基于單片機(jī)酒精濃度檢測(cè)儀的開題報(bào)告

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 文獻(xiàn)綜述專 業(yè)： 電子信息工程 姓 名： 學(xué) 號(hào)： 課題名稱： 基于單片機(jī)酒精濃度測(cè)試儀 指導(dǎo)教師： 1、 選題的背景與意義隨著我國(guó)的改革開放以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平便不斷地提高，人們的生活水平也就隨之變好了，人們的出行也越來(lái)越方便，從之前的走路到有自行車在到現(xiàn)在的私家車?，F(xiàn)在的人們生活上也就更多樣化了，比如人多聚會(huì)酒水肯定不能少的；每個(gè)人都是開著自己的轎車出去聚會(huì)的；所以問題也就來(lái)了便有了這么多的交通事故是由于酒后駕車造成的，從而造成不少的意外死亡。交通事故已經(jīng)成為了危害人們生命的最大隱患。全世界每年都有好多的人死于車禍。引起交通事故的基本因素有人、車、路、環(huán)境與管理等,其中駕

2、駛員本身因素占70%。而酒后駕車是駕駛員駕駛事故重要因素之一。世界各國(guó)統(tǒng)計(jì),30%50%的交通事故由飲酒后駕車所至。我國(guó)交通部門報(bào)道,酒后駕車的交通事故率比平常人高出至少56倍。飲酒可致駕駛員視覺功能、觸覺敏感度、判斷能力、注意力等下降,從而致交通事故的發(fā)生。目前，我國(guó)對(duì)于酒后駕車行為的監(jiān)控主要采取出動(dòng)警力，定期抽查的方式。但由于人員有限等原因，管理仍存在一定的難度。交管部門對(duì)此也非?？鄲?。由于酒后駕車的危害，交管部門加大處罰力度?，F(xiàn)在好多人因?yàn)樗麄兩习嗟闹饕慕煌üぞ呔褪瞧嚕愿鼞?yīng)該避免在回來(lái)的路上由于在酒桌上喝酒后駕車。酒后駕車造成的交通事故對(duì)國(guó)家、他人、自己產(chǎn)生了難以估計(jì)的后果。為了

3、減少這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，世界各國(guó)都在想辦法來(lái)解決這個(gè)問題。目前全世界大多數(shù)的國(guó)家都是采用呼氣式的酒精測(cè)試儀來(lái)對(duì)駕駛者進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的，這樣可以知道被測(cè)者體內(nèi)酒精的含量多少，從而可以保證駕駛者是否可以正常開車，來(lái)保證駕駛者的人身與財(cái)產(chǎn)安全。所以這個(gè)酒精測(cè)試儀是有著不可替代的作用的，它的發(fā)展前景和意義也是很大的。有了這個(gè)酒精濃度測(cè)試儀的使用，不僅可以方便交警查醉駕，還可以對(duì)駕駛者在一定程度上存在威懾性，從而來(lái)減少由于醉駕引起的交通事故，最終達(dá)到駕駛者安全行駛，使得汽車在方便之余還可以帶來(lái)更多的安全保障。該課題的設(shè)計(jì)經(jīng)大量的驗(yàn)證，基于單片機(jī)的酒精濃度檢測(cè)儀檢測(cè)的結(jié)果比傳統(tǒng)的機(jī)械檢測(cè)儀或酒精計(jì)更加的靈敏，精

4、度也高，準(zhǔn)確方便，可靠性好，擴(kuò)展簡(jiǎn)單，控制功能強(qiáng)大。對(duì)超出的閥值進(jìn)行聲光報(bào)警，直觀準(zhǔn)確。二 課題研究的基本內(nèi)容與擬解決的主要問題1 了解單片機(jī)酒精測(cè)試儀的基本機(jī)構(gòu)和工作原理2選用單片機(jī)AT89S51本設(shè)計(jì)的核心元件，設(shè)計(jì)合理的電路來(lái)實(shí)現(xiàn)所需要的功能。3 選擇好合適的酒精傳感器4 選擇合理的LED顯示酒精濃度等測(cè)試的數(shù)值5 完成軟件和硬件各部分，連接調(diào)試電路，模擬實(shí)現(xiàn)酒精濃度測(cè)試儀功能實(shí)施方案（傳感器的選擇）系統(tǒng)的主要是酒精的檢測(cè)，所以傳感器要選擇合適的。FSS-A80型電化學(xué)酒精傳感器是一種電化學(xué)庫(kù)侖分析池型酒精濃度檢測(cè)器件，專門用于呼氣中酒精濃度檢測(cè)。它的基本特征是：更好的準(zhǔn)確性、極好的穩(wěn)定

