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摘要：酒驾在交通事故中占有相当大的比例，对人们的生命和财产安全构成严重威胁。随着传感器技术、单片机技术、信息传输技术等相关领域的快速发展，为预防酒驾安全检测系统的研发提供了强有力的技术支持。作者设计了一款强制安装在汽车仪表台上的酒精检测装置，检测合格后才能导通继电器，从而控制火花塞点火；在驾驶过程实时监测酒精浓度，防止代替吹气或中途换人。装置由STM32F103C8T6单片机作为核心控制器，由TCRT5000光电门传感器和MQ-3酒精传感器进行条件检测，以语音提示扬声器、声光报警组合、继电器作为执行机构，在检测到酒精状态下无法启动汽车并报警，并实现驾驶过程的酒精监测和报警。

关键词：单片机；STM32；防酒驾；酒精检测；过程监测。

一、设计背景和意义

随着人们生活水平的提高和汽车保有量的增加，对交通安全的需求也日益增长。预防酒驾安全检测系统的研发，能够满足社会对提升交通安全水平的需求。酒驾是导致严重交通事故的主要原因之一。据相关数据统计，酒驾在交通事故中占有相当大的比例，对人们的生命和财产安全构成严重威胁。随着传感器技术、单片机技术、信息传输技术等相关领域的快速发展，为预防酒驾安全检测系统的研发提供了强有力的技术支持。根据作者的调查发现，目前还未有汽车强制安装酒精检测单元，故设计了一款强制安装在汽车上的酒精检测装置，预防酒驾的发生；并全过程进行驾驶人员呼气酒精含量监测，防止代替吹气或中途换人的违法行为。

二、系统功能设计

当人进入驾驶位后，由TCRT5000光电传感器检测人的进入，系统随即发出语音提示“请吹气”。此时MQ-3酒精传感器开始工作，检测吹气的酒精浓度，若浓度高于设定值，系统发出语音提示“你涉嫌酒驾，请勿驾车！”，警示红灯LED亮起（请勿驾驶警示灯），蜂鸣器报警，继电器不导通；若浓度低于设定值，系统则认定未产生酒驾，绿灯LED亮起（允许驾驶），继电器导通，允许点火开关打火或允许汽车电机转动。

在行驶过程中，酒精传感器持续监测空气中酒精浓度值，若发现高于设定值，则发出酒驾的语音提示，蜂鸣器报警，警示红灯LED亮起；若低于设定值，则正常显示绿灯，继电器持续导通。为了防止驾车过程中人的替换，作者设置了防替换程序：若在绿灯亮起（允许驾驶）、继电器导通的正常行驶中，光电门检测到人离开，则自动切断继电器，允许驾驶的绿灯关闭，切换为待检测红灯亮起，需要重新检测酒精浓度才能正常驾驶汽车。图1为系统工作流程。

该系统包含多传感器检测。包含酒精传感器、光电传感器，设定了先检测人、后检测酒精的正常操作逻辑。在不同检测结果下进行智能语音提示检测，未检测则无法启动汽车，实现了酒精检测强制性，保障了驾车安全。在初次酒精测试后，在允许驾驶状态下，持续对驾驶位的空气酒精浓度进行检测，并进行语音提示和报警。为了防止汽车急刹急停，不会立即断开继电器，仅做声光报警提示。在光电门检测到驾驶位上人离开后，需重新吹气检测酒精，防止中途驾驶人替换。

三、系统电路图

该系统包括STM32单片机最小系统电路和输入输出功能电路两部分。单片机最小系统电路包括单片机和单片机外围电路（电源接口、稳压电路、滤波电路、复位电路、时钟电路、LED电路、SWD接口），如图2所示。

输入输出功能电路包含输入电路（酒精传感器、光电开关模块）和输出电路（三路LED显示、语音播放模块、继电器电路、蜂鸣器模块）。酒精传感器MQ-3可转动模块上的电位器，从而设置酒精检测的灵敏度。光电开关需要在弱光环境下测试并在程序中设置其触发阈值。三路LED灯为共阳极连接，阴极连接到单片机的PA2、PA3、PA4，低电平导通。语音播放模块为有源器件，5V正电压导通，引脚⑧与⑨连接单片机PB11和PB10引脚，直接驱动4Ω、3W的扬声器。继电器为HF32F常开型继电器，触发信号为单片机PB1引脚高电平。蜂鸣器采用低电平触发蜂鸣器。整体电路图如下图3所示。

四、程序设计

五、总结

该设计为可以强制安装在汽车上的酒精检测装置，通过传感器强制检测后才能启动汽车，并且实现了驾驶过程的酒精检测，通过对继电器通断的控制和声光组合报警来预防酒驾行为的发生，具有很好的实用效果和安全保障意义。在后期的改进中，可增加多个酒精传感器的组合监测、物联网控制、交警平台联网等功能。