车驾驶人员酒后驾车及醉酒驾车极易发生道路交通事故,严重危害了道路交通安全和人民生命财产安全。人饮酒后,酒精通过消化系统被人体吸收,经过血液循环,约有的酒精通过肺部呼气排出,因此测量呼气中的酒精含量,就可判断其醉酒程度。开车司机只要将嘴对着传感头使劲吹气，仪器就能发上显示出酒精浓度的高低，从而判断该司机是否酒后驾车，避免事故的发生。当然，最好的办法是在车内安装这种测试仪，司机进入车内检测仪就检测司机的酒精含量，如果超出允许值，系统控制引擎无法启动，这样就可从根本上解决酒后驾车问题。酒精气体浓度探测仪在生产生活中也有重要的应用，比如，在些环境要求严格的生产车间，用这种酒精浓度探测仪，可随时检测车间内的酒精气体浓度，当酒精气体浓度高于允许限定值时，发出警报，提醒人们及时通风换气，做到安全生产。本文主要研究工作本文以单片机为核心，设计了用于测量酒精浓度的探测仪，主要研酒精浓度测试仪的设计与实现究工作包括以下个方面。硬件电路方面，对气体传感器根据检测电路，接上定阻值的负载电阻，检测它的技术参数，确定所接负载电阻的大小，完成信号采样电路的设计采样到的模拟电压电信号通过转换，得到可供单片机处理的数字信号，再由单片机作相应的数据处理发光二极管报警显示和个单位段共阴数码管浓度值显示。软件方面，标准的确定是该部分要做的主要工作。因为原始的采样值是个间接的负载分压值，需要将它转化为被测酒精浓度值。通过多个样品的测量确定多个浓度区间的转换标准，并将每个区间的转换关系近似线性化处理，然后通过软件编程的方法来实现。为了尽量减少设计的气体传感器的测量误差，在测量酒精溶液样品时要考虑并解决个主要问题。是外界环境流动空气对传感器的影响和对气体样品的稀释，二是样品的稳定性对测量带来的误差，三是水蒸气对测量的影响。针对这个主要问题提出以下解决方案和验证方法。测量样品时，将探头尽量放入塑料瓶内，可以在定程度上消除流动空气的影响，同时应选择空气流动较小的室内环境来测量。水蒸气对的影响很小，这点可以通过对只装有纯净水的塑料瓶的多次测量来验证。用相同容量的塑料瓶配制好不同浓度的酒精溶液后，将它密封并放置段时间，待其稳定后再测量。再通过反复多次测量多组数据，求其平均值的方法来缩小测量误差。硬件电路设计与实现单片机开发流程可行性调研。可行性调研的目的，是分析完成这个项目的可能性。进行这方面的工作，可参考国内外有关资料，看是否有人进行过类似的工作。如果有，则可分析他人是如何进行这方面工作的，有什么有点和缺点，有什么值得借鉴的如果没有，则需要作进步的调研，此时的重点应放在能否实现这个环节，首先从理论上进行分析，探讨实现的可能性，所需求的客观条件是否具备，然后结合实际情况，再决定能否立项的问题。系统总体方案的设计。在进行可行性调研后，如果可以立项，下步工作就是系统总体方案的设计。工作的重点应放在该项目的技术难度上，此时可参考这方面更详细更具体的资料，根据系统的不同部分和要实现的功能，参考国内外同类产品的性能，提出合理而可行的技术指标，编写出设计任务书，从而完成系统总体方案设计。设计方案细化，确定软硬件功能。旦总体方案确定下来，下步的工作就是将该项目细化，即需明确哪些部分用硬件来完成，哪些部分用软件来完成。由于硬件酒精浓度测试仪的设计与实现结构与软件方案会相互影响，因此，从简化电路结构降低成本减少故障率提高系统的灵活性与通用性方面考虑，提倡软件能实现的功能尽可能由软件来完成但也应考虑软件代硬件的实质是以降低系统的实时性增加处理进行为代价的，而且软件设计费用研制周期也将增加，因此系统的软硬件功能分配应根据系统的要求及实际情况而合理安排，统考虑。在确定软硬件功能的基础上，设计者的工作就开始涉及到具体的问题，如仪器的体积及与具体技术指标相对应的硬件实现方案，软件的总体规划等。在确定人员分工安排工作进度规定接口参数后，就比须考虑硬件软件的具体问题了。个单片机应用系统经过调研总体设计硬件软件设计制版元件安装后，在系统的程序存储器中放入编制好的应用程序，系统即可运行。但次性成功的几乎是不是不可能的。由于单片机在执行程序时人工是无法控制的，为了能够调试程序，检查硬件软件运行情况，这就需要借助种开发工具模拟用户实际的单片机，并且能随时观察运行的中间过程而不改变运行中有的数据性能和结果，从而进行模拟现场的真实调试。硬件系统框图基于单片机用型气体传感器实现酒精气体浓度的检测，需要信号采集模块用于对酒精浓度信号的采集，该信号是通过气体传感器和负载电压得到分压电信号。信号转换模块用来把采集根据程序流程图和各个子程序的编写可以得到整个设计的总程序代码，见附录。电路调试与测试结果电路调试根据各个模块功能的设计和绘制的整体电路图，找到各功能模块的连接点。按照设计的步骤，并对照总电路图，在面包板上连接电路。电路的连接顺序是，先连接好各个模块，在调试检查正确的前提下再把各个模块连接起来。打开软件，将写好的调试程序代码在计算机上输入汇编修改产生代码，形成输入输出口实验文件。