摘要
随着经济的快速发展，私家车数量增长迅速，但酒后驾驶、醉酒驾驶导致的交通事故比例在不断增加，给人民的生命财产造成巨大的损失。为了预防和减少交通事故的发生，设计了一种基于单片机的酒精浓度检测系统，本设计采用MQ-3气敏传感器采集气体相关数据，经过酒精浓度传感器模块进行调制和数据转化处理，最后将数据传送给单片机进行A/D转换和执行相应的功能。具有液晶实时显示气体中酒精浓度，通过按键进行阀值设定，超过设定的阀值会发光报警等功能。
关键词：单片机；酒精浓度检测系统；气敏传感器
Abstract
With the rapid economic development, the number of priva te cars is growing rapidly, but the proportion of traffic accidents of drunk driving, drunk driving cause is increasin g, causing huge losses to the lives and property of the p eople. In order to prevent and reduce the occurrence of tr affic accidents, designed a kind of alcohol concentration de tection system based on single chip, using the relevant dat a of MQ-3 gas sensors collect gas in this design, modulati on and data conversion treatment after alcohol concentration sensor module, the data is transmitted to the MCU A/D co nversion and executes the corresponding function. A liquid c rystal display the alcohol concentration in air, for thresho ld set by the key, more than the set threshold value will be luminous alarm function.
Keywords: single chip microcomputer; alcohol concentration det ection system; gas sensor
目录
第一章前言 (1)
1.1 概述 (1)
2.1总体方案设计 (2)
2.2单片机系统总体设计 (2)
2.3芯片简介 (3)
2.3.1 STC12C5A16AD单片机 (3)
2.3.2 MQ-3酒精传感器 (5)
2.3.3 EEPROM-24C02阀值存储芯片 (9)
2.3.4 LCD1602显示模块 (12)
第三章硬件电路设计 (16)
3.1 主程序/CPU模块 (16)
3.2 AT24C02阀值存储模块 (16)
3.3 MQ-3传感器调理电路 (17)
3.4 LCD液晶显示模块 (18)
3.5按键单元设计 (18)
第四章系统软件设计 (19)
4.1主程序设计 (19)
4.2 LCD1602显示程序设计 (20)
4.3 24C02阀值存储程序设计 (20)
4.4系统调试 (20)
总结 (21)
致谢....................................................................................................................错误!未定义书签。参考文献.. (22)
附录 (23)
第一章前言
1.1 概述
随着经济的高速发展，更多的人拥有私家车，而且近几年的增长率在不断提高，酒后驾车造成的交通事故也频繁发生，占据交通事故的很大比重。在中国，每年由于酒后驾车引发的交通事故达数万起，其危害触目惊心，已成为交通事故的第一大“杀手”。
饮酒后酒精在人体血液内达到一定浓度时，会产生麻痹神经、大脑反应迟缓、肢体不受控制等症状。人对外界的反应能力及控制能力都会下降，处理紧急情况的能力也随之下降。对于酒后驾车者而言，其血液中酒精含量越高，发生交通事故的几率越大。酒后驾车发生事故的机率高达27%?随着摄入酒精量的增加,选择反应错误率显著增加,当血液中酒精含量由0.5‰增至1‰,发生车祸的可能性便增加5倍,如果增至1.5‰,可能性再增加6倍?机动车驾驶人员“酒后驾车” 及“醉酒驾车”极易发生道路交通事故, 严重危害了道路交通安全和人民生命财产安全?根据世界卫组织的事故调查，大约50%—69%的交通事故与酒后驾驶有关，酒后驾驶已经被列为车祸致死的主要原因。
人饮酒后, 酒精通过消化系统被人体吸收, 经过血液循环, 约有90%的酒精通过肺部呼气排出, 因此测量呼气中的酒精含量, 就可判断其醉酒程度?开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气,仪器就能发上显示出酒精浓度的高低,从而判断该司机是否酒后驾车,避免事故的发生?最理想的办法是将酒精检测系统应用在机动车内,司机一进入车内检测仪就检测司机的酒精含量,如果超出允许值,机动车系统控制引擎无法启动,这样就可从根本上解决酒后驾车问题?
为了实现对人权的尊重，对生命的关爱，使更多人的生命权、健康权及幸福美满的家庭能得到更好的保护，需要设计一种智能的酒精检测系统能够检测驾驶员体内酒精含量。本论文研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测酒精浓度，并具有显示和报警功能的基于单片机的酒精检测系统。酒精检测系统在生产生活中也有重要的应用,比如,在一些环境要求严格的生产车间,用这种酒精浓度探测仪,可随时检测车间内的酒精气体浓度,当酒精气体浓度高于允许限定值时,发出警报、提醒，有着相当的前景和意义。
第二章总体方案设计
2.1总体方案设计
本设计研究的是一种以MQ-3型气敏传感器和STC12C5A16AD单片机为主，并具有灯光报警及LCD1602来实时显示数据功能的酒精浓度检测系统。其可检测出空气环境中酒精浓度值，并需要根据不同环境不同驾驶员的水平设置不同的阈值，对超过的阈值进行灯光报警，来提示危害。所以需要增设键盘控制模块实现人机交互功能，超过阈值进入灯光报警功能。如下框图2-1
图2-1 系统结构框图
2.2单片机系统总体设计
当启动该系统时，气敏传感器检测到酒精气体信号，然后对气敏传感器的输出信号进行调制，最后经过STC12C5A16AD单片机内部的A/D转换部分进行模数转换。单片机对转换后的数字信号进行相应的处理，将数据通过液晶显示出来，酒精浓度超过设定的阀值也会发出灯光报警提示。各个单元进行模块化设计，以单片机为核心进行整合使整个系统达到预期的结果。
2.3芯片简介
本设计采用了STC12C5A16AD单片机、MQ-3酒精传感器、AT24C02、LCD1602等芯片.