5、性、極高靈敏度和較快的響應(yīng)速度、較好的抗?jié)裥阅?、?duì)口氣沒有響應(yīng)。FSS-A80型電化學(xué)酒精傳感的工作電流不到一個(gè)微安，功耗極低。FSS-A80型電化學(xué)酒精傳感器適宜于呼氣中酒精濃度的檢測(cè)，用于警用酒精檢測(cè)裝置、汽車點(diǎn)火控制系統(tǒng)等。MQ3 酒精傳感器是氣敏傳感器，其具有很高的靈敏度、良好的選擇性、長(zhǎng)期的使用壽命和可靠的穩(wěn)定性。MQ3 型氣敏傳感器由微型Al2O3、陶瓷管和SnO2 敏感層、測(cè)量電極和加熱器構(gòu)成的敏感元件固定在塑料或者不銹鋼的腔體內(nèi)，加熱器為氣敏元件的工作提供了必要的工作條件。傳感器的標(biāo)準(zhǔn)回路有兩部分組成：其一為加熱回路；其二為信號(hào)輸出回路，它可以準(zhǔn)確

6、反映傳感器表面電阻的變化。傳感器表面電阻RS 的變化，是通過與其串聯(lián)的負(fù)載電阻RL 上的有效電壓信號(hào)VRL 輸出面獲得的。二者之間的關(guān)系表述為：RS/RL=(VCVRL)/VRL，其中VC 為回路電壓，10V。負(fù)載電阻RL 可調(diào)為0.5200K，加熱電壓Uh 為5V。上述這些參數(shù)使得傳感器輸出電壓為05V。為了使測(cè)量的精度達(dá)到最高，誤差最小，需要找到合適的溫度，一般在測(cè)量前需要將傳感器預(yù)熱5 分鐘。經(jīng)過對(duì)比，兩者都可以用來(lái)測(cè)量，但是電化學(xué)的傳感器價(jià)格要比MQ-3貴十幾倍，所以本設(shè)計(jì)從經(jīng)費(fèi)上考慮選用MQ-3酒精傳感器。 三 課

7、題研究方法、設(shè)計(jì)方案或論文撰寫提綱 本次設(shè)計(jì)的酒精濃度測(cè)試儀是一款實(shí)用性較強(qiáng)，安全可靠的氣體乙醇濃度檢測(cè)工具，主要是軟件與硬件的結(jié)合。是采用高精度MQ-3乙醇?xì)怏w傳感器對(duì)呼氣中的乙醇濃度的檢測(cè)，然后通過軟件的單片機(jī)STC12C5A16AD對(duì)檢測(cè)的信號(hào)進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換和處理，最后通過一個(gè)顯示屏來(lái)顯示數(shù)據(jù)的。由于不同的環(huán)境對(duì)酒精濃度的要求也不一樣，所以，可以通過鍵盤來(lái)設(shè)定不同環(huán)境中酒精濃度的不同閥值。如果所檢測(cè)到的空氣中的酒精濃度超過了所設(shè)定的閥值，那么單片機(jī)將會(huì)控制小燈和蜂鳴器報(bào)警，用來(lái)提示。所以本次的設(shè)計(jì)就在于軟件與硬件部分的實(shí)現(xiàn)，只有這兩部分的功能都能實(shí)現(xiàn)這個(gè)設(shè)計(jì)才能成功，如果某個(gè)部分有一點(diǎn)差錯(cuò)

8、，那么這個(gè)酒精濃度測(cè)試儀便是失敗的，不能夠得到原本想要的結(jié)果，起不到設(shè)計(jì)本身的意義。因此在軟件的設(shè)計(jì)與硬件的設(shè)計(jì)方面一定要根據(jù)其原理，將每一步都做到成功，才能完成此次設(shè)計(jì)。四 總體安排與進(jìn)度：本選題以軟件硬件結(jié)合的研究方法，通過查閱各方面資料，了解相關(guān)知識(shí)，實(shí)際動(dòng)手設(shè)計(jì)成品，以達(dá)到選題的目的，其具體步驟為 1、氣敏傳感器的認(rèn)識(shí)。了解氣敏傳感器的用途，工作原理，以及在本設(shè)計(jì)中的應(yīng)用和作用.（MQ-3）2、數(shù)據(jù)采集的設(shè)計(jì)。傳感器信號(hào)采集電路的設(shè)計(jì)。3、數(shù)模轉(zhuǎn)換器的設(shè)計(jì)。數(shù)模轉(zhuǎn)換電路的設(shè)計(jì)與作用。單片機(jī)程序編寫。 4、按鍵設(shè)計(jì)。獨(dú)立鍵盤電路的設(shè)計(jì)與作用，每個(gè)接口的對(duì)應(yīng)。5、時(shí)鐘設(shè)計(jì)。內(nèi)部時(shí)鐘設(shè)置.6

