1 酒后駕駛監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計

1.1 設(shè)計概述

結(jié)合硬件設(shè)計，當駕駛室內(nèi)檢測到酒精濃度時，蜂鳴裝置開始警告，下一步需要定位裝置完成定位，其次利用GSM模塊進行信息發(fā)送。系統(tǒng)設(shè)計以功能的實現(xiàn)為目的，先進行了模式劃分，然后編寫各模塊任務(wù)內(nèi)容。軟件主要劃分為以下模塊任務(wù)：

(1)酒精檢測模塊流程設(shè)計；

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式強調(diào)自主學(xué)習(xí)，因此讓學(xué)生知道學(xué)習(xí)目標，明確重點、難點非常必要.科學(xué)的學(xué)習(xí)目標設(shè)計突出落實學(xué)生的主體地位，培養(yǎng)“學(xué)會學(xué)習(xí)”的素養(yǎng).

(2)報警程序的設(shè)計與實現(xiàn)；

(3)GSM短信程序的設(shè)計與實現(xiàn)；

利用單片機PIC16F877A-E/PT來進行 LED 屏的驅(qū)動，用于當前駕駛室內(nèi)酒精濃度值的顯示。單片機模塊與顯示器 5110液晶屏模塊通過SPI通訊協(xié)議進行數(shù)據(jù)交換。以初始化數(shù)據(jù)設(shè)置寄存器模塊，同時，由單片機發(fā)送控制指令來顯示信息，同步完成工作狀態(tài)的判斷。

(5)液晶顯示模塊設(shè)計。

語音子程序在系統(tǒng)設(shè)計中必須遵循SPI串行接口協(xié)議。以SS管腳一直保持低電平為基礎(chǔ)，完成一個完整的SPI指令傳輸周期。當SCLK值上浮，數(shù)據(jù)輸入語音解碼芯片，當SCLK值下降，數(shù)據(jù)通過語音芯片輸出。操作碼包含命令字節(jié)和數(shù)據(jù)字節(jié)，通過SPI指令進行操作。具體流程如圖2所示。

本次設(shè)計應(yīng)用C語言，借助keil C51系統(tǒng)進行內(nèi)容編輯。

1.2 設(shè)計模式

系統(tǒng)軟件程序的設(shè)計首先確定總體方案，輔以流程圖表示。流程圖能夠反映整個設(shè)計的框架和思路，之后確定程序結(jié)構(gòu)，包括邏輯設(shè)計及存儲安排等。為了方便后期程序的進一步維護和管理，采用層次化設(shè)計方案，將程序分解為三層，表述為應(yīng)用層、界面層和底層驅(qū)動層。

應(yīng)用層借由各變量和標志來實現(xiàn)功能，進而完成驅(qū)動。界面層涵蓋多種寄存器和緩沖區(qū)域，來完成數(shù)據(jù)的互通。以底層模塊已存的模塊和變量為基礎(chǔ)，完成各層的數(shù)據(jù)對接，并且要求界面層的設(shè)計較為流程，來方便數(shù)據(jù)流通。

國務(wù)院常務(wù)會議于日前決定全面清理各類證明事項，更多地消除群眾和企業(yè)辦事煩惱。一是對國務(wù)院部門規(guī)章和規(guī)范性文件等設(shè)定的證明事項，可直接取消的要立即停止執(zhí)行，并抓緊修改或廢止規(guī)章、文件；二是對法律法規(guī)有規(guī)定，但可通過法定證照、書面告知承諾、政府部門間核查等涵蓋或替代的證明事項，要提請修法，依托信息共享和信用體系予以取消；三是對各地自行設(shè)定的證明事項，除地方性法規(guī)規(guī)定外，最晚應(yīng)于年底前取消；四是各地區(qū)各部門要及時公布取消和保留的證明事項清單，對確需保留的要逐項列明設(shè)定依據(jù)、辦理指南等。清單之外，政府部門、公用事業(yè)單位和服務(wù)機構(gòu)不得索要證明。