2.3.1 STC12C5A16AD单片机
STC12C5A16AD是宏晶科技生产的新一代8051单片机，包含有中央处理器（CPU）、程序存储器（FLASH）、数据存储器（SRAM）、定时/计数器、UART串口、串口2、I/O接口、高速A/D转换、SPI接口、PCA、看门狗及片内R/C振荡器和外部晶振振荡等模块，几乎包含了数据采集和控制中所需的所有单元模块。
STC12C5A16AD单片机相比传统C51功能更加强大，有些特殊功能寄存器被扩展为专用的特殊寄存器。其引脚图和内部结构如图2-3所示：
图2-3 STC12C5A16AD引脚排列图
STC12C5A16AD的具体功能特性如下：
1、高速：1 个时钟/ 机器周期，增强型8051 内核，速度比普通8051 快8～12 倍
2、宽电压：5.5～3.3V，2.2～3.6V（STC12LE5A60S2 系列）
3、增加第二复位功能脚（高可靠复位，可调整复位门槛电压，频率<12MHz 时，
无需此功能）
4、增加外部掉电检测电路,可在掉电时,及时将数据保存进EEPROM,正常工作时无
需操作EEPROM
低功耗设计：空闲模式，（可由任意一个中断唤醒）
5、低功耗设计：掉电模式（可由外部中断唤醒），可支持下降沿/ 上升沿和远程唤醒
6、工作频率：0～35MHz，相当于普通8051：0～420MHz
7、时钟：外部晶体或内部RC 振荡器可选，在ISP 下载编程用户程序时设置
8、 8/16/20/32/40/48/52/56/60/62K 字节片内Flash 程序存储器，擦写次数10 万次以上
9、 1280 字节片内RAM 数据存储器
10、芯片内EEPROM 功能,擦写次数10 万次以上
11、 ISP / IAP，在系统可编程/ 在应用可编程,无需编程器/ 仿真器
12、 8 通道,10 位高速ADC，速度可达25 万次/ 秒,2 路PWM 还可当2 路D/A 使用
13、 2 通道捕获/ 比较单元（PWM/PCA/CCP），
也可用来再实现2 个定时器或2 个外部中断（支持上升沿/ 下降沿中断）
14、 4 个16 位定时器，兼容普通8051 的定时器T0/T1,2 路PCA 实现2 个定时器
15、可编程时钟输出功能，T0 在P3.4 输出时钟，T1 在P3.5 输出时钟,BRT 在P1.0 输出时钟
16、硬件看门狗（W D T ）
17、高速SPI 串行通信端口
18、全双工异步串行口(UART),兼容普通8051 的串口
19、先进的指令集结构，兼容普通8051 指令集，有硬件乘法/ 除法指令
20、通用I/O 口（36/40/44 个），复位后为：准双向口/ 弱上拉（普通8051 传统I/O 口）
可设置成四种模式：准双向口/ 弱上拉，推挽/ 强上拉，仅为输入/ 高阻，开漏21、每个I/O 口驱动能力均可达到20mA，但整个芯片最大不得超过100mA
STC12C5A16AD的引脚说明：
单片机采用40引脚的双列直插封装方式。图3-2为引脚排列图，40条引脚说明如下：
1）主电源引脚Vss和Vcc
2）外接晶振引脚XTAL1和XTAL2
3）控制或与其它电源复用引脚RST，ALE和NA
4）输入/输出引脚P0.0～P0.7，P1.0～P1.7，P2.0～P2.7，P3.0～P3.7
（1）P0口（P0.0～P0.7）是一个漏极开路型准双向I/O口。在访问外部存储器时，它是分时多路转换的地址(低8位)和数据总线，在访问期间激活了内部的上拉电阻。
（2）P1口（P1.0～P1.7）是带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在EPROM 编程和程序验证时，它接收低8位地址。
（3）P2口（P2.0～P2.7）是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外部存储器时，它送出高8位地址。在对EFROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。
（4）P3口（P3.0～P3.7）是一个带内部上拉电阻的8位双向I/O口。在访问外部存储器时，它送出高8位地址。在对EFROM编程和程序验证期间，它接收高8位地址。
2.3.2 MQ-3酒精传感器
半导体酒精传感器MQ-3所使用的气敏材料是在清洁空气中电导率较低的二氧化锡(SnO
)。当传感器所处环境中存在酒精蒸汽时，传感器的电导率随空
2
气中酒精气体浓度的增加而增大。使用简单的电路即可将电导率的变化转换为与该气体浓度相对应的输出信号。MQ-3气体传感器对酒精的灵敏度高，可以抵抗汽油、烟雾、水蒸气的干扰。这种传感器可检测多种浓度酒精气氛，是一款适合多种应用的低成本传感器。其主要用于机动车驾驶人员及其他严禁酒后作
业人员的现场检测；也用于其他场所乙醇蒸汽的检测。
MQ-3传感器模块具有的特点：
1.具有信号输出指示
2.双路信号输出（模拟量输出及TTL电平输出）
3.模拟量输出0-5V电压，浓度越高电压越高
4.对乙醇蒸汽具有良好的选择性和很高的灵敏度
5.具有长期的使用寿命和可靠的稳定性
6.快速的响应恢复特性
MQ-3的性能参数
1）MQ-3标准工作条件表
表2-3 MQ-3标准工作条件表
2）MQ-3工作环境环境条件表
表2-4 MQ-3工作环境环境条件表
3）MQ-3灵敏度特性表
表2-5 MQ-3灵敏度特性表
表2-6 MQ-3气敏元件的组成材料表
MQ-3 型气敏元件对不同种类，不同浓度的气体有不同的电阻值，变化如图3-9所示。在不同温湿度的条件下，变化如图3-10，因此在使用此类型气敏元件时，灵敏度的调整是很重要的。
图3-9 MQ-3的灵敏度特性图（温度：20℃、相对湿度：65%、氧气浓度：21%、
RL=200kΩ）
图2-10 MQ-3型气敏元件的温湿度特性图
Ro: 20℃，33%RH条件下，200ppm的乙醇蒸汽中元件电阻。
Rs: 不同温度，湿度下，200ppm的乙醇蒸汽中元件电阻。
2.3.3 EEPROM-24C02阀值存储芯片
(1) 工作电压：1.8V～5.5V；
(2) 输入/输出引脚兼容5V；
(3) 应用在内部结构：128×8(1K),256×8(2K),512×8(4K),1024×8(8K),2048×8(16K)；
(4) 二线串行接口；
(5) 输入引脚经施密特触发器滤波抑制噪声；
(6) 双向数据传输协议；
(7) 兼容400KHz（1.8V,2.5V,2.7V,3.6V）；
(8) 支持硬件写保护；
(9) 高可靠性；
(10) 读写次数：1,000,000次；
(11) 数据保存：100年。
AT24C02是一个2K位串行CMOS EEPROM，内部含有256个8位字节，CATALYST公司的先进CMOS技术实质上减少了器件的功耗。AT24C02有一个16字节页写缓冲器。该器件通过IIC总线接口进行操作，有一个专门的写保护功能。
AT24C02支持IC，总线数据传送协议IC，总线协议规定任何将数据传送到总线的器件作为发送器。任何从总线接收数据的器件为接收器。数据传送是由产生串行时钟和所有起始停止信号的主器件控制的。主器件和从器件都可以作为发送器或接收器，但由主器件控制传送数据（发送或接收）的模式，通过器件地址输入端A0、A1和A2可以实现将最多8个AT24C02器件连接到总线上。AT24C02的外部特性（引脚功能）：
表3-1 TLC1549引脚功能表
AT24C02的工作原理：
表3-2 器件操作工作原理表
起始命令当SCL为高，SDA由高到低的变化被视为起始命令，必须以起始命令作为任何一次读/写操作命令的开始。
停止命令当SCL为高，SDA由低到高的变化被视为停止命令，在一个读操作后，停止命令会使EEPROM进入等待态低功耗模式。
应答所有的地址和数据字节都是以8位为一组串行输入和输出的。
每收到一组8位的数据后，EEPROM都会在第9个时钟周期时
返回应答信号。每当主控器件接收到一组8位的数据后，应当
在第9个时钟周期向EEPROM 返回一个应答信号。收到该应
答信号后，EEPROM会继续输出下一组8位的数据。若此时没
有得到主控器件的应答信号，EEPROM会停止读出数据，直到
主控器件返回一个停止命令来结束读周期。
