM模块采用华为GTM900-B无线模块，该模块是一款三频段GSM/GPRS无线模块。它支持标准的AT命令及增强AT命令，提供丰富的语音和数据业务等功能，是高速数据传输等各种应用的理想解决方案。GTM900的主要功能有：语音通话、短信收发、GPRS网络数据收发、彩信收发。GTM900模块主要应用在通讯领域，如移动电话、远程数据监控、短信提醒发送、GPRSMODEN。

GSM模块使用串口通讯的方式和单片机进行通讯，单片机通过串口发送相应的AT指令来实现对该模块的控制。在作品中，单片机通过与GSM短信息有关的AT指令控制模块，如读取sim卡的短消息内容，删除短消息内容，列出手机中还未读的短消息等。然而，执行一条指令，也并非某些资料中介绍得那么简单。事实上，指令的执行过程需要单片机与模块交互应答完成，每一次发送或接收的字节数有严格的规定，二者必须依据这些规定实现数据交换。

所述语音模块采用ISD1700芯片，参阅图3，ISD1700芯片是华邦公司新推出的语音芯片，芯片具有多项新功能，有双运作模式，定制信息操作提示音效，内部还有自动增益控制、麦克风前置扩大器和扬声器驱动线路等。

主控单片机主要通过四线（SCLK,MOSI,MOSO,/SS）SPI协议对ISD1700进行串行通信，ISD1700作为从机，几乎所有的操作都可以通过这个SPI协议来完成。为了兼容独立按键模式，一些SPI命令，PLAY,REC,ERASE,FWD,RESET和CLOBAL,ERASE的运行类似于相应的独立按键模式的操作，还可以通过直接控制PLAY（播放）和FWD（快进）等引脚稍作延迟，芯片录音可通过咪头录制语音或者从PC机里通过直通模式录音，通过SP+和SP-引脚外接扬声器播放声音。

显示模块是由美国DALLAS公司推出的低功耗实时时钟芯片DS1302实现的，可以对年、月、日、时、分、秒进行自动计时，更具有闰年补偿、时间设置功能。与单片机连接只要三线通信，DS1302的引脚排列如图4所示，其中VCC1为主电源，VCC2为后备电源在主电源关闭的情况下，也能保持时钟的连续运行，DS1302由两电源中的较大者供电。芯片外接32.768KHz晶振，其优点就是节省了单片机的硬件资源，其内部寄存器会对时间进行自动的加减。

所述温度传感器采用DS18b20温度传感器，DS18b20具有独特的一线接口，只需要一根线通信。多点能力，简化了分布式温度传感的应用。无需外部元件，可用数据总线供电，电压范围为3.0V至5.5V，无需备用电源，测量温度范围为-55度至+125度，华氏相当于是67华氏度到257华氏度，-10度至+85度范围内精度为±0.5度。

温度传感器可编程的分辨率为9～12位，温度转换为12位数字格式，最大值为750毫秒，用户可定义的非易失性温度报警设置应用范围包括恒温控制，工业系统，消费电子产品温度计或任何热敏感系统。

DS18b20的数字温度计提供9至12位（可编程设备温度读数)。由于DS18b20是一条口线通信，所以中央微处理器与DS18b20只有一个一条口线连接，读写以及温度转换可以从数据线本身获得能量，不需要外接电源。因为每一个DS18b20的包含一个独特的序号，多个DS18b20可以同时存在于一条总线，这使得温度传感器放置在许多不同的地方，它被置于车中，进行过程监测和显示。

参阅图5和图6，酒精模块是用以MQ-3酒精传感器、LM393比较器为主，电路原理如图5所示，该模块不仅可以输出模拟量，还可以通过组成比较器电路的电位器R9来设定阀值，高于阀值就会输出高电平点亮LED灯。MQ-3气体传感器有6只针状管脚，其中4个用于信号输出，2个用于提供加热电流，它的灵敏度特性曲线如图6所示，最下一条是酒精浓度的特性曲线，数据就是根据它来处理。

LM393是由两个独立的、高精度电压比较器组成的集成电路，失调电压低，最为2.0mV，它专为获得宽电压范围、单电源供电而设计，也可以用双电源供电，而且无论电源电压大小，电源消耗的电流都很低。它还一个特性：即使是单电源供电，比较器的共模输入电压范围接近低电平。主要应用于限幅器、简单的模/数转换器、脉冲发生器、方波发生器、延时发生器、宽频压控振荡器、MOS时钟计时器、多频振荡器和高电平数字逻辑门电路。393被设计成能直接连接TTL和CMOS，当用双电源供电时，它能兼容MOS逻辑电路，这是低功耗393相较于标准比较器的独特优势。

酒精传感器的模拟量经过比较器后返回的是数字量，可以连接一个发光二极管显示是否超过其设定的阀值。

参阅图7，稳压采用芯片L7805CV，其输入电压大于8V就可以正常工作，输出5V，在散热器足够大的时候，负载电流可以达到1.5A。在实际运用中，使它输出1A以上的负载电流，这时候发热会特别厉害，需要加散热板。

这里用的是8.5V的锂电池，两端的电容是滤波用的，充电主要是用太阳能充电板，有必要时可用充电器充电，经滤波后的电流直接接到单片机的电源引脚上。

参阅图和8，所示是整个系统工作流程图，系统上电，单片机开始执行程序，读出DS1302时钟芯片和DS18b20温度传感器的数值，显示到液晶屏上。同时在后台执行的还有第一酒精传感器构成的酒精检测模块，但在液晶屏上暂时不显示，大致流程如图8所示。当第一酒精传感器检测到酒精后输出模拟电压值会瞬间变大，数据主要是通过AD转换循环检测的，数据发送给单片机处理之后与预先设定的标准值进行比较。本系统的处理是如果检测到酒精浓度（空气中的）超标，语音模块会发出相应的提示，指示要求驾驶员进入下一轮的检测，这时液晶会跳转显示第二酒精传感器检测到的数值，第二酒精传感器主要是检测驾驶员口中的酒精含量。这里采用了双重酒精检测是为了减少不必要的麻烦（比如乘客喝酒并不会使系统报警），第一酒精传感器实时检测空气中的酒精含量，不超过阀值就不会启动第二酒精传感器检测，液晶屏也仍显示时间和当前车内的温度，保证酒精检测的准确性。当进入到第二轮检测时，界面会一直显示当前酒精含量，直到驾驶员呼出气体，单片机检测到呼出气体后进行酒精浓度检测，如果驾驶员口中的酒精含量超过预定值，说明驾驶员酒后驾车，系统会发出报警声音，并且界面也会出现WORNING警告信息。同时，芯片还会利用串口向GSM无线模块发送AT指令让模块发送短信，接收方可以是驾驶员的亲朋，能有效防止交通事故。如果驾驶员口中的酒精没有超标，则返回开始界面，显示时间和温度并且关闭第二酒精传感器。

假如驾驶员不清醒，或者不接受酒驾的事实，那么为了防止酒后驾车引发的严重后果给别人带来危险，可以采取强制措施。单片机在接受到驾驶员酒后驾车的信号后，向整车控制器发送控制信息，控制汽车停止启动。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。