黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文） 前言
最近几年，随着人们生活水平不断提高，越来越多的人有了自己的私家车，可是酒后驾车造成的交通事故也频频发生。资料显示，我国几年间发生的交通事故中，有大约1/3是由酒后驾车引起的。酒后驾车已经成为交通事故的首要原因。为此，需要设计一款酒精浓度测试仪来测试驾驶员体内酒精含量的多少，方便确保驾驶员的生命财产安全。
酒精浓度测试仪,是指在一定条件下,对人呼出的气体中酒精含量进行检测和分析的仪器。理论上来讲,判断人体内的酒精含量的最准确的办法就是对驾驶员抽血，然后进行比对分析酒精含量。但是在事故现场，如果要现场对驾驶员抽血进行分析测试并不符合实际,所以，现在交警在执法时普遍使用酒精测试仪进行执法取证,通过现场对驾驶员呼出气体进行检测，分析其中酒精的含量，进一步来判定驾驶员是否属于酒后驾车。
本设计课题研究主要是以气敏传感器和单片机为主，对人体或环境中的酒精含量进行检测，并具有语音播报、蜂鸣器报警、阈值调节及LCD显示功能的酒精浓度测试仪。这一测试仪可以根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行报警，来对人进行提示，同时可以通过按键对当前所测得的酒精浓度值进行播报。
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黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文） 1绪论
1.1课题研究的目的和意义
近年来，随着我国经济的迅速发展，人民的生活水平也在逐渐提高，出租车和私家车的数量也在逐年上升。人们在亲戚，同学，朋友之间的聚会上难免会喝酒，由此就导致了酒后驾车造成的交通事故也频频发生。根据一些资料显示，我国发生的交通事故中，酒后驾车引起的交通事故所占的比例大约是30％。由于司机的过量饮酒造成人体神经麻痹，大脑反应迟钝，肢体不受控制，眩晕嗜睡等症状，而过量饮酒的人一旦驾车，就会有极大的可能发生车祸，从而对自身以及他人的财产造成威胁，严重还会危及生命。现在我国的汽车数量约占世界总数的2％，但交通事故死亡人数却大约占15%。虽然我国加强了酒后驾车大的处罚力度和交通事故的预防措施，但是交通事故数量还是相当惊人，从2009年到 2013年，我国近几年交通事故总数和死亡人数如表1。
表1 2009-2013期间全国交通事故起数和死亡人数
年份 交通事故起数（起） 死亡人数（人） 2009 2010 2011 2012 2013
517899 450254 378781 327209 265565
107077 98738 89455 81649 73990
据世界卫生组织对交通事故的调查显示，平均每年有50％到60％的交通事故是由于酒后驾车。酒后驾驶已经成为车祸致死的首要原因。在我国，每一年由于酒后驾车而死于交通事故的人要超过 5000 人。有专家指出驾驶死亡人数占交通事故总死亡人数的比例正在以平均每年7.3%的速度增长，酒后驾车俨然成为了交通事故致死的主要原因。
根据一份调查数据显示：平均每30分钟就会有一人死于与酒后驾车。尽管大多数人抱有侥幸心理，认为酒后驾车引起的交通事故发生在自己的身上的概率很低，但专家的统计结果证明：一个人一生中卷入与酒后驾车的交通事故的概率约为30%。显然，当喝酒与开车结合在一起的时候，死亡很可能马上就会降临。正是由于酒后驾车造成了无数个原本幸福美满的家庭瞬间支离破碎。虽然我国现行法律规定对酒后驾车的处罚力度已经大大加强，但是还是有很多人以身试法。因此酒后驾车者还是比较多。当人体内酒精浓度超过一定含量时，
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黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文） 人的控制能力和反应能力就会降低，特别是对紧急情况的处理能力会有所降低。驾驶员体内酒精含量越高，发生撞车意外的几率也就越大。
据某网站的调查结果显示，有将近81%的人认为酒后驾驶属于违法行为，但当被问及是否有过酒后驾驶的经历时，仅有20%的人表明从来没有在饮酒后开车。当被问及酒后驾驶是出于何种心理时，还有大约19%的人则是认为酒后驾驶的司机存在侥幸心理，大约27%的人认为酒后驾驶的人安全意识太差，大约39%的人认为酒后驾驶员过于相信自己的高超驾驶技术。
因此，针对这一现象，需要设计出一款能够测试驾驶员体内酒精含量的仪器，以便协助交警同志的执法与驾驶员的安全驾驶，从而减少酒后驾车而引起的交通事故的发生。
1.2 国内外研究现状 1.2.1 国外研究现状
由于司机酒后驾车事故频繁，国外很早便已经开始设计和研发针对酒后驾驶的检测设备。1957年1月23日，世界上第一台酒精呼吸检测仪在瑞典投诞生，并当场进行测试。它能检测出人呼出气体中酒精的含量，并将所测得的数据显示在仪器的显示屏上。根据这一情况，就可以判断司机是否属于酒后驾车。目前，美国、英国、澳大利亚、德国、法国、荷兰、、西班牙等欧洲国家，检查司机酒驾所普遍采用的办法就是在事故现场，由交警随身携带的酒精检测仪，对司机所呼出的气体中酒精的含量进行检测，之后，交警再根据所测得的结果对驾驶员做出相应的惩罚。为了能够帮助驾驶员自行测试是否酒后驾驶，国外许多国家先后研究出了用在汽车上的不同的测试方法。