等待模式24C02特有一个低功耗的等待模式。可以通过以下方法进入该模式：(a)上电;(b)收到停止位并且结束所有的内部操作后。器件复位在协议中断、下电或系统复位后，器件可通过以下步骤复位：（1）连续输入9个时钟；（2）在每个时钟周期中确保当SCL
为高时SDA也为高；（3）建立一个起始条件。
AT24C02工作时总线各个时序图如下：
1）写周期时序图
图3-5 写周期时序图
2）数据有效时序图
图3-6 数据有效时序图
3）起始与停止时序图
图3-7 起始与停止时序图
2.3.4 LCD1602显示模块
1602字符型LCD通常有14条引脚线或16条引脚线的LCD，多出来的2条线是背光电源线。主要功能有：40通道点阵LCD驱动；可选择当作行驱动或列驱动；输出能产生20×2个LCD驱动波形输入接受控制器送出的串行数据和控制信号，偏压；通过单片机控制将所测的频率信号读书显示出来。
LCD1602显示模块技术参数：
1602液晶显示屏采用标准的16脚接口，其中各接口的功能如下表（2-4）所示：
引脚引脚名电平输入/输出引脚说明
表2-4 LCD1602的16管脚功能
第1脚：VSS为地电源。
第2脚：VDD接5V正电源。
第3脚：VL为液晶显示器对比度调整端，接正电源时对比度最弱，接地时对比度最高，对比度过高时会使屏幕显示不清晰，使用时可以通过一个10K的电位器调整对比度。
第4脚：RS为数据/命令选择端，高电平时选择数据寄存器、低电平时选择指令寄存器。
第5脚：R/W为读写选择端，高电平时进行读操作，低电平时进行写操作。
当RS和R/W共同为低电平时可以写入指令或者显示地址，当RS为低电平R/W 为高电平时可以读忙信号，当RS为高电平R/W为低电平时可以写入数据。
第6脚：E端为使能端，当E端由高电平跳变成低电平时，液晶模块执行命令。
第7～14脚：D0～D7为8位双向数据线。
第15脚：背光源正极。
第16脚：背光源负极
LCD1602显示器工作原理
LCD1602有11个控制指令，见表3-8。其中，DDRAM：显示数据RAM，用来寄存待显示的字符代码；CGROM：字符发生存储器；CGRAM：用户自定义的字符图形RAM。
表3-8 LCD1602控制指令表
1602液晶模块内部的字符发生存储器（CGROM)已经存储了160个不同的点阵字符图形，这些字符有：阿拉伯数字、英文字母的大小写、常用的符号、和日文假名等，每一个字符都有一个固定的代码，比如大写的英文字母“A”的代码是01000001B（41H），显示时模块把地址41H中的点阵字符图形显示出来，
我们就能看到字母“A”，具体寄存器的选择控制表3-9有操作说明。
因为LCD1602识别的是ASCII码，试验可以用ASCII码直接赋值，在单片机编程中还可以用字符型常量或变量赋值，如'A’。
表3-9 LCD1602寄存器选择控制表
第三章硬件电路设计
3.1 主程序/CPU模块
图3-1
该主控模块主要是由STC12C5A16AD单片机组成，此模块包括系统初始化、数据的处理及各模块的的组织和管理等功能。主程序模块在系统中起着最重要的作用。
3.2 AT24C02阀值存储模块
醉酒阈值存储在EEPROM芯片AT24C04中，并可以通过“增加”、“减少”按键调节并保存。AT24C02是IIC接口的EEPROM芯片，可以用于掉电不易失数据的存储。其电路如图3-2所示。图中A0、A1和A2为芯片的地址引脚，一般接地即可。SCL和SDA为AT24C02和单片机IIC通信的时钟线和数据线。
图3-2 EEPROM存储电路
3.3 MQ-3传感器调理电路
MQ-3乙醇气体传感器及其调理电路原理如图3-3所示。经过调理，检测信号由电阻值转变成电压值，便于后续电路进行A/D转换和处理。
图3-3 传感器及调理模块原理图
酒精浓度测试仪设计报告
目录 酒精浓度测试仪设计报告 (1) 一、设计意义 (3) 二、硬件设计 (3) 1、设计框图 (3) 2、乙醇信号检测及调理电路 (4) 3、单片机电路 (7) 4、显示电路 (8) 5、供电及程序下载电路 (9) 三、Protel 硬件开发软件 (10) 1． Protel 软件组成 (10) 2． PCB 板设计 (11) 四、软件编程 (13) 1、软件流程图 (13) 2、主程序 (14) 五、下载与调试 (20) 1、 USB 转串口驱动安装 (20) 2、下载程序 (21) 参考文献 (22) 程序 (22)
一、设计意义 自《刑法修正案 ( 八) 》和修改后的《道路交通安全法》正式实施，“醉酒驾驶”正式入刑。不仅交警部门，而且很多车主都期盼能够有便携仪器方便地测量气体酒精浓度，为安全驾驶提供保障，有效减少重大交通事故的发生。 本研究设计的酒精浓度测试仪是一款实用性强、安全可靠的气体乙醇浓度检测工具，采用高精度 MQ-3乙醇气体传感器对空气中的乙醇浓度进行检测，利用宏晶公司高性能低成本单片机 STC89C52对检测信号进行 A/D 转换和处理，最后通过液晶屏显示输出。本研究设计的酒精浓度测试仪还具有醉酒阈值设定功能，可以根据法律法规或用户需要设定修改醉酒阈值，并进行保存。 二、硬件设计 1、设计框图 本研究设计的酒精浓度测试仪框图如图1 所示。MQ-3 乙醇气体传感器输出信号经信号调理电路处理，输出随乙醇浓度变化的电压信号，该电压信号送入单片机系统，经 AD 转换，与设定的醉酒阈值进行比较，并显示或报警。
汽车酒精探测系统 分三个模块： 基于传感器的酒精探测系统： 一：当驾驶员喝酒，酒精浓度达到国家禁止的标准。 传感器探测到酒精浓度和已经写好程序（基于数字比较的单片机程序）的传感器进行对比。大于汽车行车标准就不会启动。 1．如何检测？ 在汽车中装五个探测点，利用传感器探测 工作原理： 传感器： E题酒精探测仪 二、原理及所需器件 1．工作原理 本探测仪采用酒精气体敏感元件作为探头，由一块集成电路对信号进行比较放大，并驱动一排发光二极管按信号电压高低依次显示。对刚饮过酒的人，只要向探头吹一口气，探测仪就能显示出酒精气体的浓度高低。若把探头靠近酒瓶口，它也能轻而易举地识别出瓶内盛的是白酒还是黄酒，能相对地区分出酒精含量的高低。酒精探测仪的电路原理如图1所示。 该电路采用干电池供电，并经三端固定输出集成稳压器IC1稳压，输出稳定的5 V电压作为气敏传感器MQ—3和集成电路IC2的共同电源，同时也作为10个共阳极发光二极管的电源。因此，外部电路就相当简单。 气敏传感器的输出信号送至IC2的输入端(5脚)，通过比较放大，驱动发光二极管依次发光。10个发光二极管按IC2的引脚按(10—18、1)次序排成一条，对输入电压作线性10级显示。输入灵敏度可以通过电位器R P调节，即对“地”电阻调小时灵敏度下降；反之，灵敏度增加。IC2的6脚与7脚互为短接，且串联电阻R1接地。改变R1阻值可以调整发光二极管的显示亮度，当阻值增加时亮度减弱，反之更亮。IC2的2脚、4脚、8脚均接地。3脚、
9脚接电源+5 V(集成稳压器IC l的输出端)。分别并联在IC l输入与输出端的电容C1、C2防止杂波干扰，使IC1输出的直流电压保持平稳。 图1 酒精探测仪电路 发光二极管集成驱动器LM3914结构如图2所示。其内部的缓冲放大器最大限度地提高了该集成电路的输入电阻(5脚)，电压输入信号经过缓冲器(增益为零)同时送到10个电压比较器的异相(一)输入端。10个电压比较器的同相(+)输人端分别接到10个等值电阻(1 kΩ)串联回路的10个分压端。因为与串联回路相接的内部参考电压为1.2 V，所以相邻分压端之间的电压差为1.2 V÷10＝0.12 V。为了驱动LED1发光，集成电路LM3914的1脚输出应为低电平，因此要求电压比较器异相(一)端的输入电压≥0.12 V。同理，要使LED2发光，异相端输入电压应≥0.12 V×2＝0.24 V；要使LED l0发光，异相端输入电压应≥0.12 V×l0＝1.2 V。 IC2的9脚为点、条方式选择端，当9脚与11脚相接时为点状显示；当9脚与3脚相接，则为条状显示。在图1所示电路中是采用条状显示方式。 图2 发光二极管集成驱动器LM3914框图 2．元器件选择 选用的元件见表1所示。 表1 电子警犬元器件表
第一章研究内容 TGS822对酒精浓度的变化，其阻值产生相应的变化，然后通过取样电阻分压的变化表现出来；人体血液酒精浓度的不同，其呼出的气体中酒精浓度也不同。通过TGS822对呼出气体中酒精浓度的反应以取样电压的形式送入到ADC0809，进行A/D转换后并将转换的数据送入单片机进行分析处理，并判断是否醉酒驾车，再通过液晶板显示出来。 DS18B20其自身的温度传感器所产生的温度数字数据存入其自身的存储器，单片机对其控制读出温度数据，然后经过计算处理，将当前环境温度由液晶板输出。
