圖8所示,NPN型三極管Q7的集電極依次通過電阻R35和電阻R36與PNP型三極管Q8的集電極連接;NPN型三極管Q7的發射極接地;NPN型三極管Q7的基極的一條支路通過電容C50接地,一條支路依次通過電阻R34和電阻R77接地,一條支路通過電阻R34與晶閘管Q6的陰極連接,所述電阻R34的兩端并聯有二極管D5。
[0221]③:如圖8所示,PNP型三極管Q8的基極與電阻R35和電阻R36的連接點連接;PNP型三極管Q8的發射極與編碼器連接。
[0222]當單片機采集到控制信號產生單元中的任一個三輸入與門輸出高電位時,將與該三輸入與門連接的模擬開關控制端置高,以驅動晶閘管Q6導通,使得NPN型三極管Q7和PNP型三極管Q8導通,從而向編碼器發送信號以停止汽車。
[0223]本實施例中無論酒敏傳感器輸出信號Vj如何變化,工作基準區域控制器的工作基準采取如圖23所示梯田式區域控制,其中圖24示出了大信號控制波形,圖25示出了小信號控制波形,保證無論酒敏傳感器輸出信號Vj如何變化都能安全可靠地工作。
[0224]若電源電壓5V,則IV < Vj < 5V。
[0225]三)啟動定時跟蹤器;
[0226](一 )啟動定時跟蹤器的現有技術方案為:
[0227]當酒敏傳感器加電后,酒敏電阻由最大值逐漸變小,到溫度的臨界點阻值最小,隨溫度的不斷升高阻值又逐漸變小,酒敏傳感器的輸出信號Vj隨酒敏傳感器阻值的減小而增大,酒敏傳感器的阻值減到最小,Vj的幅值增到最大,然后隨酒敏傳感器阻值的增大逐漸減小,Vj變化的特征是上升的速度很快,下降的速度很慢,工作波形如圖26所示,Vj的幅值下降到工作狀態需要10分鐘,由于啟動車輛等待的時間太長,影響車輛的正常使用。
[0228]( 二)本實施例中的啟動定時跟蹤器,用于監測電源啟動后到酒敏傳感器正常工作之前的時間段內的工作狀態,若酒敏傳感器的輸出信號不能在預置時間內進入控制區域,則驅動所述酒敏傳感器按預置時間進入控制區域。
[0229]1、如圖6所示,啟動定時跟蹤器包括可編程電阻器Ull、NPN型三極管Qll和PNP型三極管Q19。
[0230]NPN型三極管Qll的基極的一條支路依次通過電阻R57和二極管D12與單片機連接,一條支路通過電阻R29接地,一條支路通過電阻R56分別與PNP型三極管Q19的發射極和酒敏傳感器連接;NPN型三極管Qll的集電極通過電阻R52與PNP型三極管Q19的基極連接;NPN型三極管Qll的發射極接地;
[0231]PNP型三極管Q19的集電極的一條支路接高電位,一條支路通過電阻R51與其基極連接后與所述電阻R52相連。
[0232]編程電阻器Ull與酒敏傳感器連接。
[0233]2、本實施例中啟動定時跟蹤器的工作過程為:
[0234]單片機驅動二極管D12導通,進而依次驅動NPN型三極管Qll和PNP型三極管Q19導通,以向酒敏傳感器供電;酒敏傳感器接通電源后,輸出信號Vj由零值升高到最大值后開始下降,若未在預置時間內下降到酒敏傳感器的工作基準點,則單片機控制可編程電阻器Ull降低阻值;當輸出信號Vj下降到工作基準點后,工作基準區域控制器的啟動信號通道導通,單片機依據啟動信號通道中二極管D20陰極端的高電位控制可編程電阻器Ull停止工作。
[0235]本實施例中預置時間為20s,若輸出信號Vj未在20s內下降到工作基準點,則啟動定時跟蹤器工作將輸出信號Vj迅速下降到工作基準點,具體波形如圖27所示。
[0236]四)檢測開關電路;
[0237](一 )檢測開關電路的現有技術包括兩種方案:
[0238]1、采用濕敏傳感器H-S,如圖34所示,在吹氣檢測時,濕敏傳感器接收到吹出的濕氣輸出電信號,驅動Q55、Q56導通,由Q56輸出高電平啟動車輛,這種方案的缺點:
[0239]①:各個地方的濕度不同,北方干燥,南方潮濕,在北方能正常工作,到南方由于濕度大經常出現吳啟動;
[0240]②:微型濕度傳感器H系列價格較貴,成本高。
[0241]2、采用微型發電機,如圖35所示,通過檢測吹入的氣體帶動微型發電機的風葉轉動,發出電流,使Q57、Q58導通,由Q58輸出高電平啟動車輛。這種方案的缺點是:
