車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)畢業(yè)論文設(shè)計(jì)說(shuō)明書(編輯修改稿)
2024-07-24 16:24 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 斷開(kāi)連接，完成整個(gè)通信過(guò)程。3 系統(tǒng)的單元硬件設(shè)計(jì)車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)是指利用傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)融合技術(shù)以及GPRS技術(shù)自動(dòng)讀取車內(nèi)空氣中酒精含量，并進(jìn)行綜合處理，最終作為司機(jī)酒駕的依據(jù)。車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)不但能夠?qū)崿F(xiàn)自行檢測(cè)、實(shí)時(shí)上傳功能，還能為交警部門節(jié)省大量的人力物力。目前對(duì)于酒精檢測(cè)的種類很多，按照檢測(cè)方式的不同可分為人為檢測(cè)和自行檢測(cè)。人為檢測(cè)即公安交管部門通過(guò)交警人員采用便攜式酒精測(cè)試儀強(qiáng)制性的來(lái)檢測(cè)司機(jī)是否酒后駕車，且只能針對(duì)部分車輛抽樣檢測(cè)，具有局限性。自行檢測(cè)即利用酒精傳感器來(lái)檢測(cè)車內(nèi)的酒精含量，但以前設(shè)計(jì)的系統(tǒng)基本上是一個(gè)單個(gè)酒精傳感器，對(duì)車內(nèi)氣體的流通情況欠缺考慮，干擾大從而使得數(shù)據(jù)的可靠性不高，因此難以很好推廣。本系統(tǒng)中選擇數(shù)據(jù)融合技術(shù)和GPRS技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)的處理以及傳輸，解決了上述兩種酒精檢測(cè)存在的問(wèn)題。綜上所述，我們?cè)O(shè)計(jì)了用MQ3和ME3 ACZH50H來(lái)檢測(cè)車內(nèi)的酒精含量、用模糊控制算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理，用STM32單片機(jī)作為控制中心。結(jié)合GPRS遠(yuǎn)程無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸將酒駕車輛的相關(guān)信息發(fā)送至交警大隊(duì)的控制中心。該系統(tǒng)具有功耗低，實(shí)時(shí)性好，數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程傳輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)。為了有效的防止酒駕的發(fā)生，本系統(tǒng)是基于以下設(shè)計(jì)原則研究開(kāi)發(fā)的:，無(wú)需人為檢測(cè)，具有實(shí)時(shí)性強(qiáng)，安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。，相比與單個(gè)酒精傳感器測(cè)得的數(shù)據(jù)更加精確。，車輛設(shè)備應(yīng)用場(chǎng)合特殊，所以要保證設(shè)備有效工作能力盡可能強(qiáng)。，盡可能將該設(shè)施配備于每一輛即將出廠的汽車，得到廣泛應(yīng)用。~50，能夠穩(wěn)定運(yùn)行在車內(nèi)的空間中?；赟TM32的車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)主要分為兩個(gè)部分:一是車載終端部分，也是車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)的重點(diǎn)內(nèi)容。主控制器安裝在汽車內(nèi)部，為了直觀，將主控制器框圖畫在汽車外部。二是無(wú)線數(shù)據(jù)傳輸部分，將酒駕車輛的相關(guān)信息通過(guò)GPRS模塊發(fā)送至交警部門控制中心的IP上，或者發(fā)送至具體的手機(jī)號(hào)上。其整體結(jié)構(gòu)如圖31所示。 圖31車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)的總體架構(gòu) 本課題設(shè)計(jì)了一套針對(duì)酒駕人群的實(shí)時(shí)的，自動(dòng)化的車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)。主要功能設(shè)計(jì)思想是通過(guò)車載部分的酒精傳感器采集車內(nèi)氣體中的酒精含量，送至調(diào)理電路中，并將調(diào)理后的信號(hào)送至主控制器STM32進(jìn)行數(shù)據(jù)融合處理，一旦酒精含量超過(guò)預(yù)設(shè)值，則將數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至交警部門的控制中心，從而實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。本設(shè)計(jì)希望提供的是面向大眾化的產(chǎn)品，在開(kāi)發(fā)初期，對(duì)其功能設(shè)計(jì)、技術(shù)選擇及系統(tǒng)成本進(jìn)行了市場(chǎng)定位，確定了功能需求。根據(jù)人們的需要正確地定位系統(tǒng)，科學(xué)地、理性地選擇功能是關(guān)鍵?？紤]到我國(guó)目前對(duì)于酒駕的監(jiān)察力度以及檢測(cè)手段，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)定位于對(duì)酒駕人群的酒精檢測(cè)，系統(tǒng)突出的優(yōu)點(diǎn)是低功耗、安裝方便、使用靈活、自動(dòng)化檢測(cè)。