第2章 总体设计 2.1 本课题的设计任务及要求 2.1.1 设计任务 设计并制作酒精测试仪，其组成如图2.1所示。TGS822对酒精浓度的变化，其阻值产生相应的变化，然后通过取样电阻分压的变化表现出来；人体血液酒精浓度的不同，其呼出的气体中酒精浓度也不同。通过TGS822对呼出气体中酒精浓度的反应以取样电压的形式送入到ADC0809，进行A/D 转换后并将转换的数据送入单片机进行分析处理，并判断是否醉酒驾车，再通过液晶板显示出来。 DS18B20其自身的温度传感器所产生的温度数字数据存入其自身的存储器，单片机对其控制读出温度数据，然后经过计算处理，将当前环境温度由液晶板输出。 图2.1系统设计方框图 2.1.2 设计要求 （1）传感器TGS822的电压模拟输出范围为0-5V ； （2）模数转换芯片ADC0809采样电压范围为0-5V ，分辨率为8位，采样精度为5/256V ，达到256个量化级的数字电压，其工作频率为1MHz; （3）单片机AT89C52工作频率为6 MHz ； 传感 器 LCD 显示输出 单片机 数字输出 控制输出 模数转换 模拟输出
1甲醇测试仪总体方案设计 1.1甲醇浓度检测仪设计要求分析 设计的甲醇浓度测试仪应具有如下特点： （1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。 （2）系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。 （3）从便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。 （4）软件设计简单易懂。 1.2甲醇浓度检测仪设计方案 设计时，考虑甲醇浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定，外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过 A/D转换器转换得到数据送入单片机进行处理。此外，还需接人LED显示，4*4键盘，报警电路等。 其总体框图如图2.1所示。 图1.1基本工作原理图 2硬件设计 2.1传感器的选择 本系统采用气敏传感器直接测量的是空气中的甲醇浓度。传感器只能采对甲醇气体敏感，对其他气体不敏感，故选用MQ3型气敏传感器,这是考虑到周围空气中的气体成分可能影响传感器测量的准确性。MQ3型气敏传感器由微型Al2O3，陶瓷管和测量电极、SnO2敏感层和加热器构成的敏感元件固定在塑料或不锈钢的腔体
内，加热器为气敏元件的工作提供了必要的工作条件。MQ3型气敏传感器有很高的灵敏度、良好的选择性、长期的使用寿命和可靠的稳定性。传感器的标准回路有加热回路和信号输出回路两部分组成，它可以准确反映传感器表面电阻值的变化。传感器的表面电阻RS的变化，是通过与其串联的负载电阻RL上的有效电压信号VRL输出面获得的。负载电阻RL可调为0．5-200K。加热电压Uh为5v。上述这些参数使得传感器输出电压为0-5V。MQ3型气敏传感器的结构和外形、标准回路、传感器阻值变化率与酒精浓度、外界温度的关系图如图3-3所示。一般在测量前需将传感器预热5分钟，这个样子是为了使测量的精度达到最高，误差最小，需要找到合适的温度。 图2.1MQ3结构和外形 图2.2MQ3结构图
攀枝花学院本科毕业设计（论文）ABSTRACT 摘要 由于经济的快速发展，人们的生活水平越来越高，私家车也越来越多，酒后驾车行为所造成事故也就越来越普遍，对社会的安定和经济发展也造成了很大的影响，酒精正在成为越来越凶残的“马路杀手”。为此，我国将酒驾列入了刑法范围内，那么就需要设计一个智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。 本课题设计的是一种以酒精浓度传感器、单片机和A/D转换器为主的，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度的，而且还带有声光报警功能的酒精浓度检测仪。这种检测仪不仅可以检测出空气环境中酒精浓度值，还可以由不同的环境来设定不同的阈值，当空气中酒精浓度超过设定的阈值时进行声光报警。我的这个毕业设计分主要为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。硬件设计部分是利用MQ3气敏传感器先测量空气中的酒精浓度，然后转换为电压信号，再通过A/D转换器转换成数字信号后再传给单片机系统，最后由单片机系统和相应外围电路进行信号处理，并由LCD显示酒精浓度值并且对超过的阈值进行报警。软件设计部分的程序采用的是模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。电路可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、LCD显示电路，按键电路。各部分电路的设计及原理图将会在硬件电路设计部分作出详细的介绍。 关键词酒精浓度传感器（MQ3），A/D转换器，软件设计，硬件设计 ABSTRACT Due to the rapid development of economy, people's standard of living is higher and higher, more and more private cars, the accident caused by drunken driving behavior are increasingly common, social stability and economic development also caused great influence, alcohol is becoming increasingly violent "road killer".To this end, China will drunk driving into the scope of criminal law, you will need to design a intelligent instrument can detect driver's alcohol content in the body. This topic design is A kind of to alcohol concentration sensor and single chip microcomputer A/D converter, A driver exhaled gas alcohol concentration, alcohol concentration monitor with sound and light alarm is and air. it can detect the alcohol density in the air environment, also can according to the different environment set
本科毕业论文 题目酒精浓度监测仪的设计学生 指导教师 年级 专业 系别
郑重声明 本人的毕业论文（设计）是在指导教师的指导下独立撰写完成的。如有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权的行为，本人愿意承担由此产生的各种后果，直至法律责任，并愿意通过网络接受公众的监督。特此郑重声明。 毕业论文（设计）作者（签名）： 2009 年月日
目录 标题 (1) 中文摘要 (1) 1 序言 (1) 2 酒精浓度监测仪硬件电路设计 (2) 2.1 89C51单片机系统 (2) 2.1.1 单片机片内结构 (2) 2.1.2 89C51芯片介绍................................................ ..9 2.2 A/D转换电路................................................. .. 3 2.2.1 ADC0809的引脚及功能.. (3) 2.2.2 ADC0809的结构及原理 (3) 2.3 LED显示电路 (3) 2.3.1 LED显示器的结构 (4) 2.3.2 LED显示器的工作原理 (4) 3 酒精浓度监测仪系统的软件设计 (4) 3.1 初始化程序 (5) 3.2 A/D转换子程序 (5) 3.3 显示子程序 (5) 4 结论 (7) 注释 (7) 参考文献 (8) 外文页．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．11