底層驅(qū)動層以硬件程序為主，針對酒駕檢測的監(jiān)控系統(tǒng)而言，包括了Nokia 5110液晶顯示驅(qū)動程序、北斗定位模塊、單片機開發(fā)模塊、串口程序、SIM800C驅(qū)動程序、酒精檢測驅(qū)動程序等，主要服務(wù)于硬件。通常而言底層程序的邏輯設(shè)計及編寫會影響到整體系統(tǒng)的運行性能，這就需要每個底層程序保持相互之間的獨立性，要求數(shù)據(jù)交換不發(fā)生再各底層程序之間。此外，底層與應(yīng)用層之間也沒有訪問關(guān)系。若需要完成對外的連接，必須通過應(yīng)用層 調(diào)度來實現(xiàn)數(shù)據(jù)對接。

本次設(shè)計需要利用硬件模塊進行司機是否酒駕的甄別，相關(guān)硬件設(shè)計也已完成，本文不再贅述。當檢測到酒駕行為時，系統(tǒng)將自動進行報警，并且完成發(fā)動機點火模塊的關(guān)閉。結(jié)合汽車駕駛時的實際情況，當駕駛員進入駕駛室后，相關(guān)酒精檢測模塊開始進行駕駛室內(nèi)酒精濃度的檢測，該硬件模塊安置于駕駛室內(nèi)方向盤后方，距離駕駛員較勁，可以直接探測到駕駛室內(nèi)的酒駕濃度，若沒有檢測到酒精濃度，允許發(fā)動機正常點火。如果檢測到駕駛室內(nèi)含有酒精濃度，則系統(tǒng)會截止發(fā)動機的點火系統(tǒng)，此時無法完成車輛啟動；進一步的，系統(tǒng)結(jié)合了北斗定位技術(shù)，完成定位后驅(qū)動報警模塊，蜂鳴器通過提示音來完成報警，之后系統(tǒng)進一步通過GSM短信傳輸報警信息，完成實時監(jiān)控。

2 酒精檢測程序流程設(shè)計

2.1 酒駕檢測流程設(shè)計

酒駕探測主要借助酒駕傳感器和濕度傳感器，來探測駕駛室內(nèi)酒駕濃度，并將信號發(fā)送到處理器。啟動點火開關(guān)時，駕駛員需要先進行呼氣采樣進行判斷。通過呼氣的動作來啟動檢測程序。判別形式通過濕度傳感器和麥克風(fēng)輸出信號共同完成。

判斷流程：首先預(yù)熱MQ-3模塊20秒，濕度傳感器HIH 3610采集駕駛室內(nèi)的濕度電壓值，呼氣后繼續(xù)采集濕度,并且共同完成麥克風(fēng)電壓值采集。經(jīng)過電壓變化率自動計算電壓斜率的變化,若濕度電壓變化值大于0.6V,且濕度傳感器采集呼氣中濕度記為2.6V，呼氣判斷成功。當模擬量輸出電壓(0.1-0.3V)相對沒有波動，將電壓值設(shè)置在4V來對應(yīng)酒駕含量高濃度。因此，檢測值為4V電壓則說明酒精濃度超標。由于酒精傳感器MQ-3需要提前預(yù)熱，所以在實際采集電壓時，需要設(shè)定等待20s。具體流程如圖1所示。

2.2 報警流程設(shè)計

應(yīng)用蜂鳴器進行報警。一旦探測出酒精濃度超標，則由蜂鳴器進行報警。當駕駛員接通系統(tǒng)電源后，開始自檢，語音模板會發(fā)出呼氣提示音，完成檢測后，根據(jù)檢測結(jié)果進行判斷，進而進行報警。

例1中第8至15小節(jié)為第一主題，生動活潑，具有強烈的節(jié)奏感。鋼琴Ⅰ的右手演奏主題旋律，模仿民族樂器中揚琴、琵琶、竹笛、板胡等高音樂器。學(xué)習(xí)時首先需解決鋼琴八度的演奏技巧：1. 肩膀、手臂不能過于緊張。2.固定好1至5指的手形，虎口不要塌陷，其余手指放松，5指指尖牢固，使高音更加明亮。 3. 手腕靈活、向下主動發(fā)力，下鍵速度快、幅度小，發(fā)力后立即放松，聲音具有彈性及穿透力。左手的重復(fù)音模仿笙的演奏，節(jié)奏要均勻，抓住每小節(jié)的重音，與右手的配合要默契。演奏時還需注意右手四分音符的時值應(yīng)飽滿，同時與左手的兩個八分音符對齊（不要過短或過長）。