英国生产出了一种高智能汽车，来帮助司机进行酒精浓度监测。上面装有一套名为“Man police”的检测系统，该系统由感应器、红外线摄像机以及具有分析功能的“小黑箱”构成。首先通过摄像机探查司机眼球的活动情况，并且对由感应器探测到的方向盘旋转方向进行系统分析。之后，再根据对方向盘转动情况的分析得到的数据与从扫描司机瞳孔移动装置所得到的信息进行比较和分析，经过这一对比就可以判断司机的头脑是否处于清醒状态。再根据司机审视行车方向距离的长短，来对司机的醉酒程度进行判定。
意大利检测司机是否属于酒驾的办法则是将一种名为酒精检测MEMS 传感器安装在车上，将 MEMS传感器安装在方向盘的中间部位，MEMS 传感器将元件植入在一个直径8毫米的密封壳内、连同信号处理电路等一起镶嵌在方向盘内，通过该传感器检测出驾驶员呼出的气体中酒精含量的多少，从而判定司机是否属于酒后驾车。
日本所采用的酒后驾驶控制系统则是通过变档器上的探测声纳来检测司机手上产生的汗液中所含有酒精的含量，如果检测到汗液中有酒精，汽车便会自动上锁，并经由车内的声音报警系统发出的提示音对司机进行提醒，该系统还
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黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文） 可以通过汽车的行车状况来判断出司机是否酒后驾车，并会发出声音报警提示，同时在导航系统中显示出“您已酒后驾车”的信息。
1.2.2国内研究现状
在我国，一家香港公司研究出了一种名为“I—KEY”的车钥匙，它可以有效而方便地防止司机醉酒驾车。这款车钥匙与其他车钥匙与众不同之处在于，它结合了远程信息处理、感应器等技术，如果将它跟普通的车钥匙相比的话，它在外形上多了一条锁棒。在使用钥匙的时候，司机需要先按下“I—KEY”上面的开始按键，当绿色指示灯亮了之后，再对着“I-KEY”上面的气孔吹气大约两秒钟。如果检测出气体中的酒精的含量不高于设定值的时候，“I-KEY”就会把锁棒收起，车钥匙就可以顺利插入钥匙孔。如果检测出气体中的酒精的含量高于设定值的时候，钥匙将亮起红灯，锁棒就不会收起，使司机无法启动汽车。进一步降低醉酒驾车所带来的危害。
国内目前也有很多汽车厂商模仿日本厂家开始进行研究，使用该公司生产的产品的机动车，会在司机的座位上安装了酒精气味传感器,通过检测司机所呼出的气体中酒精的含量来检测司机是否属于醉酒状态。如果司机属于醉酒状态，系统将会发出警示，首先是系统进行声音报警，之后在液晶显示屏上显示出“您已酒后驾驶”的字样，倘若驾驶员仍然执意要驾驶的话，该产品的控制系统将会机动车断电，使汽车无法启动；等到车内酒精含量降低到测量标准以下，该系统就会解除对机动车的控制，恢复机动车行驶功能。
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黑龙江八一农垦大学毕业设计（论文） 2总体方案设计思路
本次设计以AT89C51单片机为核心，设计出一款能够显示所测得的酒精浓度并带有语音播报功能的酒精浓度检测仪，并且随着环境的不同可以对检测浓度的范围进行调节。
2.1硬件系统设计思路
本研究设计通过该酒精传感器检测驾驶员呼出气体的酒精含量，判断驾驶员体内的酒精含量有没有超标，进一步判断驾驶员是否能够正常驾驶，通过硬件系统处理，可以再显示屏上显示测得的酒精浓度并进行语音播报，使执法人员能够清楚的了解自己是否饮酒过度。由于需要对驾驶员呼出气体中的具体酒精浓度值进行显示，所以本次设计选用了LCD显示模块。为了能够提示驾驶员是否处于醉酒状态，本系统中需要设计一种报警系统，如果驾驶员体内的酒精含量超出所设定的范围，系统就会播报出当前的浓度值，若超出范围就会发出警告。由于在不同环境中，测量的范围就需要进行调节，因此，需要设计一个调节系统，使得设计出的产品应用的范围更广泛。通过选用本方案中的元件，该检测仪能够快速通过传感器来检测驾驶员呼出气体中的酒精浓度的含量，再由单片机的放大、采集处理的功能来检测驾驶员呼出气体中的酒精含量是否符合标准，一旦检测到驾驶员体内酒精含量超出所设定的值，检测仪就会在显示屏上显示出酒精浓度值和语音播报并进行报警。
由于需要在驾驶员所呼出气体中测得其中酒精含量的浓度，再经由测量仪显示出来。因此，硬件设计主要思路就是需要由酒精浓度传感器将检测到的浓度值转换为电压信号，然后将电压信号传送给模数转换器，经过模数转换器转换后，再将转换后的数字信号发送给单片机，单片机对这一数字信号进行处理分析，之后将处理分析的结果经由语音模块和显示屏表示出来。
2.2 软件系统设计思路
确定标准是这一部分需要做的主要部分。由于起初的采样值是一种间接的负载分压值，因此需要将它转化成被测酒精浓度值。通过很多样品的测量确定很多浓度区间的标准，并将每一个区间的转换关系近似线性化处理，最后由软件编程的方法来体现。
3硬件系统设计
3.1硬件系统框图
应用MQ-3型气体传感器和AT89C51单片机实现检测酒精气体浓度的功
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