[0242]微型發電機體積較大,安裝不方便,微型發電機價格較貴,成本高。
[0243]( 二)本實施例中的檢測開關電路;
[0244]1、如圖7所示,包括薄膜開關、二極管D13、定時器U21、NPN型三極管Q14、NPN型三極管Q18和PNP型三極管Q15,具體連接關系為:
[0245]薄膜開關的一端與工作基準區域控制器的啟動信號通道連接,另一端與NPN型三極管Q18的基極連接。
[0246]NPN型三極管Q18的集電極與定時器U21連接,發射極接地。NPN型三極管Q14的基極與定時器U21連接,發射極接地,集電極依次通過電阻R54和電阻R55與PNP型三極管Q15的集電極連接。PNP型三極管Q15的基極連接于電阻R54和電阻R55之間,發射極與編碼器連接。
[0247]定時器U21的一端通過二極管D13與單片機連接。
[0248]2、本實施例中檢測開關電路的工作過程為:
[0249]①:當薄膜開關閉合后,定時器U21開始工作驅動NPN型三極管Q14和PNP型三極管Q15導通,從而向編碼器發送信號以啟動汽車。
[0250]②:單片機依據二極管D13陰極端的高電位,開始對采集到的酒敏傳感器輸出信號Vj進行A/D轉換,并判斷是否發生酒精濃度越限。
[0251]薄膜開關的優點是安裝方便,工作可靠,價格便宜,節藥成本。
[0252]五)自動測量電路
[0253]如圖36所示,通過傳感器控制酒后開車,需要設置傳感器的工作基準點c和控酒基準點b。如圖37所示,工作基準點c和控酒基準點b的間距設置的太小,由于檢測時吹入的氣體含有污染物,隨人而異,會造成誤報。如圖38所示,工作基準點c和控酒基準點b的間距設置的大會降低控酒的靈敏度,因此如圖39所示,工作基準點c和控酒基準點b之間間距的設定既不能誤報又能控酒。測量呼入氣體所含酒精的濃度,即測量傳感器輸出信號Vj從工作基準點到控酒基準點上升幅值的大小,為了符合國家要求司機飲酒不能超過20mg/c,超過20mg/c就是酒后開車的規定,設定工作基準點和控酒基準點之間的距離為20mg/c,司機飲酒后檢測到Vj上升幅值超過控酒基準點b,即為司機酒后開車。這種測量結果與國家規定的計量標準有較大的誤差,如圖40所示,其測量誤差=bc-ac,為了消除測量誤差,本實施例總采取量程自動轉換,一旦檢測到控酒信號,量程將自動轉換,有b點跳到a點。
[0254]如圖5所示,自動測量電路包括電子開關U40、定時器U41、PNP型三極管Q25和NPN型三極管Q24。
[0255]電子開關U23的常閉觸點連接于控制信號產生單元中電阻R8和電阻R9之間,常開觸點與電阻R8的另一端連接,動觸點與比較器U2A的反向輸入端連接;定時器U41與工作基準區域控制器中的控酒信號通道連接,具體為電阻R84與控酒信號通道的電阻R34連接;
[0256]當控酒信號通道導通后向電子開關U40供電,其動觸點與常開觸點閉合,將酒敏傳感器的輸出信號跳轉到標準計量點,單片機對采集到的酒精氣體濃度數據進行A/D轉換,檢測得到所述酒精氣體濃度數據。具體為:
[0257]1、啟動電源后,傳感器輸出信號Vj迅速上升到最大值,然后下降,這時啟動信號通道、控酒信號通道均處于關閉狀態,當Vj下降值低于Vc時,啟動信號通道被接通,司機吹氣檢測,Vj有下降轉為上升,Vj上升的最大值低于Vd,車輛被啟動,Vj上升的最大值大于Vd,,U2A的I腳由低變高,送電子開關U5C的輸入端8腳,由9腳輸出觸發Q6導通,啟動控酒信號通道,關閉車輛啟動,同時Q6為定時器U41提供電源,電子開關U40的動觸點與常開觸點閉合,將酒敏傳感器的輸出信號跳轉到標準計量點,并將Vj送單片機U19啟動數據測量程序。
[0258]2、當Vj上升的最大值大于Vb而小于Vc時,由最大值開始下降,下降值低于Vb時,U4A的9腳輸出由低變高,進入檢測狀態,司機吹氣檢測,Vj開始上升,Vj上升值小于Vc,正常啟動,上升值大于Vc,U2B的7腳輸出高電平,通過電子開關TOD、D10觸發Q6導通,U41、U40加電后自動跳到標準計量點Vd,并將Vj送單片機U19啟動數據測量程序。