酒精浓度监测仪的设计 摘要目前全世界绝大多数国家都采用呼气酒精测试仪对驾驶人员进行现场检测，以确定被测量者体内酒精含量的多少，以确保驾驶员的生命财产安全。酒精浓度监测仪是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。其可监测出空气环境中酒精浓度值，并根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警来提示危害。此外，空气酒精浓度监测仪还能监测某一特定环境的酒精浓度如酒精生产车间可避免发生起火、爆炸及工业场地酒精中毒等恶性事故，确保环境安全。 关键词单片机酒精浓度监测仪 A/D转换声光报警 1 序言 随着经济高速发展，越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频繁发生。为此，需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。本论文研究的是一种以气敏传感器和单片机为主，监测空气酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。其可监测出空气环境中酒精浓度值，并可根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警来提示危害。 本课题分为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。硬件部分为利用MQ3气敏传感器测量空气中酒精浓度，并转换为电压信号经A/D转换后传给单片机系统，由单片机及其外围电路进行信号的处理，显示浓度值以及超阈值声光报警。软件部分用汇编语言进行编程，程序采用模块化设计思想。各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D 转换电路、声光报警电路、LED显示电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍；程序的设计使用汇编语言编程。
摘要 随着我国经济社会的快速发展，人民生活水平的不断提高，近些年我国私家车的拥有量日益剧增，街头巷尾随处可见私家车。与此同时，交通事故发生率亦呈上升趋势。由于交通事故的发生不仅造成大量人员伤亡，给无数家庭带来不幸，而且严重影响着经济发展和社会稳定，已引起了各级政府的高度重视和关注。人们在谈“故”色变的同时，开始寻找避免道路交通事故的方法。因此，我们设计了一套汽车保驾装置，此系统采用了超高灵敏度酒精传感器，用旁热型半导体式酒精气敏元件MQ3，超低功耗ATmega128单片机系统，自动探测酒精浓度的方法，以判断驾驶员是否是酒后开车。主机电路包括七个模块，分别是酒精传感电路模块、温度传感模块、GSM通信定位模块、键盘控制模块、液晶显示模块、声光报警模块、继电器控制模块。本系统以简单实用为宗旨不仅能在减少交通事故中起到积极作用，而且能为更多的人带来安全感。 关键词：酒精气敏元件；GSM通信；继电器控制
Abstract With the rapid development of China's economy and society, people's living standards have improved. Private car ownership in China in recent years, growing surge in the streets everywhere car. At the same time, also found an upward trend in the incidence of traffic accidents. Due to traffic accidents not only cause heavy casualties to countless families, unfortunately, but a serious impact on the economic development and social stability, has caused governments at all levels attach great importance and concern. People talk about "it" pale, while start looking for reasons to avoid road accidents. Therefore, we designed a car escort unit, this system uses a high sensitivity alcohol sensor Alcohol beside the hot-type semiconductor gas sensor MQ3, ultra-low power microcontroller ATmega128 system automatically detects alcohol concentration method to determine driving whether the member is drunk driving. Host circuit includes seven modules, namely alcohol sensing circuit module, the temperature sensing module, GSM communication positioning module, keyboard control module, LCD module, sound and light alarm module, voice call module, relay control module. The system is simple and practical for the purpose not only can play a positive role in reducing traffic accidents, and can bring a sense of security for more people. Key Words: semiconductor gas sensor MQ3; GSM communication positioning module; relay control
邮电大学 毕业设计（论文） 基于AT89C51单片机酒精浓度检测器 学院（系）： 专业班级： 学生： 指导教师：
学位论文原创性声明 本人重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的容外，本论文不包括任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名： 年月日 学位论文使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保障、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关学位论文管理部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权省级优秀学士论文评选机构将本学位论文的全部或部分容编入有关数据进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于1、囗，在年解密后适用本授权书 2、不囗。 （请在以上相应方框打“√”） 作者签名：年月日 导师签名：年月日