9、、顯示設(shè)計(jì)。數(shù)碼管顯示數(shù)據(jù)的接口對(duì)應(yīng)及段位選的輸入。7、報(bào)警設(shè)計(jì)。蜂鳴器的設(shè)置連接與使用。8、 電源設(shè)計(jì)。電源電路的設(shè)計(jì)。 文獻(xiàn)綜述1前言 氣體現(xiàn)在和人們的生活關(guān)系密切，酒精濃度的檢測(cè)和對(duì)酒后駕駛的檢查對(duì)人們的人身安全起到很大的作用?，F(xiàn)在，人們的生活水平提高，所以對(duì)環(huán)境氣體的要求也就越高，現(xiàn)在的氣敏傳感器正朝著低功率，多功能，集成化方向發(fā)展。因此酒精濃度測(cè)試儀具有很大的市場(chǎng)要求和發(fā)展?jié)摿?。氣敏傳感器主要是把氣體中特定的成分檢測(cè)出來(lái)，并轉(zhuǎn)化成電信號(hào)的一種儀器，然后通過某個(gè)裝置顯示或者報(bào)警。 2 單片機(jī)與酒精傳感器的認(rèn)識(shí) 單片機(jī)是典型的嵌入式微控制器。單片機(jī)是一種高集成度的電子芯片，是采用超大規(guī)模

10、集成電路技術(shù)把具有數(shù)據(jù)處理能力的CPU隨機(jī)存儲(chǔ)器丶只讀存儲(chǔ)器ROM丶多種I0口和中斷系統(tǒng)丶定時(shí)器等功能集中到一塊硅片上構(gòu)成的一個(gè)小而完善的計(jì)算計(jì)系統(tǒng)。使用單片機(jī)來(lái)作為檢查酒精濃度的軟件部分有的優(yōu)點(diǎn)： 1 數(shù)據(jù)的采集系統(tǒng)是以單片機(jī)為控制中心的，外面是LED顯示屏和鍵盤的響應(yīng)電路，可以方便的記錄數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等功能 2 單片機(jī)系統(tǒng)具有低功率，高效率等功能 3 所有的過程可以通過按鍵和液晶顯示來(lái)進(jìn)行，方便觀察和操作。 4 采用C語(yǔ)言，可以方便的對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。 5 測(cè)量結(jié)果更加精準(zhǔn)，反應(yīng)快。 傳感器頭是酒精濃度檢測(cè)中感受酒精的重要部分。這次設(shè)計(jì)采用的是MQ-3氣敏傳感器，因?yàn)镸Q-3氣敏傳感器的敏感部分是

11、由二氧化錫的N型半導(dǎo)體微晶燒結(jié)層構(gòu)成的，靈敏度高，響應(yīng)速度快，可靠性好。正是由于這些作用，對(duì)酒精濃度的檢測(cè)才能達(dá)到嚴(yán)格準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)的目的。單片機(jī)在整個(gè)檢測(cè)過程中起到的是操作和相應(yīng)數(shù)據(jù)處理并顯示的作用，是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要部分。 3 設(shè)計(jì)思路 傳統(tǒng)的酒精測(cè)試方法都是直接使用一個(gè)傳感器來(lái)進(jìn)行的，這種方法往往會(huì)存在干擾等問題，使得測(cè)量的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。所以，本次設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的酒精濃度測(cè)試儀是利用了單片機(jī)的一些功能特性，很好的彌補(bǔ)了存在的缺陷。系統(tǒng)是以單片機(jī)芯片作為控制核心，采用MQ-3酒精氣體傳感器作為數(shù)據(jù)采集單元，采集數(shù)據(jù)后在經(jīng)過A/D轉(zhuǎn)換把采集的信號(hào)數(shù)字化，在經(jīng)過單片機(jī)對(duì)該信號(hào)處理并通過液晶顯示屏顯示出來(lái)。 酒精濃度測(cè)試儀主要是用來(lái)檢測(cè)酒精濃度的，主要有硬件部分的MQ-3酒精傳感器，LED顯示丶鍵盤和聲音報(bào)警器；軟件部分的模數(shù)轉(zhuǎn)換器丶單片機(jī)構(gòu)成的。酒精通過酒精傳感器把其濃度轉(zhuǎn)為電信號(hào)，然后把電信號(hào)送給模數(shù)轉(zhuǎn)換器，經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器后，再把轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)對(duì)所接收的信號(hào)分析處理后，最后把處理的結(jié)果通過顯示器顯示出來(lái)。由于不同的環(huán)境對(duì)酒精濃度的要求也是不同的，所以可以通過鍵盤設(shè)定不同環(huán)境中酒精濃度的不同閥值，如果檢測(cè)的酒精濃度超過了剛設(shè)定的閥值，那么單片機(jī)將會(huì)控制蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲，從而達(dá)到測(cè)