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車載酒精檢測系統畢業論文設計說明書(編輯修改稿)

2026-07-24 16:24 本頁面

　

【文章內容簡介】斷開連接，完成整個通信過程。3 系統的單元硬件設計車載酒精檢測系統是指利用傳感器技術、數據融合技術以及GPRS技術自動讀取車內空氣中酒精含量，并進行綜合處理，最終作為司機酒駕的依據。車載酒精檢測系統不但能夠實現自行檢測、實時上傳功能，還能為交警部門節省大量的人力物力。目前對于酒精檢測的種類很多，按照檢測方式的不同可分為人為檢測和自行檢測。人為檢測即公安交管部門通過交警人員采用便攜式酒精測試儀強制性的來檢測司機是否酒后駕車，且只能針對部分車輛抽樣檢測，具有局限性。自行檢測即利用酒精傳感器來檢測車內的酒精含量，但以前設計的系統基本上是一個單個酒精傳感器，對車內氣體的流通情況欠缺考慮，干擾大從而使得數據的可靠性不高，因此難以很好推廣。本系統中選擇數據融合技術和GPRS技術相結合的方式進行數據的處理以及傳輸，解決了上述兩種酒精檢測存在的問題。綜上所述，我們設計了用MQ3和ME3 ACZH50H來檢測車內的酒精含量、用模糊控制算法對數據進行融合處理，用STM32單片機作為控制中心。結合GPRS遠程無線數據傳輸將酒駕車輛的相關信息發送至交警大隊的控制中心。該系統具有功耗低，實時性好，數據遠程傳輸等優點。為了有效的防止酒駕的發生，本系統是基于以下設計原則研究開發的:，無需人為檢測，具有實時性強，安全可靠等優點。，相比與單個酒精傳感器測得的數據更加精確。，車輛設備應用場合特殊，所以要保證設備有效工作能力盡可能強。，盡可能將該設施配備于每一輛即將出廠的汽車，得到廣泛應用。~50，能夠穩定運行在車內的空間中。基于STM32的車載酒精檢測系統主要分為兩個部分:一是車載終端部分，也是車載酒精檢測系統的重點內容。主控制器安裝在汽車內部，為了直觀，將主控制器框圖畫在汽車外部。二是無線數據傳輸部分，將酒駕車輛的相關信息通過GPRS模塊發送至交警部門控制中心的IP上，或者發送至具體的手機號上。其整體結構如圖31所示。圖31車載酒精檢測系統的總體架構本課題設計了一套針對酒駕人群的實時的，自動化的車載酒精檢測系統。主要功能設計思想是通過車載部分的酒精傳感器采集車內氣體中的酒精含量，送至調理電路中，并將調理后的信號送至主控制器STM32進行數據融合處理，一旦酒精含量超過預設值，則將數據通過GPRS網絡發送至交警部門的控制中心，從而實現自動化、實時監測的目的。本設計希望提供的是面向大眾化的產品，在開發初期，對其功能設計、技術選擇及系統成本進行了市場定位，確定了功能需求。根據人們的需要正確地定位系統，科學地、理性地選擇功能是關鍵。考慮到我國目前對于酒駕的監察力度以及檢測手段，本系統設計定位于對酒駕人群的酒精檢測，系統突出的優點是低功耗、安裝方便、使用靈活、自動化檢測。同時考慮到我國仍是一個發展中國家并且貧富懸殊較大，因此本系統的設計定位在低成本，主要有酒精含量檢測、液晶顯示、發送數據等功能，所選取的器件既要保證經濟實用又要具備穩定的工作性能。車載酒精檢測系統是在自動化、實時監測的基礎上設計的，不用人為的去檢測，同時不受距離的約束，能夠把酒駕信息直接發送至交警部門的控制中心，達到實時監測的目的。系統的各部分功能如下:，用來采集汽車內氣體中的酒精含量。，傳送給微處理器處理。，得出最終酒精數值并與預設值做比較，若超出則汽車通過液晶屏周期性閃動來警示司機己經處于酒駕狀態，并將酒駕數據通過GPRS網絡發送至交警部門的控制中心或者具體的手機號上。系統的功能結構如圖32所示。圖32車載部分總體框圖在硬件設計的過程中，為了使硬件電路的設計更加合理，在別人成功經驗的基礎上還重點考慮了一下幾方面的內容:，盡可能地采用一些標準化的經典電路，電路中盡可能使用的功能強大的芯片，并且集成度要高。，要適當地留有余地，以便日后進行系統其它方面的功能的拓展。，因此在設計時盡可能地使用一些較新的技術。車載酒精檢測系統要求實時性好，穩定性好，性價比高，考慮到系統完成的功能較多，選用意法半導體公司生產的微控制器STM32F103ZET6。STM32增強型單片機使用高性能的ARM CortexM3 32位處理器，M3的M指代的是ARM中的M，與ARM相比，它同樣可以提供MCU這一平臺，成本低、功耗低、性能介與ARM7與ARMS之間。CortexM3是能提供額外的代碼效率的32位的精簡指令集微處理器( RISC)，在通常8為到16位系統的存儲空間上獲得了ARM核心的高性能。，片內FLASH容量高達512K字節，用于存放程序和數據。, CPU能以0字節讀寫。因此，我們無需增加外部的數據存儲器，這樣可以節約系統成本，提高系統的穩定性和可靠性。(GPIO)的輸入輸出功能可有軟件配置，根據需要，可以配置成開路輸出或推拉、帶或不帶上拉或下拉的輸入等功能。STM32的IO有兩種管腳:CMOS和TTL，所有管腳都兼容CMOS和TTL電平。+2個通用同步異步接收發送器(USART)。3個SPI接口，在從或主模式下，全、半雙工的通信速率可以達到18兆位秒，方便與時鐘芯片、存儲器等外圍器件通信。 103ZET6支持睡眠、停機和待機模式三種低功耗模式。，接口耐壓值為5V。總之，STM32F 103ZET6芯片的引用，降低了功耗和生產成本，提高了整個系統的運營效率，與同類系統的芯片相比，性能有了顯著地提升。 STM32F103電路設計要保證系統的正常運行，必須要配置STM32F 103ZET6的最小系統。STM32F 103ZET6單片機采用兩個外部晶振。一般選用8M晶振提供實時時鐘。為了提高系統的可操作性，設計了上電或按鍵復位電路，一旦RST上電壓低于復位電壓，系統進入復位狀態。電源接通瞬間，由于電容C25的充電作用，RST上是低電平，單片機自動復位。在單片機運行期間，按下按鍵B1后松開，也可以使RST保持一段時間低電平，實現單片機的復位。3. JTAGSWD接口JTAG (Joint Test Action Group)聯合測試行動小組是一種國際標準測試協議（IEEE )，標準的JTAG接口包括:TMS, TCK, TDI, TDO，分別為模式選擇、時鐘、數據輸入和數據輸出線。通過JTAG接口，我們可以燒錄和調試程序，可以與目前主流JUNK V8仿真器配合使用。另外STM32還有SWD接口，SWD只需要最少兩根線(SWCLK和SWDIO)就可以下載并調試代碼了，SWD模式比JTAG在高速模式下面更加可靠。另外，芯片上的BOOTO和BOOT1用來設置STM32F 103的啟動方式，具體跳帽設置和啟動模式如下表33所示。表33跳帽設置和啟動模式 MQ3模塊介紹 MQ3使用的二氧化錫(Sn02)作為氣敏材料，

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