2.3 GSM短信程序設(shè)計

手機的信號頻率約在900MH左右，主要通過電離層的反射來完成傳播。在進行信息傳遞時，信號會借由最近基站完成傳輸，基站會將高頻信號頻率降為低頻，再傳向其他一基站，再次傳遞到終端設(shè)備時，又會轉(zhuǎn)變?yōu)楦哳l信號。短信相關(guān)程序的設(shè)計如圖3所示。

TEXT模式列舉：設(shè)置消息中心，AT+CSCA=“+8613010XXX500”；設(shè)置發(fā)送格式，AT+CMGF=1(1-TEXT,0-PDU)；發(fā)送信息：AT+CMGF=“13XXXXXXXXX”；等SIM300模塊返回后輸入內(nèi)容，以結(jié)束后，開始發(fā)送。

本設(shè)計中，由UART接口輸出定位數(shù)據(jù)，為NMEA協(xié)議格式，串口波特率為115200bps，數(shù)據(jù)位為8位，通過1bit完成起始，不設(shè)置單獨的校驗位。用REB-3571LP初始化串口參數(shù)，進行數(shù)據(jù)分析和傳輸。北斗定位程序流程如圖4所示。

第二，中層干部與下級的溝通是穩(wěn)步開展本部門管理工作的基礎(chǔ)。一個部門的各項工作，光靠中層干部孤掌難鳴，需要全體員工共同努力完成。這就要求，中層干部踏踏實實深入基層，用心與員工去溝通，了解他們的思想狀態(tài)，了解他們實際生活和工作中存在的困難，盡全力幫助解決，解決不了也要積極反應(yīng)給上級組織，爭取最大支持。中層干部與員工建立良好的溝通可以為穩(wěn)定職工隊伍打下堅實的基礎(chǔ)，可以激起員工自覺努力工作的熱情，從而創(chuàng)新出更好的工作團隊。

祝驛楠 男，1997年出生于浙江杭州，現(xiàn)為浙江工業(yè)大學(xué)計算機學(xué)院本科生，研究方向包括可充電傳感器網(wǎng)絡(luò)、無線自組織網(wǎng)絡(luò)等.

PDU模式列舉：設(shè)置發(fā)送格式，AT+CMGF=0(1-TEXT,0-PDU)；設(shè)置發(fā)送長度，AT+CMGF=<20>；發(fā)送信息，AT+CMGF=。

2.4 北斗定位程序設(shè)計

通過串口的GSM模塊控制，以單片機向無線通信模塊發(fā)出指令，以短消息完成信息傳遞。通過系統(tǒng)軟件完成常用指令及短消息編碼的設(shè)置。短消息通常以PDU碼和TEXT碼這兩種模式存在。TEXT模式較為復(fù)雜，PDU可支持中英文兩種系統(tǒng)。TEXT模式用來進行ASCⅡ碼的短信發(fā)送，其中ASCⅡ碼是8位字D符碼，單字節(jié)信息傳遞編碼快捷。PUD模式有多種編碼情況，可以使用ASCⅡ或者UNICODE方式完成。

2.5 液晶顯示程序設(shè)計

(4)北斗定位裝置設(shè)計；

根據(jù)三維模型分析結(jié)果，在變壓器本體抽真空期間，等效于在箱壁內(nèi)側(cè)時間-101Kpa的載荷，在假定箱壁邊沿不發(fā)生位移的情況下，套管底座箱蓋所受應(yīng)力最大值為116.77Mpa，其最大變形量可達到1.6403mm；即在變壓器抽真空期間，油箱頂部的鋼板會向變壓器油箱內(nèi)側(cè)方向最大產(chǎn)生1.6403mm的形變量(在套管安裝固定的圓周范圍內(nèi)，由于現(xiàn)場條件可能產(chǎn)生不同的形變量，最大形變量計算為1.6403mm)。