邮电大学 本科生毕业设计（论文）任务书 学生专业班级 指导教师工作单位 设计（论文）题目：基于AT89C51单片机酒精浓度检测器 设计（论文）主要容： 本课题的主要功能是设计一个采用AT89C51单片机的酒精浓度探测仪，酒精传感器采用MQ-3型，传感器的作用是将酒精气体浓度信号转化为可以让ADC采集的电信号，同时让电信号驱动LED，LED亮度代表酒精浓度，ADC采集的数据传输给51单片机，并由51单片机控制，采用液晶显示器LCD1602显示酒精的浓度。 要求完成的主要任务： 1、查阅不少于15篇的相关资料，其中英文文献不少于3篇，并完成开题报告。 2、掌握51系列单片机原理及编程技术，熟悉ADC0809的工作原理及特性；LCD1602显示技术。 3、用altium designer绘制其原理图，由于资金有限，没有打印出PCB板，用面包板焊接实物。 4、完成不少于5000字的英文文献翻译。 5、完成不少于14000字的毕业论文。 必读参考资料： [1] 何立民．MCS-51系列单片机应用系统设计系统配置与接口技术[M]．：航天航空大学版社，2009． [2] 吴建平．传感原理及器应用第二版[M]．科学技术，2011． 指导教师签名系主任签名 院长签名（章）
综述 对于酒后驾车行为的监督在人民的人身和财产安全中起着重要的作用。随着社会的发展，气体传感器逐渐向着低功耗、多功能、集成化方向的发展，以便于更准确更方便的检测出酒精浓度，更大程度上防范事故发生，因此，便携式酒精浓度检测仪具有十分广阔的现实市场和潜在的市场要求。 目前国际公认的酒后驾车的限定有两种，一种是酒后驾车，一种是酒醉驾车。根据我国2003年的修订规定，当驾驶者每毫升血液中酒精含量大于或等于0.2mg时，就会被认定为酒后驾车；大于或等于0.8mg时，则会被认定为醉酒驾车。当驾驶者血液中酒精含量达到80mg/100ml时，发生交通事故的几率是血液中不含酒精时的2.5倍；达到100mg/100mg 时，发生交通事故的几率是血液中不含酒精时的4.7倍。即使在少量饮酒的状态下，交通事故的危险也可达到未饮酒状态的2倍左右。 本文设计的基于单片机的便携式酒精浓度检测仪以单片机和酒精传感器为核心，具有LCD实时显示浓度值的功能，不同颜色LED彩灯显示酒精浓度的不同范围，从而判断司机是否处于酒驾状态，如若酒驾则判断是酒后驾驶还是醉酒驾驶，一旦超过一定阈值即蜂鸣器报警同时报警灯亮。而且还可以通过按键进行待机与检测功能随时切换，在待机时进行简易计时，超过十分钟则自动进入休眠状态,可用硬件复位来唤醒单片机。本设计采用C 语言来实现其软件功能。该仪器硬件电路设计简单、软件功能完善、灵敏度高、工作性能好，并且具有尺寸小、方便携带的优点。
1方案论证 1.1方案设计与分析 本文设计的便携式酒精浓度测试仪具有以下特点： （1）数据采集系统以AT89S52单片机为控制核心，外围电路带有LCD显示以及键盘电路，无需其他计算机，用户就可以与其进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析，显示，休眠等功能。其中显示功能如下： A.酒精含量<20mg/100ml时，安全灯（绿色LED灯）亮； B.20mg/ml≤酒精含量≤80mg/ml时，警告灯（黄色LED灯）闪烁； C.80mg/ml≤酒精含量时，危险灯（红色LED灯）闪烁，蜂鸣器报警； 本仪器酒精含量测试范围：0-190mg/100ml，要求其测量精度优于0.5%。 （2）系统具有低功耗、方便携带、高性价比，低成本等特点。 （3）从便携式的角度设计，系统成功使用了大屏幕LCD显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LCD 显示来实现人机交互操作，界面友好。 （4）软件系统采用C语言编写，既兼顾实时性处理的要求又能很方便地进行数据处理。 1.2设计总体框图 图1-1总体设计框图
毕业论文声明 本人郑重声明： 1．此毕业论文是本人在指导教师指导下独立进行研究取得的成果。除了特别加以标注地方外，本文不包含他人或其它机构已经发表或撰写过的研究成果。对本文研究做出重要贡献的个人与集体均已在文中作了明确标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 2．本人完全了解学校、学院有关保留、使用学位论文的规定，同意学校与学院保留并向国家有关部门或机构送交此论文的复印件和电子版，允许此文被查阅和借阅。本人授权大学学院可以将此文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本文。 3．若在大学学院毕业论文审查小组复审中，发现本文有抄袭，一切后果均由本人承担，与毕业论文指导老师无关。 4.本人所呈交的毕业论文，是在指导老师的指导下独立进行研究所取得的成果。论文中凡引用他人已经发布或未发表的成果、数据、观点等，均已明确注明出处。论文中已经注明引用的内容外，不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究成果做出重要贡献的个人和集体，均已在论文中已明确的方式标明。 学位论文作者（签名）： 年月
关于毕业论文使用授权的声明 本人在指导老师的指导下所完成的论文及相关的资料（包括图纸、实验记录、原始数据、实物照片、图片、录音带、设计手稿等），知识产权归属华北电力大学。本人完全了解大学有关保存，使用毕业论文的规定。同意学校保存或向国家有关部门或机构送交论文的纸质版或电子版，允许论文被查阅或借阅。本人授权大学可以将本毕业论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用任何复制手段保存或编汇本毕业论文。如果发表相关成果，一定征得指导教师同意，且第一署名单位为大学。本人毕业后使用毕业论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为大学。本人完全了解大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容： 按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存或汇编本学位论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入学校有关数据库和收录到《中国学位论文全文数据库》进行信息服务。在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 论文作者签名：日期： 指导教师签名：日期：
虚拟仪器系统设计报告 设计名称：酒精浓度自动监测系统设计 姓名：学号： 专业班级：自动化14-01 指导教师： 系（院）：信息工程学院 设计时间：2017.05.08~2017.05.19
目录 1 绪论 1.1绪论 (3) 1.2 技术数据 (4) 1.3 设计任务 (4) 2 带电流截止负反馈单闭环调速系统的工作原理 (5) 2.1 单闭环调速系统的组成与原理 (5) 2.2单闭环调速系统的静特性分析 (5) 2.3单闭环调速系统的电流截止的分析 (6) 2.4单闭环调速系统电路原理图 (7) 3参数设计...................................... . (9) 3.1 整体分析 (9) 3.2 稳定性参数计算和判断 (9) 3.3 调节器的选择和结构 (10) 4 MATLAB仿真 (11) 5 电气总图 (12) 6 设计心得体会 (15) 参考文献 (16)
1绪论 1.1 系统概述 为了提高直流调速系统的动态、静态性能，通常采用闭环控制系统（主要包括单闭环、双闭环）。而在对调速指标要求不高的场合，采用单闭环即可。闭环系统较之开环系统能自动侦测把输出信号的一部分拉回到输入端，与输入信号相比较，其差值作为实际的输入信号；能自动调节输入量，能提高系统稳定性。在对调速系统性能有较高要求的领域常利用直流电动机，但直流电动机开环系统稳定性不能够满足要求，可利用转速单闭环提高稳态精度，而采用比例调节器的负反馈调速系统仍是有静差的，为了消除系统静差，可采用积分调节器代替比例调节器。
