基于气敏传感器的酒驾测试仪)

摘要本设计采用单片机和酒敏传感器为主要核心器件，酒精检测仪是通过电压频率转换将酒敏传感器传出的电压值转换成数字量，经单片机系统对传感器输出的非线性进行查表式校正、译码后，用软件将被测量的最大值保留并最终显示。

着重介绍了该仪器的工作原理及性能特点。

本文介绍了气敏传感器检测气体的工作原理，详细讲述了系统的组成、原理和检测方法。

系统采用硬件兼软件对测量过程及测量结果进行处理。

与传统的检测技术相比，此种传感器检测装置有结构简单、新颖、易于实现的特点。

【关键词】酒精检测仪 8039单片机非线性校正酒敏传感器目录一.设计目的 (1)1.1设计背景 (1)二.设计任务与要求 (1)2.1设计任务 (1)2.2 设计要求 (3)三.设计步骤及原理分析 (3)3.1设计方法 (3)3.2设计步骤 (4)3.3设计原理分析 (5)四.课程设计小结与体会 (7)五. 参考文献 (8)一.设计目的各行各业的工作，例如机动车驾驶员酗酒后开车以及从事危险工作行业的人员酗酒后操作，都会造成严重的事故。

用简便、准确、卫生的检测仪器进行检测，对违章饮酒者进行重罚，促使每个人增强遵章守纪的意识，消除隐患，对减少因酗酒造成的事故具有很大的意义。

根据人呼出气体中乙醇的含量来确定酗酒的标准，从医学的角度看是可行的。

人体摄入乙醇越多，血液中乙醇的溶解量就越大，从肺部呼出气体中乙醇的含量就越高。

根据医学上对人饮酒的血醇含量的试验结果进行分析就可以确定酗酒的标准。

而酒精的即时检测，有助于社会各方面的安全，特别是交通的安全。

二.设计任务与要求2.1设计任务系统的设计要求考虑到方方面面。

本系统各个重要方面，如两个方面：1.呼出气体的测量方法对人呼出气体的测量不同于对其它气体的测量。

因为人呼出一口气的时间仅一秒种左右，而且传感器感受到的乙醇气体浓度有一个从低到高再到低的过程，在这个过程中，浓度有一个最大值。

2.数据的显示方法如果采用即时显示，检测者在短短的一秒钟既要观察被检者呼气方式是否正确，又要观察读数并读取最大值．眼睛会应接不暇，极易漏读、误读。

基于气敏效应的微生物发酵乙醇浓度检测仪研究的
开题报告
一、研究背景
随着环境污染和能源危机的日益加剧，微生物发酵生产乙醇成为了
替代化石能源的重要途径之一。

然而，乙醇浓度的实时监测是该过程中
需要解决的重要问题之一。

目前，大多数检测方法都存在着操作繁琐、
耗时长、检测周期长等问题，因此需要研究一种高效、快速、经济的乙
醇浓度检测方法。

二、研究目的
本研究旨在基于气敏效应，利用气敏传感器检测微生物发酵产生的
乙醇浓度，探索一种高效、快速、经济的乙醇浓度检测方法。

三、研究内容及方法
1. 气敏传感器的制备：本研究将采用锡氧化物等材料制备气敏传感器。

2. 气敏传感器的性能测试：采用扫描电子显微镜（SEM）、X射线
衍射（XRD）等方法对气敏传感器进行性能测试，包括灵敏度、稳定性、响应时间等参数。

3. 微生物发酵乙醇浓度检测：将气敏传感器与微生物发酵系统相连接，通过实验室实验得到气敏传感器对乙醇浓度的响应曲线，并建立乙
醇浓度与传感器信号之间的数学模型。

4. 实际应用检测：将所建立的乙醇浓度检测方法应用于实际产业中，对乙醇生产过程进行实时监测。

四、研究意义
本研究将探索一种高效、快速、经济的微生物发酵乙醇浓度检测方法，可以提高生产效率、减少生产成本，对于推动可持续发展和新能源
产业的发展具有重要的战略意义。

