采用小功率音频信号放大器LM386放大报警语音获得了清晰适度的语音信号。
2.3 手机自动拨号电路设计
经过测试,传感器检测到酒精且达到S2级酒后标准时输出电压为1.7 V,酒精浓度达到所设计的S3级醉酒标准时输出电压为3.9 V,而没有酒精时输出电压不超过0.39 V。所以传感器的输出电压经过LM358放大三倍后,作为NE555的工作电压,能够保证在检测到酒精时,NE555能可靠工作且不至损坏。手机拨号电路如图5所示。
当NE555输出的矩形波低电平到来时,发光二极管熄灭,手机发射键上的行线和列线上的光敏电阻阻值为90 kΩ左右,手机发射键断开。当矩形波高电平到来时,发光二极管发光,光敏电阻阻值变为100 Ω左右,手机发射键被接通。当发光二极管闪光两次之后,相当于手机被连按两次发射键,预先存储的车主电话被打通,车主接通电话就可听到清晰适度的预警语音。
3 测试结果及分析
3.1 传感器模块测试数据及分析
输入电压为12 V时,根据驱动电路的需要,调节负载电阻为2 kΩ可以达到最佳工作状态,使传感器达到最灵敏的加热时间为5 min。对输出电压信号进行测试,各级输出电压为S1:0.39 V,S2:1.7 V,S3:3.9 V。经分析测试结果可知,电压信号正常。如果汽车电池电压过低,可以适当调高负载电阻以保证三级对应的输出电压保持稳定。
3.2 阈值电压的测试结果及分析
三级阈值电压应分别低于传感模块的输出电压,并留有适当的余量,以确保预警的可靠性。综合考虑传感器本身的特性参数,以及对空气和温度的要求,对电路中的3个10 kΩ电位器进行调节,经反复测试与分析,S1级的阈值电压为0.20 V,S2级的阈值电压为1.0 V,S3级的阈值电压为2.9 V,符合实验标准。
3.3 语音功率放大电路的测试与分析
在LM386的1脚与8脚接电容、电阻以调节电路的闭环电压增益。经反复调试,当电容取值为10 μF、电阻值为1.2 kΩ时,电压放大倍数达到34 dB,可以得到清晰适度的语音报警。适当调小电阻值,可提高放大倍数。
3.4 NE555矩形波信号的测试与分析
采用NE555来产生周期性脉冲,发光二极管的发光周期不宜超过2 s,否则将会使系统不能驱动手机拨号呼叫功能而影响远程报警。实际设计的方波周期T为1.148 s,实际运行良好。
实验显示,采用基于现有公网的无线通信方式,可大大提高报警系统的通信可靠程度,而且通信距离不受限制,从而实现车主对汽车的远距离实时监控。由于车主为法定责任人,车主对驾驶员的控制力远远高于乘客,这样的配置可以帮助车主从源头上杜绝酒后驾驶。整个系统采用汽车电源供电,主要费用为移动卡的月租费,用手机作为发射机省去了很多软硬件费用[4-5]。实验采用了普通手机,三种公用网络(电信、移动、联通)都收到了预期的预警语音(或短消息)。通过适当改造,系统还可用于车主对汽车防盗的要求,也可用于无人值守的仓库防护、楼门禁入等场合。系统充分利用了现有的公用通信资源,大大降低了成本,因而具有较好的推广价值。
参考文献
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[2] 秦云.汽车电子新技术综述[J].轻型汽车技术,2008,221-222(1/2):38-41.
[3] 中华人民共和国国家标准:GB19522—2004,车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验[S].
[4] 马胜前.远程智能监控系统的设计与实现[J].电子技术应用,2007,33(9):93-96.
[5] 吕芳,胡林静,臧琛.基于TC35 GSM的汽车防盗报警系统的软件设计[C].第三届全国嵌入式技术和信息处理联合学术会议,2009:125-127.