智能酒精浓度检测仪的设计方案

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1、智能酒精浓度检测仪的设计方案第1章绪论1.1选题的依据和课题的意义根据WTO数据，全球2003年得人均纯酒精消费量为6.2L，其中欧洲地区人均达11.9L，美洲地区人均为8.7L。俄罗斯及其周边的东欧国家酒精消费量最高，其次为欧洲其他国家。在人均国民生产总值（GDP）低于7000美元的低收入国家，酒精消费量与人均GDP有关，GDP越高这个国家或者地区的酒精消费量也就越高。而随着我国近年来高速发展的经济水平和居民生活水平，私家车的占有率直线上升，各式各样的汽车已经成为人们的代步工具。同时伴随而来的是频频发生

2、的交通事故，尤其是因为酒后驾车所引发的交通事故，给自己和人们的生命财产安全带来威胁，同时也给国家和社会带来了严重的经济损失。因此，对于每个驾驶人来说拥有一个酒精浓度检测仪，在每次驾驶之前自行检测酒精浓度再决定是否安全驾驶，这是对自己、对家庭、对社会有责任感的体现。此外，从工厂企业到居民家庭，酒精泄露的检测、监控对居民的人身和财产安全都是十分重要和必不可少的。因此，酒精浓度检测仪具有十分广阔的实际应用价值和潜在的市场要求。1.2国内外研究概况受20世纪信息技术快速发展的影响，传感技术逐渐走向成熟，在生活生产

3、中得到了广泛的应用。由于传感器在各个领域都有着举足轻重的作用，因此，高精度、高可靠性、微型化、低功耗和智能数字化成了其发展方向。为了检查酒驾，警察常常使用一种便携式的酒精呼吸检测仪。通过检测驾驶员呼出的气体判断驾驶者是否饮酒，而目前使用的酒精呼吸检测仪只能初步显示驾驶员是否饮酒，具体酒精浓度含量还得通过血检才能测得。为了简化其流程，英国内部已推出一种超级酒精呼吸检测仪，能够根据体温、呼吸频率等情况，当场判断出驾驶员体内的酒精含量。由此可见，高精度、高可靠性、微型化以及低功耗是酒精浓度检测仪今后发展的主流方

4、向。迄今为止，对气体中酒精含量进行检测的设备有燃料电池型、半导体型、红外线型、气体色谱分析型和比色型五种类型，但由于使用方便的原因，目前常用的有燃料电池型和半导体型两种。燃料电池在当前世界上都在广泛研究的环保能源，它能够直接把可燃的气体转变为44电能，而不产生任何污染。酒精传感器是燃料电池其中的一个分支。而燃料电池酒精传感器采用的是贵金属白金为电极，在燃烧室中充满特种催化剂，使进入燃烧室中的酒精充分燃烧并转成为电能，也就是说在两边电极上产生电压，然后电能在直接消耗于外接负载上，此电压和进到燃烧室中的气体的

5、酒精的浓度是成正比。和半导体型的相比，燃料电池型的呼气酒精浓度测试仪是具有良好的稳定性，高精度，难以干扰的优点，但是由于燃料电池型酒精传感器结内部构要求是非常精密的，因此制造难度相当大，目前仅有美国、英国、德国等少数几个国家能够生产，加上材料成本高，因此价格相当昂贵，通常是半导体传感器的几十倍。1.3课题研究方法（1）文献索引法：利用学校图书馆资料和文献及通过网络查询相关资料对本课题有足够深的了解，为本设计的具体模块电路做好理论准备。（2）调查法：与身边的同学和朋友进行交流，充分考虑本设计实现的功能，尽可

6、能完善该设计的功能。（3）对比分析法：与目前市场上相关产品进行比较，发现该酒精检测仪存在的不足以及可以优化的部分，加以改进。1.4设计构成及研究内容本文设计的智能酒精浓度检测仪采用的是气敏传感器，属于半导体型，该传感器实质是个可变电阻，在它两端加以固定的电压，随着所处环境酒精浓度的升高阻值将进行线性变化，从而将酒精浓度的含量转变为电压的变化。该酒精检测仪以C51单片机和气敏酒精传感器为核心，具有声光报警和LCD显示功能。为了满足不同环境下的监测，可根据不同的环境设置不同的阈值，超过阈值即进行声光报警，提示

7、危害。采用C语言来实现其软件功能。本设计只要包括以下内容：（1）主控芯片的选择；在此设计中选择了C51系列单片机，熟悉C51系列芯片怎样控制外围硬件电路。（2）酒精浓度检测模块的设计；酒精浓度常用酒精传感器来检测，了解该传感器的工作原理，制作数据采集模块完成数据的采集。（3）A/D转换模块的设计；A/D转换器的选择，将采集的酒精浓度模拟信号进行转换后送至单片机存储、处理。（4）键盘模块的设计；要通过键盘完成设定不同环境中酒精浓度的阈值。（5）声光报警模块的设计；超过设定的阈值直观地给予警示。（6）液晶显示

8、模块的设计；准确显示出检测到的数据。（7）各个硬件模块电路衔接。（8）PCB的布板、元件焊接及功能调试。44第2章系统的工作原理与结构2.1工作原理酒精浓度检测仪是用来检测所处环境中的酒精浓度的，并显示出检测的结果数值。而本设计所做的智能酒精浓度酒精检测仪除具有这个基本功能外，还可通过手动随意设置酒精浓度的阀值，以划定不同环境条件下酒精的安全界限，同时具有声光报警功能。它主要由酒精传感器、模数转换器、单片机、LCD显示、键盘模