酒精浓度测试仪的开题报告.doc

酒精浓度测试仪的开报告.doc xx大 学 毕业设计 学 生 姓 名: 学 号: 学 院、系: 信息与通信工程学院信息通信工程系 专 业: 通信工程 设计题目: 酒精浓度测试仪的设计 指导教师: 2011年 3 月 26日 毕 业 设 计 开 题 报 告 1(结合毕业设计()课题情况，根据所查阅的文献资料，撰写2000字左右的文献综述: 文 献 综 述 1.1 本课题的设计目的及意义 酒后驾车是导致交通事故的一个主要因素，为了防止机动车辆驾驶人员酒后驾车，现场实时对人体呼气中酒精含量的检测已日益受到重视，酒精浓度测试仪逐渐得到广泛应用。 当酒精在人体血液内达到一定浓度时，麻痹神经，造成大脑反应迟缓，肢体不受控制等症状。人对外界的反应能力及控制能力就会下降，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，发生撞车的几率越大。而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 [15]死的主要原因。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”。从工厂企业到居民家庭，酒精泄露的检测、监控以及对酒后驾车的监测对居民的人身和财产安全都是十分重要且必不可少的。现如今，由于人们安全意识增强，对环境安全性和生活舒适性要求的提高，再加上气体传感器向低功耗、多功能、集成化方向的发展，因此，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。 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，需要设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量。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。酒精检测仪的设计与使用有着不可替代的作用，也有着相当的前景和意义。 1.2 国内外研究现状 至今为止，对气体中酒精含量进行检测的设备有燃料电池型(电化学)、半导体型、 [1] 红外线型、气体色谱分析型和比色型五种类型。但由于价格和使用方便的原因，目前 [14]常用的只有燃料电池型(电化学型)和半导体型两种。 燃料电池是当前全世界都在广泛研究的环保型能源，它可以直接把可燃气体转变成电能，而不产生污染，酒精传感器只是燃料电池的一个分支。燃料电池酒精传感器采用贵金属白金作为电极，在燃烧室内充满特种催化剂，使进入燃烧室内的酒精充分燃烧转变为电能，也就是在两个电极上产生电压，电能消耗在外接负载上，此电压与进入燃烧室内气体的酒精浓度成正比。与半导体型相比，燃料电池型呼气酒精测试仪具有稳定性 [6]好，精度高，抗干扰性好的优点。但是由于燃料电池酒精传感器的结构要求非常精密，制造难度相当大，加上材料成本高，因此价格相当昂贵，是半导体酒精传感器的几十倍[13]。受20世纪信息技术的快速发展的影响，传感技术逐渐走向成熟，在生活生产中的得到了广泛的应用。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 [9]可靠性，微型化，微功耗无源化和智能数字化成为其发展方向。 1.3 本课题设计任务 气酒精浓度检测仪主要是用来检测酒精浓度的，它主要由酒精传感器、模数转换器、单片机、LCD 显示、键盘以及声音报警构成。 [2]本课题选择MQ-3型酒精传感器. MQ-3型气敏传感器灵敏度高，响应速度快。AT89S52是低功耗、高性能、采用CMOS工艺的8 位单片机，其片内具有8KB 的可在线 [4]编程的Flash 存储器。该单片机采用了ATMEL 公司的高密度、非易失性存储器技术，与工业型80C51 单片机的指令系统和引脚完全兼容;片内的Flash 存储器可在线重新编程，或者使用通用的非易失性存储器编程;通用的8 位CPU 与在线可编程Flash 集成在一块芯片上，从而使AT89S52 功能更加完善，应用更加灵活;具有较高的性能价 [7]格比，使其在嵌入式控制系统中有着广泛的应用前景。发光二极管显示选用集成驱动器LM3914。内部有10个电压比较器，可驱动10个发光二极管。相邻分压端之间的电压 [8]差是0.12V。可选择点状显示也可选择条状显示。 ADC0809为8路8位的A/D转换器，具有转换起停控制端，转换时间为100μs，模 [5]拟输入电压值范围是0,+5V，+5V电压供电。三位数码管显示具体数值。 毕 业 设 计 开 题 报 告 ,(本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段(途径): 2.1 本课题解决的问题 本课题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， [10]并具有报警功能的酒精浓度监测仪。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 [12]危害。采用汇编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。 本次设计需要研究解决的问题是:(1) 使用LCD显示器来显示酒精浓度和输入的相关信息器;(2)传感器电路的设计。首先设计一个基准电压2.5V,采用差动输入使得V输出=V酒精浓度-2.5V。从而使得传感器的输出范围符合AT89S52的范围。发光二极管点越亮，酒精浓度越高燃烧产生的电压值越大，超过设定值，电路报警。 2.2 拟采用的研究手段 酒精传感器将检测到的酒精浓度转化为电信号，然后将电信号传送给模数转换器，经过模数转换器转换后，把转换后得到的数字信号传给单片机，单片机对所输入的数字 [3]信号进行分析处理，最后将分析处理的结果通过显示器显示出来。由于不同的环境对酒精浓度的要求也不一样，所以，可以通过键盘来设定不同环境中酒精浓度的不同阀值。如果所检测到的空气中的酒精浓度超过了所设定的阀值，那么单片机将会控制蜂鸣器发 [11]出声音报警，用来提示危害。 系统的整体结构图如下 整体结构方案图 参考文献 [1]岳睿.呼吸式酒精传感器的研究进展[J].化学传感器，2006(3):6-9。 [2]刘丰年.气体传感器测试系统[D].吉林:哈尔滨理工大学，2003。 [3]何希才《常用集成电路实用实例》电子工业出版社，2007 [4]张培仁.MCS-51单片机原理与应用[M].北京:清华大学出版社，2003 [5]何立民.单片机高级教程应用与设计[M].北京:北京航空航天大学出版社，2000. [6]何希才.传感器技术与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社，2005。 [7]陈有卿《通用集成电路应用于实例分析》中国电力出版社，2007( [8]梁森，王侃夫等(自动检测与转换技术(北京:机械工业出版社2005 [9]王幸之.AT89系列单片机原理与接口技术[M].北京:北京航空航天大学出版社，2004。 [10]郑学坚，周斌.微型计算机原理及应用[M].北京:清华大学出版社，2006. [11]纪宗南.单片机外围器件使用手册——输入通道器件分册[M].北京:北京航空航天大学出版社，2005. [12]郑义,陈俊.用AT89C52和TLC1543实现数据采集系统[J].电子世界，2004,(12):24-25. [13]卢丽君.基于TLC1543的单片机多路采样监测系统的设计[J].仪器仪表与分析监测，2007,(04):5-7. [14]马中梅《单片机C语言程序设计》北京航空航天大学出版社，2007 [15]魏英智.DS18B20在温度控制中的应用.煤炭机械。2005(3):92-93 [16]电子制作.2007年第6期[J].北京:电子制作编辑部,42—43 [17]电子制作.2007年第12期[J].北京:电子制作编辑部,62 [18]A.S.K Kasalkin.Electrical Engineering[M].Mir Publishers Moscow,2004:270—275 毕 业 设 计 开 题 报 告 指导教师意见: 指导教师: 年 月 日 所在系审查意见: 系主任: 年 月 日