同時(shí)考慮到我國(guó)仍是一個(gè)發(fā)展中國(guó)家并且貧富懸殊較大，因此本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)定位在低成本，主要有酒精含量檢測(cè)、液晶顯示、發(fā)送數(shù)據(jù)等功能，所選取的器件既要保證經(jīng)濟(jì)實(shí)用又要具備穩(wěn)定的工作性能。車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)是在自動(dòng)化、實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，不用人為的去檢測(cè)，同時(shí)不受距離的約束，能夠把酒駕信息直接發(fā)送至交警部門的控制中心，達(dá)到實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的目的。系統(tǒng)的各部分功能如下:，用來(lái)采集汽車內(nèi)氣體中的酒精含量。，傳送給微處理器處理。，得出最終酒精數(shù)值并與預(yù)設(shè)值做比較，若超出則汽車通過(guò)液晶屏周期性閃動(dòng)來(lái)警示司機(jī)己經(jīng)處于酒駕狀態(tài)，并將酒駕數(shù)據(jù)通過(guò)GPRS網(wǎng)絡(luò)發(fā)送至交警部門的控制中心或者具體的手機(jī)號(hào)上。系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖32所示。 圖32車載部分總體框圖在硬件設(shè)計(jì)的過(guò)程中，為了使硬件電路的設(shè)計(jì)更加合理，在別人成功經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上還重點(diǎn)考慮了一下幾方面的內(nèi)容:，盡可能地采用一些標(biāo)準(zhǔn)化的經(jīng)典電路，電路中盡可能使用的功能強(qiáng)大的芯片，并且集成度要高。，要適當(dāng)?shù)亓粲杏嗟?，以便日后進(jìn)行系統(tǒng)其它方面的功能的拓展。，因此在設(shè)計(jì)時(shí)盡可能地使用一些較新的技術(shù)。車載酒精檢測(cè)系統(tǒng)要求實(shí)時(shí)性好，穩(wěn)定性好，性價(jià)比高，考慮到系統(tǒng)完成的功能較多，選用意法半導(dǎo)體公司生產(chǎn)的微控制器STM32F103ZET6。STM32增強(qiáng)型單片機(jī)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(tái)，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(jiǎn)指令集微處理器( RISC)，在通常8為到16位系統(tǒng)的存儲(chǔ)空間上獲得了ARM核心的高性能。，片內(nèi)FLASH容量高達(dá)512K字節(jié)，用于存放程序和數(shù)據(jù)。, CPU能以0字節(jié)讀寫。因此，我們無(wú)需增加外部的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，這樣可以節(jié)約系統(tǒng)成本，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。(GPIO)的輸入輸出功能可有軟件配置，根據(jù)需要，可以配置成開(kāi)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(gè)通用同步異步接收發(fā)送器(USART)。3個(gè)SPI接口，在從或主模式下，全、半雙工的通信速率可以達(dá)到18兆位秒，方便與時(shí)鐘芯片、存儲(chǔ)器等外圍器件通信。 103ZET6支持睡眠、停機(jī)和待機(jī)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(chǎn)成本，提高了整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)效率，與同類系統(tǒng)的芯片相比，性能有了顯著地提升。 STM32F103電路設(shè)計(jì)要保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行，必須要配置STM32F 103ZET6的最小系統(tǒng)。STM32F 103ZET6單片機(jī)采用兩個(gè)外部晶振。一般選用8M晶振提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘。 為了提高系統(tǒng)的可操作性，設(shè)計(jì)了上電或按鍵復(fù)位電路，一旦RST上電壓低于復(fù)位電壓，系統(tǒng)進(jìn)入復(fù)位狀態(tài)。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(jī)自動(dòng)復(fù)位。在單片機(jī)運(yùn)行期間，按下按鍵B1后松開(kāi)，也可以使RST保持一段時(shí)間低電平，實(shí)現(xiàn)單片機(jī)的復(fù)位。3. JTAGSWD接口JTAG (Joint Test Action Group)聯(lián)合測(cè)試行動(dòng)小組是一種國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試協(xié)議（IEEE )，標(biāo)準(zhǔn)的JTAG接口包括:TMS, TCK, TDI, TDO，分別為模式選擇、時(shí)鐘、數(shù)據(jù)輸入和數(shù)據(jù)輸出線。通過(guò)JTAG接口，我們可以燒錄和調(diào)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(diào)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(lái)設(shè)置STM32F 103的啟動(dòng)方式，具體跳帽設(shè)置和啟動(dòng)模式如下表33所示。 表33跳帽設(shè)置和啟動(dòng)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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