同时，该研究也为气敏传感器在环境、食品等领域的应用提供了新思路。

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，有电流通过蜂鸣器，蜂鸣器发出声音报警。

酒精测试仪的原理
酒精测试仪是一种用于检测人体呼出空气中酒精浓度的设备。

其原理是基于酒精在人体呼出空气中的溶解度与酒精在空气中的溶解度之间的比例关系。

酒精测试仪主要包括一个感测器和一个信号处理器。

感测器通常采用半导体气体传感器或红外吸收光谱传感器。

半导体气体传感器通过电化学反应将酒精气体转化为电信号，而红外吸收光谱传感器则基于酒精分子对红外光的吸收特性来测量酒精浓度。

这些传感器能够快速而准确地检测到呼出空气中的酒精浓度。

当一个人吹气进入酒精测试仪时，感测器会将呼出空气中的酒精与空气中的其它成分进行分离，并测量酒精的浓度。

然后，这些测量值会传输给信号处理器进行数值计算和显示。

信号处理器会根据预设的酒精浓度标准，将测量值转化为相应的酒精浓度，并在仪器上显示出来。

需要注意的是，酒精测试仪的准确性受到多种因素的影响，例如感测器的质量和校准情况、使用者的操作技巧和环境条件等。

因此，在使用酒精测试仪时，应该根据实际情况合理判断，并遵守相关法律法规。

酒精探测仪的原理
酒精探测仪是一种用于检测酒精浓度的设备，它基于一种称为气体传感器的技术原理运作。

气体传感器通常使用半导体材料，例如金属氧化物，作为传感元件。

这些材料在不同的气体环境下表现出电阻的变化。

酒精探测仪的气体传感器采用的是一种对酒精敏感的材料。

当酒精分子与气体传感器表面的敏感材料接触时，酒精分子会与敏感材料发生反应，导致材料电子结构改变，进而影响电阻。

测量器会通过测量材料电阻的变化来确定酒精浓度。

为了提高测量的准确性，饮酒者需要将呼气吹入酒精探测仪中。

饮酒者的呼气中含有酒精蒸汽，当呼气通过酒精探测仪时，其中的酒精分子与敏感材料反应，从而产生电阻变化信号。

酒精探测仪将电阻变化信号转化为相应的电信号，并将其转换为数值显示，以显示饮酒者的酒精浓度。

总之，酒精探测仪的原理是基于气体传感器的技术，通过测量敏感材料电阻的变化来检测酒精浓度。

饮酒者通过呼气将酒精分子与敏感材料反应，从而产生电阻变化信号，通过信号转换和数字显示，来显示酒精浓度。

酒精测试仪原理酒精测试仪，也称为酒精测量仪或呼气酒精测定仪，是一种用于检测人体酒精含量的设备。

它被广泛地应用于交通警务、工业安全、医疗器械以及日常酒精监测等领域。

本文将介绍酒精测试仪的原理和工作机制。

一、原理概述酒精测试仪的工作原理基于酒精的氧化反应。

当人们饮酒后，酒精会进入血液循环系统，并通过肺泡扩散到呼出气体中。

酒精测试仪通过检测呼出气体中的酒精浓度，从而推断出人体内的酒精含量。

二、传感器技术1. 传感元件酒精测试仪一般使用的传感器为半导体气敏元件。

当酒精接触到传感器表面时，会引起电阻变化。

这种电化学反应可量化为电信号，进一步转化为测量酒精浓度的结果。

2. 原理传感器中的氧气与酒精发生氧化反应，形成水和二氧化碳等产物。

这种反应会引起传感器的电阻变化。

通过测量电阻的变化，酒精测试仪可以判断酒精浓度的大小。

三、呼气采样1. 灵敏度酒精测试仪需要具备足够灵敏的传感器来检测呼出气体中的微量酒精。

为了达到准确测量的目的，一些现代酒精测试仪还配备了特殊的呼吸阀门，以确保仪器只采集深部肺泡呼气样本，减少口腔和咽喉处的干扰。

2. 防疫措施为了防止交叉感染和保护测量者的健康，一般的酒精测试仪会使用一次性的吹气罩或嘴套。

这些防护装置可以有效减少呼气样本与测试仪本身的直接接触，降低酒精测试仪的维护成本和清洁工作量。

四、结果显示1. 数字显示现代酒精测试仪通常具有数字显示屏，可以直接以数值的形式显示测量结果。

一些高级酒精测试仪还配备了背光灯，使结果在暗处也能清晰可见。

2. 告警功能为了方便用户的判断，一些酒精测试仪在检测到超过法律规定限值的酒精含量时，会通过声音、震动或闪光等方式进行告警，提醒用户需要进一步采取注意措施。

五、校准和维护为确保酒精测试仪的准确性和可靠性，定期的校准和维护是必不可少的。

校准一般需要使用标定酒精溶液进行，维护则包括清洁传感器和更换损坏的部件等工作。

