一種車載超低功耗酒精探測控制儀設(shè)計

　　酒后駕車容易發(fā)生交通事故，為了減少或杜絕這種現(xiàn)象，通常是采用呼氣酒精測試儀對駕駛?cè)藛T進行現(xiàn)場檢測，以確定駕駛?cè)藛T是否飲酒。目前，市場上警用酒精測試儀種類繁多、功能強大、靈敏度高，但是由于它沒有安裝在汽車內(nèi)部，只能由交警人員來實施，因此并不能從根本上杜絕酒后駕車，酒后駕車事件仍時有發(fā)生。

　　本文提出了一種基于MSP430單片機的超低功耗酒精探測控制儀，該儀器安裝在汽車內(nèi)，當駕駛?cè)藛T進入駕駛室后，可以自動對酒精濃度進行探測，以確保行車的安全。系統(tǒng)可以根據(jù)檢測到的酒精含量是否超標控制汽車點火器打開或者關(guān)閉，如果超標，則駕駛?cè)藛T無法啟動汽車，因此從根本上杜絕了酒后駕車的出現(xiàn)。該系統(tǒng)具有性價比高，智能化程度高，工作穩(wěn)定可靠的優(yōu)點。

系統(tǒng)工作原理

　　系統(tǒng)采用超高靈敏度酒精傳感器，超低功耗單片機系統(tǒng)，自動探測酒精濃度的方法，可以防止駕駛?cè)藛T逃避檢測，以判斷駕駛員是否是酒后開車，系統(tǒng)總體設(shè)計如圖1所示。該系統(tǒng)可放置在汽車儀表盤位置，當司機發(fā)動汽車時，探測控制儀啟動，此時發(fā)動機處于被鎖狀態(tài)，汽車無法啟動。酒精傳感器加熱后，探測控制儀對酒精傳感器探測的氣體信號進行檢測。由于酒精含量與酒精傳感器檢測后產(chǎn)生的電壓信號成特定的比例關(guān)系，因而可根據(jù)電壓信號進行酒精含量的判斷。檢測到的信號經(jīng)過放大和濾波之后，通過單片機內(nèi)置的12位ADC轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，由單片機對此信號進行處理判斷，假設(shè)酒精含量沒有超標，LCD顯示屏幕顯示當前酒精濃度，同時正常指示燈亮起，控制繼電器不起作用，汽車隨之啟動；反之，則進行聲光報警，控制繼電器切斷點火裝置電源，駕駛?cè)藛T無法啟動汽車，從根本上實現(xiàn)控制酒后駕車。汽車啟動后，控制儀隨即進入低功耗狀態(tài)，只有酒精濃度探測電路一直工作，一旦駕駛?cè)藛T駕駛過程中飲酒，控制儀立即恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。

圖1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)硬件設(shè)計

1 主控電路設(shè)計

　　本控制儀采用了美國德州儀器公司推出的16位超低功耗、高性能MSP430單片機系列中的MSP430FG4619。它在活動模式時僅350μA，口線輸入漏電流最大50nA；它的高度集成不但大大降低了故障率，而且在成本、體積、穩(wěn)定性方面都有明顯優(yōu)勢。

　　酒精探測控制儀系統(tǒng)中MSP430FG4619用來判斷氣體中的酒精含量，控制整個控制儀的工作。系統(tǒng)主控電路如圖2所示，包含晶振電路、復(fù)位電路和JTAG接口電路等。

圖2 系統(tǒng)主控電路示意圖

2 酒精檢測電路