1.2技术数据 电枢额定电压 220V 电枢额定电流 136A 额定励磁电流 If=1.5A 额定励磁电压Uf=220V 功率因 0.85 整流器内阻 Rrec=1.3Ω 电枢电阻 0.21Ω平波电抗器电感 lOOmH 电枢允许过载系数 1.5 额定转速 l460 r/min (1)该调速系统能进行平滑的速度调节，负载电机不可逆运行，具有较宽的 调速范围(D>10)，系统在工作范围内能稳定工作 (2)根据指标要求进行动态校正，选择调节器的参数，并确定电流截止负反 馈环节的相关参数 (3)系统在5%负载以上变化的运行范围内电流连续 1.3设计任务 (1)根据题目的技术要求，分析论证并确定主电路的结构型式和闭环调速系统的组成，画出系统组成的原理框图 (2)根据带电流截止负反馈转速单闭环直流调速系统原理图，分析转速调节器和电流截止负反馈的作用 (3)通过对调节器参数设计，利用MATLAB仿真得到转速和电流的仿真波形
实验三——基于气敏传感器的驾驶员酒精浓度测试仪 一．设计要求 （1）测试浓度：安全浓度≤0.25mg/L，0.4mg/L＜酒驾浓度＞0.25mg/L，醉驾浓度≥ 0.4mg/L （2）显示方式：LCD显示 （3）供电电压：3VDC （4）控制方式：单片机控制 二．电路设计方框图： 三．电路设计图
四．程序流程图 五．电路设计原理 1.各单元电路原理 （1）模数转换电路 模数转换电路的作用是将传感器电路输出的模拟量信号转换为适合单片机处理的数字信号，并输入给单片机。本课题采用的是ADC0809 A／D转换芯片。ADC0809是8路8位逐次比较式A/D转换器，它能分时地对8路模拟量信号进行A／D转换，结果为8位2进制数据。其由+5V电源供电，片内有带锁存功能的8路选1的模拟开关，由A，B，C的编码来决定选择通道。0809完成一次转换需要1001xS左右。输出具有TTI三态锁存缓冲器，可以直接连到MCS一5l单片机数据总线上。ADC0809可对0-5V的模拟信号进行转换。 （2）键盘电路 8279对键盘部分提供一种扫描工作方式，能对64个按键键盘阵列不断扫描，自动消抖，自动识别出闭合的键并得到键号，能对双键或N键同时按下进行处理。显示部分为显示器提供了按扫描方式工作的显示接口，可以显示多达16位的字符或数字。传感器输出的信号经ADC0809和单片机采集、处理后输出的信号为BCD码形式，它经过8279及显示电路处理后送入LCD显示。 （3）显示电路 LJDl28X64液晶显示模块是128X64点阵的汉字图形型液晶显示模块，可显示汉字及图形，内置8192个中文汉字(16X16点阵)、128个字符(8X16点阵)及64X256点阵显示RAM(GDRAM)。可与CPU直接接口，提供两种界面来连接微处理机：8一位并行及串行两种连接方式。 （4）声光报警电路 报警电路分为蜂鸣器报警电路和LED发光报警电路组成。当输入端P1．0为低电平时，
摘要 随着经济的快速发展，私家车数量增长迅速，但酒后驾驶、醉酒驾驶导致的交通事故比例在不断增加，给人民的生命财产造成巨大的损失。为了预防和减少交通事故的发生，设计了一种基于单片机的酒精浓度检测系统，本设计采用MQ-3气敏传感器采集气体相关数据，经过酒精浓度传感器模块进行调制和数据转化处理，最后将数据传送给单片机进行A/D转换和执行相应的功能。具有液晶实时显示气体中酒精浓度，通过按键进行阀值设定，超过设定的阀值会发光报警等功能。 关键词：单片机；酒精浓度检测系统；气敏传感器
Abstract With the rapid economic development, the number of priva te cars is growing rapidly, but the proportion of traffic accidents of drunk driving, drunk driving cause is increasin g, causing huge losses to the lives and property of the p eople. In order to prevent and reduce the occurrence of tr affic accidents, designed a kind of alcohol concentration de tection system based on single chip, using the relevant dat a of MQ-3 gas sensors collect gas in this design, modulati on and data conversion treatment after alcohol concentration sensor module, the data is transmitted to the MCU A/D co nversion and executes the corresponding function. A liquid c rystal display the alcohol concentration in air, for thresho ld set by the key, more than the set threshold value will be luminous alarm function. Keywords: single chip microcomputer; alcohol concentration det ection system; gas sensor
智能酒驾检测系统 概述 1 2020年4月19日
摘要 随着交通行业技术的发展,以及汽车保有量的增加,汽车给人类带来舒适和便捷的同时,也给人类带来了交通事故频发等交通安全隐患,如酒后驾驶、无照驾驶、违规驾驶等,严重威胁着人类生命和财产安全。特别是由酒后驾车导致的交通事故发生率比较高。因此,从主动安全角度出发,禁止酒后驾驶人员启动汽车引擎,成为在车辆发生事故之前排除隐患的重要研究本设计。 本设计在研究国内外防止酒后驾驶技术的基础上,针对酒后驾车导致交通事故频发的事实,设计一种基于单片机的智能防酒后驾驶控制系统。系统先检测司机呼出气体酒精浓度,显示检测结果,并据此执行相应的控制。本次设计主要完成以下几个方面的工作: (1)根据该系统的实际目的和系统装置所使用的特定环境,选择酒精传感器作为检测驾驶员呼出气体酒精含量的工具;采用合适的单片机、显示模块、报警模块、继电器驱动模块设计硬件系统; (2)在 Keil uvision4基础上编写完成系统的软件设计,并进行编译调试; (3)在proteus环境下对系统进行仿真 (4)整合调试软硬件,并调试检验。 1 2020年4月19日
关键词:汽车;酒后驾驶;智能闭锁;单片机 2 2020年4月19日
Abstract With the development of transportation industry technology, as well as the increase of car ownership, cars bring people comfortable and convenient at the same time, also has brought human frequent traffic accidents, such as traffic safety hidden trouble, such as drunk driving and driving without a license, driving violations, serious threat to human life and property safety.Especially the traffic accidents caused by drunken driving is quite high.Therefore, from the perspective of active safety, against drunk drivers to start the car engine, be ruled out before vehicle accident hidden trouble of important research in this design. This design on the basis of the research at home and abroad to prevent drunk driving technology, aiming at the fact that drunk driving cause traffic accident frequency, design a kind of intelligent against drunk driving control system based on single chip microcomputer.System to detect breath gas alcohol concentration, according to 3 2020年4月19日