初始化器件后，将经过编译生成的,十六进制文件下载到单片机。电路连接好，并将调试程序代码注释电压到酒精浓度转换关系代码烧写到单片机上后，接上电源开始调试。先把气体传感器探头用个阻值为的电阻替代，复位单片机，观察数码管上的显示数据和发光二极管的点亮情况。用万用表测量采样点的电压值，看用万用表测得的电压值与数码管上显示数据是否致。因为各导线和元器件对电压电流的影响，数码管显示的数据与万用表测得的数据存在定的偏差，但在可接受的范围内。调节电位器，观察数码管数据显示的变化，同样用万用表测量电压值作比较。测量数据与数码管显示数据基本致，说明电路数码管显示部分连接正确。然后，再把电位器阻值从开始逐渐调大，在每过个电压后观察相应发光二极管点亮，说明发光二极管显示部分电路连接正确。调试电路其他功能模块正确后，将预热足够长时间能正常工作的气体传感器换上原来的电阻。准备好若干个不同浓度的酒精气体样品，检测气体传感器是否能正常工作。当把不同浓度的酒精溶液样品靠接气敏传感器时，各自对应个不同的数据显示，说明整体电路已经完全正确。如图所示，硬件电路中发光二极管显示和位数码管显示都正确后，表明所连接的硬件电路已经调试成功。这时候可以配制几个酒精溶液对调试电路作初步测试。图所示是测量其中个样品溶液时显示的数值。酒精浓度测试仪的设计与实现浓度与显示之间的关系在系统电路调试正确以后，要作改进工作，使数码管上正确显示所测的酒精气体浓度值。之前显示的是酒精浓度值与电压的对应关系，所以要显示酒精浓度值，需要找到电压与浓度之间的关系，然后才能建立酒精浓度值与显示的映射关系。测量用的酒精溶液是用无水乙醇和纯净水按体积比来配制的，单位表示的是酒精溶液中含酒精的体积。准备多个不同浓度的酒精气体样品，从小到大，依次用气敏传感器检测，记录对应的电压值，记录样品的浓度和电压值之间的关系，确定传感器的酒精浓度检测大致范围，然后根据这个范围选择个合适的浓度值，多次测量电压值，再取平均值作为最后电压值，把个标准区间范围定下来，如表所示。表样品对应电压值样品浓度在酒精气体浓度的每个小区间内，将电压值与数码管显示值之间的关系当作线性处理，即每段小区间对应着个线性映射关系，如表所示。在要作不同线性转换电压区间范围和对应的线性转换关系确定好了以后，根据表所对应的关系，修改数据处理程序部分，建立酒精浓度和电压之间的关系。使最终显示的数据为酒精浓度值。根据编写的数据处理程序，数码管最终显示的是酒精浓度值小数部分的前位数字。这样，个完整的基于单片机酒精浓度探测仪就设计出来了。表浓度与电压线性映射关系电压值区间浓度转换关系酒精浓度测试仪的设计与实现结束语传感器属于金属半导体电阻式传感器，灵敏度高，响应速度快，可重复性使用。当传感器的敏感部分吸附有酒精分子时，表面的导电电子比例就会发生变化，从而其表面电阻会随着被测酒精气体浓度的不同而发生相应的变化，且这种变化是可逆的，可重复使用。接上定阻值的负载电阻，即可构成对酒精气体浓度的检测部分。负载电阻的分压值即对应着个酒精气体的浓度值，只需对该分压值采样，就可得到要测酒精气体浓度值的信号。将该信号通过转换，将模拟信号转化为数字信号。转换后的数字信号由单片机作相应的数据处理，得到码并将其送数码管显示。在发光二极管显示报警模块中，将采集信号输入二极管集成功率放大器，对该采集信号放大后驱动相应的发光二极管点亮，起到指示的作用。半导体气敏传感器和电化学固体电解质气敏传感器具有测量精度高所需试样少响应快等特点，广泛应用于化工建筑环保医疗家电安全保卫等领域。随着纳米技术薄膜技术等新材料研制成功，微机械与微电子技术计算机技术等的综合应用，高性能的气敏传感器将会不断出现。酒精浓度测试仪的设计与实现参考文献司士辉生物传感器化学工业出版社，吴桂秀传感器应用制作入门浙江科学技术出版社，彭军传感器与检测技术西安电子科技大学出版社，陈杰，黄鸿传感器与检测技术北京高等教育出版社，吴桂秀传感器应用制作入门浙江科学技术出版社，张锡富传感器北京机械工业出版社，郁有文传感器原理及工程应用西安西安电子科技大学出版社，楼然苗，李光飞系列单片机设计实例北京航空航天大学出版社，朱定华，戴汝平单片微机原理与应用清华大学出版社，胡乾斌，李光斌，李玲单片微型计算机原理与应用华中科技大学出版社，胡汉才单片机原理与借口技术清华大学出版社，余家春电路设计实用教程中国铁道出版社，张培仁基于汇编语言编程单片机原理与应用北京清华大学出版社，酒精浓度测试仪的设计与实现致谢基于单片机酒精浓度探测仪设计与实现论文已经完成。本论文从选题，实验，到论文的写作，整个过程得到了李珍老师的精心指导，在此表示衷心的感谢。大学四年学习生涯即将结束，在此要感谢四年以来直对教学和指导工作认真负责，孜孜不倦的所有南阳理工学院的老师们的谆谆教导，同时还要感谢跟我同学习的同学，他们给了我帮助支持和动力，让我度过了个美好的大学生活,酒精浓度测试仪的设计与实现附录酒精浓度测试仪的设计与实现为模拟量输入端是输出电压达到稳定启动转换关闭转换等待转换结束返回转换结果酒精