六、应用范围酒精测试仪的应用范围广泛，主要可以分为以下几个方面：1. 交通安全酒驾是一种严重的交通安全问题，酒精测试仪在交警执法中起到了不可或缺的作用。

交警查酒驾的仪器原理一、酒精检测仪工作原理酒精检测仪是一种利用酒精传感器对酒精浓度进行检测的设备。

当司机呼出的气体中含有酒精时，传感器会将酒精浓度转化为电信号，从而测量出驾驶员体内酒精含量。

根据传感器的类型不同，酒精检测仪可分为半导体型、电化学型和红外线型等。

二、气体传感器原理气体传感器是一种能够检测气体成分的设备。

在交警查酒驾过程中，气体传感器主要用于检测驾驶员呼出的气体中酒精的浓度。

当驾驶员呼出的气体通过气体传感器时，传感器会将其中的酒精成分转化为电信号，从而测量出驾驶员体内酒精含量。

三、激光雷达测速原理激光雷达测速是一种利用激光雷达对车辆速度进行检测的设备。

在交警查酒驾过程中，激光雷达测速主要用于检测车辆行驶速度是否超速。

激光雷达通过发射激光束并接收反射回来的光束来测量车辆与激光束之间的距离变化，从而计算出车辆的速度。

四、酒精浓度与血液中酒精含量关系酒精浓度与血液中酒精含量之间存在一定的关系。

一般来说，血液中的酒精含量越高，呼出的气体中酒精浓度也越高。

因此，通过测量呼出气体中的酒精浓度可以大致推算出血液中的酒精含量。

但是，这种推算方法存在一定的误差，因此需要通过血液检测来确定血液中的酒精含量。

五、呼气酒精含量与血液中酒精含量关系呼气酒精含量与血液中酒精含量之间存在一定的相关性。

一般来说，呼出的气体中酒精含量越高，血液中的酒精含量也越高。

但是，由于个体差异、饮酒量和饮酒时间等因素的影响，呼气酒精含量与血液中酒精含量之间的关系并不完全一致。

因此，在交警查酒驾过程中，需要综合考虑多种因素来确定驾驶员体内酒精含量。

六、检测流程与数据解读在交警查酒驾过程中，首先需要对驾驶员进行呼气测试。

如果呼气测试结果超过法定标准，则需要进行血液检测以确定血液中的酒精含量。

在数据解读过程中，需要综合考虑呼气测试和血液检测结果，以确定驾驶员是否超标。

同时，还需要注意不同车型、不同驾驶环境等因素对测试结果的影响。

七、法律法规与政策依据交警查酒驾的仪器原理需要遵循相关的法律法规和政策依据。

便携式酒后驾车测试仪设计方案酒精浓度测试仪应用到两种传感器：(1) 气敏传感器(2)应变式电阻传感器气敏传感器是一种检测特定气体的传感器。

它主要包括半导体气敏传感器、接触燃烧式气敏传感器和电化学气敏传感器等，其中用的最多的是半导体气敏传感器。

它的应用主要有：一氧化碳气体的检测、瓦斯气体的检测、煤气的检测、氟利昂(R11、R12)的检测、呼气中乙醇的检测、人体口腔口臭的检测等等。

气敏电阻传感器的工作原理:气敏电阻是一种半导体敏感器件，它是利用气体的吸附而使半导体本身的电导率发生变化这一机理来进行检测的。

应变式电阻传感器的工作原理电阻应变式传感器以电阻应变计为转换元件的电阻式传感器。

电阻应变式传感器由弹性敏感元件、电阻应变计、补偿电阻和外壳组成，可根据具体测量要求设计成多种结构形式。

弹性敏感元件受到所测量的力而产生变形并使附着其上的电阻应变计一起变形。

电阻应变计再将变形转换为电阻值的变化，从而可以测量力压力、扭矩、位移、加速度和温度等多种物理量。

酒精浓度检测仪整体结构设计（1）数据采集系统以单片机为控制核心，外围电路带有LCD 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，系统成功使用了大屏幕液晶显示器以及小键盘。

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）软件系统采用汇编语言编写，在兼顾实时性处理的同时也能很方便地进行数据处理。

酒精浓度检测仪的框图酒精浓度检测仪的结构酒精浓度检测仪的原理图本文设计的酒精浓度检测仪主要是以酒精传感器和单片机为平台设计而成的，其硬件系统功能框图如下所示。

Jssss<601214aS16ICE口的4IE单片机酒精浓度测试仪用MQK酒精传感器采集气体信号，并通过数模转换器将模拟信号转换成数字信号送至单片机，单片机对数字信号进行分析处理，并将所得的结果显示出来，可以通过键盘设置不同环境下酒精浓度的不同阀值，如果所检测出的酒精浓度超过了所设定的阀值，那么单片机就能控制蜂鸣器发出声音报警。

