酒精浓度测试系统的软件设计

毕业设计（论文）开题报告

题目酒精浓度测试系统的软件设计专业名称通信工程

班级学号07042226

学生姓名鄢志强

指导教师张小林

填表日期2011 年 2 月28 日

一、选题的依据及意义

酒精的重要作用，是逐渐使得脑部及神经系统反应迟钝——这也是许多人喜欢适量饮酒的主要原因。喝一、两杯对人有镇定或松弛的作用。即使是少量的酒精，也没有刺激兴奋的作用，这跟许多人的想法正好相反。然而，酒精有时会造成抑制力明显的减弱，这会导致创造力的出现，或者是有时候会导致实际的侵略攻击性行为。

根据WHO数据，全球2003念得人均纯酒精消费量为6.2L，其中欧洲地区人均达11.9L，美州地区人均为8.7L。俄罗斯及其周边的东欧国家酒精度消费量最高，其次为欧洲其他国家，在人均国民生产总值（GDP）低于7000美元的低收入国家，酒精消费量与人均GDP相关，GDP越高酒精消费量越高。而随着我国近年来高速发展的经济水平和居民生活水平，酒精的消费量亦呈直线上升趋势，随之而来的是因为饮酒而造成的一系列社会问题。例如酒后驾车造成的交通意外。

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。受到酒精影响的司机通常会有如下特征：对信号灯反应慢，摇摆不定、突然转向、飘忽不定或在道路中线驾驶；乱踩刹车；转弯幅度大；蛇形；没有原因就停车灯。而根据世界卫生组织的事故调查，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。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”。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的酒精含量。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安全。酒精检测仪的设计与使用有着不可替代的作用，也有相当的前景和意义。

二、国内外研究概况及发展趋势

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。

为检查醉驾, 警察常常使用一种便携式的酒精呼吸检测仪, 通过检测驾驶者呼出的气体判断驾驶者是否饮酒。而目前使用的酒精呼吸检测仪只能初步显示驾驶员是否饮酒, 有醉驾嫌疑的驾驶员还需要接受血检, 以确定其体内酒精含量是否超标。为简化其流程，英国内政部已推出一种超级酒精呼吸检测仪, 能根据体温、呼吸频率等情况, 当场判断出驾驶者体内的酒精含量。由此可见，高精度，高可靠性与微型化是酒精浓度检测仪的主要发展方向。

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、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（截止2009年8月）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，目前（2009年）只有美国、英国、德国等少数几个国家能够生产，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。

三、研究内容及实验方案

主程序的功能是与硬件相结合以实现整个系统的功能，主流程图如图-1所示。

N

Y

图-1

在该流程图程序初始化中，首先语音提示“预热中,请等待”,同时开始预热,时间30 s ,在LCD 屏幕上有倒计时显示。这样保证了系统检测的精确度。30 s 计时到后,语音提示“欢迎使用”,并等待用户的按键操作,若未检测到任何按键按下,若有键按下，则表示开始检测采样数据，经过与设定的标准数据做比较，得出数据分析结果，并将结果显示在LCD 显示屏上，并同时将显示屏上的结果通过开始 程序初始化

是否有键按下 调用酒精浓度检测程序 数据处理 LCD 显示 语音提示 保存数据及时间

语音提示播报出来，最后将结果保存入系统中，方便查阅每次检查结果。

四、目标、主要特色及工作进度

本课题设计一种基于单片机的酒精测试系统。系统功能要求：通过传感器对酒精进行测试，计算出酒精浓度，精度：≤1%，显示计算结果并可语音报告，超限报警。

工作进度时间安排：

01～03周：资料查找、方案论证、开题报告撰写；英文资料翻译。

04～11周：各模块的程序设计、系统主程序设计、软件初步调试。

12～16周：软硬件联调，系统测试

17～19周：毕业论文撰写，答辩。

五、参考文献

[1]. 彭为，莫科.单片机典型实例精讲. 北京：电子工业出版社,2006

[2]. 吴金戌，沈庆阳等.8051单片机实践与应用. 北京：清华大学出版社，2002

[3]. 王福瑞等. 单片微机测控系统设计大全. 北京：北京航空航天大学出版社，2002

[4]. 王为青.51单片机应用开发案例精选.北京：人民邮电出版社，2007

[5]. 吴国经. 单片机应用设计.北京：中国电力出版社，2004

[6]. 李希文，赵建等.传感器与信号调理技术. 西安：西安电子科技大学出版社，2008

[7]、酒精检测仪的研制，王彩红、王学梅，科技信息(学术研究)，2008/29

[8]、Data Sheet，SHT1x/SHTx Humidity &Temperature Sensor

[9]、Data Sheet，8-bit Microcontroller With 4K Bytes Flash AT89C51

[10]、Data Sheet，MAX7219 Serially Interfaced, 8-Digit, LED Display Drivers .

[11]、基于C8051F005的酒精检测仪设计，张恒;河南科技，2010/16

[12] 林吉申,黄文风. 微控制器在手持式乙醇测试仪中的应用[J ] .

福州大学学报:自然科学版,2000 ,28 (2) :20223.

[13] 陈继德. 基于PIC16F877 呼气式酒精测试仪的设计[J ] . 中国

仪器仪表,2005 , (1) :77279.