[0259]3、當Vj的上升值大于Va而小于Vb時,由最大值開始下降,下降值低于Va時,U4C的10腳輸出由低變高,進入檢測狀態,司機吹氣檢測,Vj開始上升,Vj上升值小于Vb,正常啟動,上升值大于Vb,UlB的7腳輸出高電平,通過電子開關U5A、D8觸發Q6導通,U41、U40加電后自動跳到標準計量點Vd,并將Vj送單片機U19啟動數據測量程序。
[0260]六)吹氣信號產生電路
[0261]如圖10所示,包括定時器U7、PNP型三極管Q13和NPN型三極管Q12,具體連接關系為:
[0262]NPN型三極管Q12的基極與定時器U22連接,發射極接地,集電極與NPN型三極管Q13的基極連接;PNP型三極管Q13的集電極接高電位,發射極與編碼器連接;當工作基準區域控制器中的啟動信號導通時,PNP型三極管Q16驅動定時器U7輸出脈沖信號,驅動PNP型三極管Q22和NPN型三極管Q23導通,從而向編碼器發送吹起信號,提示用戶開始吹氣。
[0263]七)酒精濃度檢測信號產生電路
[0264]如圖11所示,包括定時器U22、PNP型三極管Q22和NPN型三極管Q23,具體連接關系為:
[0265]NPN型三極管Q23的基極與定時器U22連接,發射極接地,集電極與NPN型三極管Q22的基極連接;PNP型三極管Q22的集電極接高電位,發射極與編碼器連接;當電源啟動后,定時器U22輸出脈沖信號,驅動PNP型三極管Q22和NPN型三極管Q23導通,從而向編碼器發送酒精濃度檢測信號,提示用戶系統正在檢測中。
[0266]八)編碼器
[0267]如圖12所示,包括信號通道單元、NPN型三極管Q9、PNP型三極管QlO和編碼器芯片,具體連接關系為:
[0268]①:NPN型三極管Q9的基極與信號通道單元連接,發射極接地,集電極與PNP型三極管QlO的基極連接;PNP型三極管QlO集電極接高電位,發射極連接編碼器芯片。
[0269]②:編碼器芯片輸出端接入無線發射器。
[0270]③:信號通道單元包括四條信號通道,每條通道分別串入一個二極管,即如圖所示的二極管D9、二極管D22、二極管D21和二極管D23。其中,
[0271]串入二極管D23的信號通道與檢測開關電路連接,接收車輛啟動信號;
[0272]串入二極管D21的信號通道與控酒信號通道連接,接收車輛停止信號;
[0273]串入二極管D22的信號通道與吹氣信號產生電路連接,接收吹起指令;
[0274]串入二極管D9的信號通道與酒精濃度檢測信號產生電路,接收酒精濃度檢測信號。
[0275]④:如圖12所示,無線發射器包括聲表面波諧振器、PNP型三極管Q20、PNP型三極管Q21和天線El。
[0276]九)單片機
[0277]本實施例中采用STC12C5A60S2型號單片機,同時單片機U19可以通過串口與PC機通信,將酒精濃度檢測數據發送到PC機,便于用戶查詢、打印。
[0278]二、主機
[0279]一)譯碼器電路
[0280]如圖15所示,譯碼器電路包括依次連接的功率放大單元、放大整形單元和譯碼器,其中,
[0281]功率放大單元,對無線接收器接收的編碼信號進行功率放大;
[0282]放大整形單元,對功率放大后的編碼信號整流后發送到譯碼器;
[0283]譯碼器,對編碼信號解碼,將車輛啟動信號或者車輛停止信號發送到行車安全控制器。
[0284]1、功率放大單元
[0285]包括NPN型三極管Q28和NPN型三極管Q29,具體連接關系為:
[0286]NPN型三極管Q28基極的一條支路與無線接收器連接,一條支路分別與NPN型三極管Q29的基極和放大整形單元連接;發射極與放大整形單元連接;集電極分別與NPN型三極管Q29的基極和放大整形單元連接;NPN型三極管Q29發射極與放大整形單元連接;集電極連接電感L2。
[0287]2、放大整形單元
[0288]包括放大器U38B和放大器U38A,具體連接關系為:
[0289]