酒精测试仪工作原理酒精测试仪（又称酒驾测试仪、呼气酒精分析仪）是一种常见的安全检测设备，广泛应用于交通、公共安全等领域。

它通过分析被测试人员呼出的气体，判断其体内的酒精含量是否超过法定限度。

本文将详细介绍酒精测试仪的工作原理。

一、传感器原理酒精测试仪的核心部分是传感器，它能够准确、快速地检测出呼出气体中的酒精含量。

目前，常用的传感器技术有半导体传感器、红外传感器和电化学传感器等。

1. 半导体传感器半导体传感器是一种常见的酒精检测技术。

它的工作原理是利用导体表面吸附酒精分子后的电阻变化来测量酒精含量。

当被测试者吹气进入酒精测试仪时，气体中的酒精分子会被传感器吸附，从而导致传感器电阻值发生变化。

通过测量这个变化，就能确定酒精含量是否超过限制。

2. 红外传感器红外传感器则采用了不同的工作原理。

它通过红外线的吸收测量酒精含量。

当被测试者吹气进入酒精测试仪时，传感器会发出一束红外线，气体中的酒精分子会吸收一部分红外线。

通过测量吸收的红外线的强度变化，就能判断酒精含量的高低。

3. 电化学传感器电化学传感器利用化学反应来检测酒精含量，其工作原理类似于燃料电池。

当被测试者吹气进入酒精测试仪时，气体中的酒精分子会发生一系列电化学反应，产生电流。

通过测量这个电流的大小，就能得知酒精含量是否超过规定值。

二、工作流程酒精测试仪的工作流程包括预热、采样、分析和结果显示等步骤。

1. 预热当酒精测试仪启动时，传感器需要经过一段时间的预热过程，以确保传感器工作稳定。

预热时间一般约为10-30秒，具体时间视设备型号和制造商而定。

2. 采样在预热完成后，被测试者需要通过设备的呼吸口吹气。

酒精测试仪通过吸气管道将呼出气体引入传感器进行分析。

为了保证准确度，测试者需要按照设备使用说明进行操作，确保吹气量和时间的标准化。

3. 分析当被测试者吹气完毕后，酒精测试仪会分析呼出气体中的酒精含量。

根据传感器的工作原理，仪器会测量电阻、红外线吸收或电流大小等参数，并将其转化为酒精含量的读数。

《传感器原理及应用》创新性应用课题研究报告题目：基于气敏传感器的酒精测试系统学院：自动化工程学院年级专业：2012级电子信息科学与技术姓名：韩佳林、罗荣伟、于帅、孙建超任课教师：迟宗涛2015年12月20 日目录1 绪论 (1)1.1 呼吸气体酒精浓度检测报警仪开发背景 (4)1.2呼吸气体酒精浓度检测报警仪的简介 (4)1.3呼吸气体酒精浓度检测报警仪课程设计基本要求与设计简介 (5)2 单片机最小系统介绍 (6)2.1 STC89C52简介 (6)2.2 复位电路介绍 (8)2.3 晶振电路介绍 (9)3 信号采集和AD转换过程的软硬件设计 (10)3.1 MQ-3酒精浓度传感器模块简介 (10)3.2 AD转换软硬件件设计 (11)3.2.1 ADC0804简介 (11)3.2.2 本设计中ADC0804外围硬件连接 (13)3.2.3 本设计中AD转换软件实现 (14)4 显示模块软硬件设计 (16)4.1 LCD1602简介 (16)4.2 本设计中LCD1602的硬件连接介绍 (17)4.3 本设计中LCD1602的软件设计 (17)4.3.1 本设计的液晶写命令子函数和写数据子函数程序分析 (17)4.3.2 本设计中用到的液晶指令介绍 (19)4.3.3 本设计中的字符串显示和数据实时更新的实现方法 (19)5. 其它外围设备软硬件设计 (22)5.1 报警电路软硬设计 (22)5.1.1 硬件部分设计 (22)5.1.2 软件部分设计 (22)5.2 待机指示灯软硬件设计 (23)5.2.1 硬件部分设计 (23)5.2.2 软件部分设计 (23)5.3 按键软硬件设计 (23)5.3.1 硬件部分设计 (24)5.3.2 软件部分设计 (24)5.4 电源电路 (25)6．系统总体设计 (26)6.1 硬件总体框图 (26)6.2 程序流程图 (27)6.3 硬件调试 (28)6.4 软件调试 (28)6.4.1 标志数的应用 (28)6.4.2 按键的消抖与松手检测的程序实现 (29)6.4.3 定时器与定时器中断 (30)结束语 (31)致谢 (32)参考文献 (33)附录一硬件设计原理图 (34)附录二实物照片 (35)附录三程序 (36)1 绪论1.1 呼吸气体酒精浓度检测报警仪开发背景我国经济、科技正在迅速腾飞，汽车早已进入寻常百姓家。