酒精浓度测试仪的设计

酒精浓度测试仪的设计

[摘要]：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STC12C5A16AD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。

[关键词]：单片机 A/D转换和处理醉酒阈值 MQ-3乙醇气体传感器

Alcohol concentration test instrument

Abstract：This study design alcohol tester is a new practical, safe and reliable gas ethanol concentration testing tool, Adopting high precision MQ - 3 ethanol gas sensors to detect the concentration of ethanol in the air, the use of macro crystal company high performance low cost STC12C5A16AD microcontroller to detection signal A/D conversion and processing, finally through the LCD screen display output. This study design alcohol tester also has drunk threshold setting function, can according to laws and regulations or the user need to set modify drunk threshold, and save.

Keywords：Scm A/D conversion and processing Drunk threshold MQ - 3 ethanol gas sensor

目录

第一章绪论 (1)

1.1本课题的研究的背景以及现实意义 (1)

1.2关于本课题的简介 (1)

1.3课题论述总体结构安排 (2)

第二章硬件设计 (3)

2.1设计框图 (3)

2.2乙醇信号检测及调理电路 (3)

2.3单片机电路 (6)

2.4显示电路 (8)

2.5阈值存储 (9)

2.6供电及程序下载电路 (10)

第三章 Protel硬件开发软件 (11)

3.1 Protel软件组成 (11)

3.2 PCB板设计 (12)

第四章软件编程 (15)

4.1软件流程图 (15)

4.2主程序 (15)

第五章酒精浓度测试仪的安装与调试 (23)

5.1酒精浓度测试仪的注意事项 (23)

5.1.1 手工焊接的基本概述 (23)

5.1.2 元件清单 (23)

5.2 酒精浓度测试仪的实物调试 (24)

5.2.1 USB转串口驱动安装 (24)

5.2.2下载程序 (24)

5.2.3调试说明 (26)

设计总结 (28)

致谢 (29)

参考文献 (30)

附录 (31)

第一章绪论

1.1本课题的研究的背景以及现实意义

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。

2000年以来，随着中国经济的高速发展，人民生活水平的迅速提高，中国逐渐步入“汽车社会”，酒后驾驶行为所造成事故越来越多，对社会的影响也越来越大，酒精正在成为越来越凶残的“马路杀手”。据有关资料统计，全世界每年因车祸丧生的人数就超过60万人，留下永久性伤残者在400万以上，一般受伤者则不计其数。在许多国家，车祸已成为第一位意外死亡原因。此外，由交通事故造成的经济损失也相当惊人。据事故调查统计，大约50%—60%的车祸与饮酒有关。中国公安部在2009年8月，在全国各地加强查处酒后驾驶的力度，以减少由酒后驾驶造成的恶性交通事故。要查处就涉及到检测人体内的酒精含量和使用设备来进行检测的问题。

图1-1 毕业设计设计产品

1.2关于本课题的简介

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STC12C5A16AD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。

酒精浓度测试仪如图1所示，由MQ-3乙醇气体传感器、STC12C5A16AD（或STC12C5A32AD）单片机、EEPROM存储电路、液晶屏和键盘组成。

检测原理：当具有N型导电性的氧化物暴露在大气中时，会由于氧气的吸附而减少其内部的电子数量而使其电阻增大。其后如果大气中存在某种特定的还原性气体，它将与吸附的氧气反应，从而使氧化物内的电子数增加，导致氧化物电阻减小。半导体氧化物传感器就是通过该阻值的变化来分析气体浓度。

从理论上说，要判断是否是酒后驾驶，最简单可行的方法是现场检测驾驶人员呼气中的酒精含量。大量的统计研究结果表明，如果被测者深吸气后以中等力度呼气达三秒钟以上，这时呼出的气就是从肺部深处出来的气体，呼气中的酒精含量与血液中的酒精含量。根据国家质量监督检验检疫局发布的《车辆驾驶人员血液、呼气酒精含量阈值与检验》(GB19522—2004)中规定，该规定指出，饮酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于20mg/100ml，小于80mg/100ml的驾驶行为。醉酒驾车是指车辆驾驶人员血液中的酒精含量大于或者等于80mg/100ml的驾驶行为。

1.3课题论述总体结构安排

第一章叙述了酒精浓度测试仪背景以及简介

第二章硬件设计。

第三章主要讨论应用Protel硬件开发软件

第四章软件设计

第五章为酒精浓度测试仪安装与调试。

第六章为总结和展望，总结本课题设计的总体思路，产品的功能以及对于产品功能升级等进行情景展望。