智能酒敏测试系统的设计

方涛+张玉红

【摘要】设计与制作的酒精浓度测试仪是以单片机为主控制器，扩展必要的外部电路，设计制作成的测试仪器。实现对酒精浓度数据的采集，最大酒精浓度的设置，酒精浓度大小的比较，报警和显示酒精浓度数据等功能。

【关键字】酒精 采集 报警

引言

随着我国高速发展的经济和居民生活水平，酒精消费量逐年上升趋势，饮酒也造成的一系列社会问题，如酒后驾驶造成等。设计一智能仪器能够检测驾驶员体内酒精含量，可以准确的测出喝酒者酒后血液中的酒精浓度，提前预防交通事故或者灾难的发生，实现对人权的尊重，对生命的关爱。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。

这次设计与制作的酒精浓度测试仪是以单片机为主控制器，扩展必要的外部电路，设计制作成的测试仪器。实现对酒精浓度数据的采集，最大酒精浓度的设置，酒精浓度大小的比较，报警和显示酒精浓度数据等功能。系统包括单片机控制模块，液晶顯示屏显示模块，数据采集模块，报警模块，复位电路等模块。

1 方案设计

方案设计是设计中的重要阶段，该阶段主要是从分析需求出发，确定实现产品功能和性能所需要的总体对象（技术系统），决定技术系统，实现产品的功能与性能到技术系统的映像，并对技术系统进行初步的评价和优化。本论文主要完成敏传感器信号系统的设计，设计内容包括：A/D转换器程序、控制程序、超标报警、键盘检测、数据显示等。

2 传感器的选择及数据采集

传感器是将外界信息转换成电信号的装置，其中的电信号包括数字信号和模拟信号，数字信号可以通过电气隔离直接送给单片机或微型计算机进行处理，模拟信号则利用数据采集系统将多路被测量值转换成数字量，再经过单片机或微型计算机进行数据处理，实现实时测控。酒精浓度是由传感器把非电量转换为电量，传感器输出的是0—5伏的电压值，所以是模拟信号。本文选用MQ-3酒精传感器对乙醇蒸气进行测量。MQ-3乙醇气体传感器及其调理电路原理如图2所示。经过调理，检测信号由电阻值转变成电压值，便于后续电路进行A/D转换和处理。

3 硬件电路的设计

由于本次设计需要用到单片机，来完成对酒精浓度的检测，分析了网上的相似课题，有很多是用酒精浓度传感器MQ-3来完成酒精浓度检测系统的设计，本次设计中采用的是STC89C52单片机来控制整个电路，电路中采用的是LCD1602来显示测试所得的实时数据，用MQ-3感应器来采集数据。A/D芯片选择ADC0832，主要是这块芯片的性能优良，时序操作简单，能很好的解决本次设计中对实时数据转换的要求。

4 系统调试

电路板焊接完成后，需要对每个元器件的引脚逐个进行检查，一方面是检查有没有引脚虚焊或与其他信号线短路，另一方面是对器件引脚功能的再检查，查看设计是否正确。检查电路焊接没有问题后，则可以进行上电测试。上电测试是调试的关键部分，按照系统方案设计的模块化思想，应该分模块测试系统。首先还是应该测试电源部分，系统上电以后，测试各个电源端口和器件的电源部分是否工作正常，同时应注意系统中有无器件过热情况，如果有的话，可能是相应的器件损坏或电路中有短路，需要认真检查之后再加电。如果没有问题，则可以进行功能的检测。

由于系统硬件较复杂，硬件电路装配、焊接完成后，可能不能正常工作。为了方便调试，采用分块调试的方法。在通电前，一定要检查电源电压的幅值和极性，否则很容易造成芯片的损坏。加电后检查各插件上引脚的电位，一般先检查VCC与GND之间电位，若在5V～5.5V之间属正常范围。

本次设计的酒敏传感器信号检测系统，通过设计相关的硬件电路及进行相应的软件调试，最后实现了实时检测酒精浓度，并的在LCD1602上显示的目的。设计出的电路，完全符合本次实验的设计要求，通过按键可以实现调整门阈限值，对于检测到的酒精浓度高于设定门阈限值时，会显示实时酒精浓度值，系统会自动实现蜂鸣灯光报警功能。

5 小结

酒敏传感器信号检测系统的设计主要分为硬件设计和软件设计。根据设计前对该系统所要实现功能的要求，综合考虑我们采用STC89C52单片机为控制核心。软件是用C语言相编写的，编写的思路就是模块化的思想，将系统的各个功能进行划分，然后对各个模块进行设计。