3 GPS子程序軟件設(shè)計

3.1 NMEA-0183協(xié)議

該協(xié)議是通信協(xié)議用于定位的，可以實現(xiàn)不同GPS設(shè)備位置信息的發(fā)送，格式規(guī)范，連接PC機較為方便。目前共有六中語句可供該協(xié)議完成定義，用戶可根據(jù)實際需求選擇語句。語句格式以ASCⅡ碼“$”開始，以“CR”和“LF”結(jié)束?！癈R”為回車控制符，“LF”為換行控制符。語句作為數(shù)據(jù)幀結(jié)構(gòu)，分別指幀頭、幀尾以及幀內(nèi)數(shù)據(jù)。如接受$GPGGA提供位置和$GPRMC提供最小精度。接收機可以持續(xù)發(fā)送數(shù)據(jù)幀，并且按照要求對數(shù)據(jù)幀進行判斷，之后完成處理。

GPRMC格式：$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>,,，其中$為數(shù)據(jù)幀的起始位置，與為結(jié)束位置。各字符及含義如表1所示。

3.2 GPS信息發(fā)送

GPS模塊用來實現(xiàn)字符串的解析，并將數(shù)據(jù)錄入對應(yīng)字符串中。設(shè)計中，通過串口1 連接GPS模塊與單片機通信，并做初始化設(shè)置，以8位數(shù)據(jù)位和4800bps波特率進行，不設(shè)置校驗位。完成初始化后開始接收數(shù)據(jù)，首先接收字符“$”，并在過程中判斷接收到的字符是否為“/n”，若接收到則表示為完整的數(shù)據(jù)。之后以數(shù)組的形式存于rev_buf[num]中。

還有積薪師父！他的棋室也是星雨喜歡待的地方。星雨他們剛來萬花谷的時候，春雨綿綿，乍暖還寒，王積薪聽子虛道人烏有先生兩個老家伙回來講，說有四個孩子誤打誤撞，破了媼婦譜，忙親自跑到弘道部來，見到袁安、李離、上官星雨三人，又是作揖又是打拱，一定要東方宇軒作證，由他來拜三個少年做老師：“破解媼婦譜是我一生的志業(yè)，現(xiàn)在大功告成，你們?nèi)齻€就是我的恩人，小師父在上受我一拜！”

針對不同的數(shù)據(jù)形式，在完成采集的過程中，先進行信息篩選，通過查詢來決定語句接收情況。例如只接收$GPRMC語句，通過第五位字符的判別來確定是否接收。如果正常接收，則函數(shù)GPS_RMC_Parse()返回1。根據(jù)語句的格式內(nèi)容，解析對應(yīng)的信息參數(shù)，同時轉(zhuǎn)換為北京時間模式，由ASCⅡ碼轉(zhuǎn)換經(jīng)緯度數(shù)據(jù)，最終轉(zhuǎn)換成字符串形式。

4 總結(jié)

文章介紹了車載酒后駕駛監(jiān)控系統(tǒng)軟件的設(shè)計內(nèi)容，包含呼氣判斷、酒精濃度采集、語音報警、液晶顯示、短信收發(fā)、顯示模塊設(shè)計等具體內(nèi)容。模塊中對常用指令作了介紹，進行了系統(tǒng)整體設(shè)計。

[1]桑楠,干為民,周旋,劉帥凱.汽車防酒駕控制系統(tǒng)設(shè)計[J].常州工學(xué)院學(xué)報,2018,31(03):28-33.

[2]焦芳敏, 胡水英, 張前.基于單片機車載酒精濃度的檢測系統(tǒng)[J].裝備制造技術(shù)，2015(7):24-26.

[3]李陽,馬洪新.基于單片機的防酒駕系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟,2016,(22):82-83．

[4]呂曉穎.基于MQ-3的酒精檢測系統(tǒng)設(shè)計[J].科技視界,2019,(21):31-32.