word格式文档 酒精浓度检测仪的设计 目录 一、前言 (4) 二、酒精测试仪总体方案设计 (4) 2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 (4) 2.2 酒精浓度检测仪设计方案 (4) 三、硬件设计 ....................................................... ..5 3.1 传感器的选择 ............................................... .. 5 3.2 A/D转换电路 (6) 3.3 89C51单片机系统 (9) 3.4 LED显示电路 (12) 3.5 键盘电路 (13) 3.6 报警电路 (13) 四、软件设计 (14) 4.1 主程序框图 (14) 4.2 数据采集子程序程序框图 (15) 4.3 报警子程序程序框图 (15) 五、课程设计系的心得体会 (17) 六、参考文献 (17) 附图整体电路图 (18)
酒精浓度检测仪的设计 一、前言 近年来，我国越来越多的人有了自己的私家车，而酒后驾车造成的交通事故也频繁发生。为此，我国将酒驾列入刑法范围内，所以需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。本课程设计研究的是一种以气敏传感器和单片机A/D转换器为主，检测驾驶员呼出气体的酒精浓度，并具有声光报警功能的空气酒精浓度监测仪。其可检测出空气环境中酒精浓度值，并可根据不同的环境设定不同的阈值，对超过的阈值进行声光报警来提示危害。 本课题分为两部分：硬件设计部分和软件设计部分。硬件部分为利用MQ3气敏传感器测量空气中酒精浓度，并转换为电压信号，经A/D转换器转换成数字信号后传给单片机系统，由单片机及其相应外围电路进行信号的处理，显示酒精浓度值以及超阈值声光报警。程序采用模块化设计思想，各个子程序的功能相对独立，便于调试和修改。而硬件电路又大体可分为单片机小系统电路、A/D转换电路、声光报警电路、LED显示电路，按键电路，各部分电路的设计及原理将会在硬件电路设计部分详细介绍。 二、酒精测试仪总体方案设计 2.1 酒精浓度检测仪设计要求分析 设计的酒精浓度测试仪应具有如下特点： （1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LED显示以及键盘响应电路，无需要其他计算机，用户就可以与之进行交互工作，完成数据的采集、存储、计算、分析等过程。 （2）系统具有低功耗、小型化、高性价比等特点。 （3）从便携式的角度出发，系统成功使用了数码管显示器以及小键盘。由单片机系统控制键盘和LED显示来实现人机交互操作，界面友好。 （4）软件设计简单易懂。 2.2 酒精浓度检测仪设计方案 设计时，考虑酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0-5伏的电压值且电压值稳定，外部干扰小等。因此，可以直接把传感器输出电压值经过A/D转
学 生 毕 业 设 计 课题名称 酒驾酒精浓度检测仪的设计 姓 名 费海波 学 号 101220223 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程 指导教师 杨冰 讲师 2014年06月10日 ※※※※※※※※※ ※※ ※※ ※ ※ ※※※※※※※※※ 2014届学生 毕 业 设 计 材 料
毕 业 设 计 任 务 书 课题名称 酒驾酒精浓度检测仪的设计 姓 名 费海波 学 号 101220223 学 院 通信与电子工程学院 专 业 电子信息工程 指导教师 杨冰 讲师 2014年03月05日 ※※※※※※※※ ※ ※※ ※※ ※※ ※ ※※※※※※※ ※ 2014届学生 毕 业 设 计 材 料 （一）
一、设计的教学目的 1、提高学生运用所学知识分析问题和解决问题的能力； 2、培养学生知识应用能力、动手能力、创新能力、文字表达能力等，为今后的学习和工作打下良好的基础； 3、培养学生认真负责的工作态度； 4、熟悉ATmega8单片机C语言编写方法，能熟练操作A VR Studio 4和Altium Designer10.0等软件。 二、设计的主要内容 1、以单片机ATmega8为核心，结合蜂鸣器报警模块、液晶显示模块和酒精传感器模块等硬件来实现酒精浓度检测仪的设计； 2、画出酒驾酒精浓度检测仪的原理图并编写程序； 3、初步调试原理图和程序达到要求后生成PCB图； 4、做出PCB板，焊接元器件； 5、对酒驾酒精浓度检测仪进行调试。 三、设计的基本要求 1、酒驾酒精浓度检测仪具有酒精浓度检测能力，可以大概判断出酒精浓度，具有超出提示等功能； 2、设计结构合理，层次分明，数据准确； 3、设计文档格式符合本科毕业设计的要求； 4、设计文档字数不少于6000。 四、进度安排
车载酒精检测系统设计说明
目次 1 绪论 (1) 1.1课题研究背景 (1) 1.2国内外车载酒精检测系统的研究现状 (1) 1.3本文创新点 (2) 1.4论文的结构安排 (2) 1.5课题研究的意义 (3) 2 车载酒精检测系统的关键技术 (4) 2.1数据融合技术 (4) 2.2 GPRS技术简介 (8) 3 系统的单元硬件设计 (10) 3.1车载酒精检测系统的概述 (10) 3.2系统的总体设计分析 (11) 3.3控制器的电路设计 (13) 3.4酒精传感器模块 (15) 3.5液晶显示模块 (16) 3.6 GPRS模块的硬件电路设计 (17) 3.7电源电路设计 (18) 4 系统软件的设计 (19) 4.1 MDK开发环境的介绍 (19) 4.2系统的软件结构 (20) 4.3系统主程序设计 (20) 4.4酒精信息采集单元的软件设计 (21) 4.5模糊控制算法的程序设计 (22) 4.6 GPRS模块程序设计 (22) 5 系统的调试与测试 (24) 5.1系统测试与总结 (24) 5.2显示界面设计 (25) 5.3车载酒精系 (25) 总结 (27) 致谢 (29) 参考文献 (30)
1 绪论 1.1课题研究背景 随着我国经济的飞速发展，人民生活水平的不断提高，买车自然就成为了大多数家庭的生活需要。据有关人士统计，在最近的十年期间，中国的汽车产量和销量稳居世界前三，是当之无愧的汽车产销大国。除此之外，我国的酒文化深入人心。从古至今，酒是亲戚好友聚会的必需品。在当今社会，尽管每个人都知道喝酒不开车，开车不喝酒，但还是会有人报有侥幸心理，因此酒后驾车时有发生，在我国显得尤其严重。酒后驾车给自己和别人的家庭带来了不可挽回的伤害。据统计，每年酒后驾车引起的车祸占所有车祸的40%以上，造成的个人和国家损失达好几十亿。因此，如何有效的减少酒驾的发生成为社会舆论的焦点之一。 近年来，检测技术取得了较大的进步，依靠传感器检测的手段正慢慢步入人们的生活中。比如温度传感器、烟雾传感器等等。各种各样的传感器被应用在不同的场合中来达到检测的目的。同时，由于单一传感器检测的数据并非可靠，为了进一步保证所得数据的准确性，多传感器的检测系统也是层出不穷，这里就采用了数据融合技术，将多传感器所得的数据进行融合处理，以达到一个较为准确的测量值。 在此背景下，为了避免酒后驾车的发生以及单一传感器带来的不准确性，本文将传感器技术、数据融合技术和GPRS技术结合，设计了一套具有自行检测功能的车载酒精检测系统，实现了酒驾数据的采集、发送等功能。本系统设计的方案满足了无线数据采集系统所要求的智能化和网络化的要求，并且有成本低、可靠性高、便于进行维护等优点。 1.2国内外车载酒精检测系统的研究现状 1957年，世界上第一台醉酒呼吸分析仪在瑞典首次投入使用，标志着酒后驾驶检测的开始。接着英国斯托尔大学生理学家霍尔瓦特设计一套名为“个人警察”的监督系统，依据驾驶员审视车辆行驶方向的范围，判断驾驶员的酒